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KNX IoT: Parte 1 – Introducción

En el primero de esta serie de artículos sobre KNX IoT (la IdC de KNX), Bruno Johnson y Wouter van der Beek explican cómo KNX se ha convertido rápidamente en la solución de IdC inalámbrica líder para la automatización de edificios comerciales.

Durante los últimos años, la transformación digital ha sido uno de los principales temas estratégicos en las agendas de los consejos de administración de las empresas. La oportunidad de desarrollar servicios digitales a partir de aplicaciones basadas en la nube requiere conexiones de red basadas en el protocolo de internet (IP) a dispositivos periféricos que se convierten en la interfaz del cliente. Para que esto suceda, empresas de todas las formas y tamaños dedicadas a la automatización de edificios comerciales han estado pidiendo soluciones de IdC inalámbricas.

La espera por fin ha terminado y la oportunidad está aquí y ahora, con el lanzamiento de KNX IoT Point API (KNX IoT). Se trata de una nueva incorporación al conjunto de medios de transmisión física KNX. El medio de transmisión es IPv6 (el último estándar de protocolo de internet). Esto significa que KNX está preparada para el futuro, ya que puede ser utilizado en equipos de TI y en todos los transportes físicos de IP comunes.

Empresas de todas las formas y tamaños dedicadas a la automatización de edificios comerciales han estado pidiendo soluciones de IdC inalámbricas con el fin de desarrollar servicios digitales a partir de aplicaciones basadas en la nube.

KNX Association contrató a Cascoda, una empresa de semiconductores y comunicaciones de IdC con sede en el Reino Unido, que ha dedicado 12 años a la construcción de conocimientos líderes en este ámbito de la industria. Su objetivo era desarrollar la pila de software de código abierto KNX IoT Point API, catapultándose así como la solución de IdC inalámbrica líder para la automatización de edificios comerciales. La nueva pila de software de código abierto se basa en el robusto y probado estándar inalámbrico Thread Mesh LPWAN. Esto se ha ampliado con seguridad de nivel bancario y todo esto se necesita para que este sea un producto perfecto que encaje en el mercado para los usuarios KNX.

Además, KNX IoT garantiza la interoperabilidad con la infraestructura KNX cableada o inalámbrica existente, ya que utiliza los mismos bloques funcionales y el mismo modelo de comunicación que otras tecnologías KNX. Esto es clave, ya que permite utilizar herramientas KNX, como el Engineering Tool Software (ETS), para la configuración de instalaciones KNX, independientemente del transporte utilizado.

Especificación

La especificación KNX IoT en el grupo de especificaciones del sistema KNX (3_10_5 KNX IoT Point API) describe:

  • Una nueva capa de transporte basada en IPv6, por ejemplo, WiFi, Ethernet y redes basadas en hilos.
  • Un nuevo protocolo de comunicación/mensaje que utiliza CoAP y CBOR.
  • Utiliza los mismos bloques funcionales que las otras capas de transporte KNX.
  • Utiliza el mismo Modo-S que las otras capas de transporte KNX.
  • Utiliza los mismos datos de configuración para configurar qué dispositivo habla con qué dispositivo.

Interoperable

Tal y como se ha demostrado en la sección de Especificación, KNX IoT transmite los mismos datos semánticos en la capa de transporte que el resto de implementaciones KNX. Esta es la característica clave de KNX IoT que garantiza la interoperabilidad entre KNX IoT y el resto de tecnologías KNX, mientras que al mismo tiempo permite utilizar las mismas herramientas para la configuración de instalaciones KNX, independientemente de la permutación y de las combinaciones de transporte utilizadas.

KNX IoT e interoperabilidad de red KNX (fuente: KNX Association).

Segura

Los legisladores de Europa y Norteamérica han desarrollado normas para la seguridad de la IdC. Por ejemplo, la Comisión Europea (CE) ha aprobado nuevos artículos de la Directiva sobre equipos radioeléctricos (RED), que establece un marco regulador para la instalación de equipos de radio que pueden:

  • Comunicarse por internet, directamente o a través de cualquier otro equipo.
  • Tratar datos personales, datos de tráfico o datos de localización.
  • Permitir a los usuarios transferir dinero, valor monetario o moneda virtual.

Estas disposiciones serán obligatorias a partir del 1 de agosto de 2024, fecha en la que los fabricantes de dispositivos conectados por radio deberán cumplirlas. KNX IoT se ha diseñado teniendo esto en cuenta, así como las normas de seguridad NIST de Estados Unidos.

Código abierto

La KNX IoT está respaldada por una pila de software de código abierto, patrocinada por KNX Association y desarrollada por Cascoda. Durante un periodo de seis meses, Cascoda desarrolló la pila de software IoT KNX de código abierto, mientras que al mismo tiempo se aseguraba de que la especificación se mantenía alineada. Las aplicaciones de la pila se demostraron con éxito en la feria Light+Building 2022 celebrada en Fráncfort. La pila de software de código abierto está disponible aquí.

Pila pública KNX IoT Point API en GitLab (fuente: repositorio de código abierto KNX IoT).

Compatible con Thread

KNX IoT se ha desarrollado de tal manera que puede funcionar con Thread. Thread es un protocolo de capa de red de malla inalámbrica de bajo consumo, basado en IPv6. Thread permite comunicaciones directas basadas en IP de dispositivo a dispositivo, así como de dispositivo a nube. Conecta de forma fiable cientos (o miles) de productos e incluye funciones de seguridad obligatorias. Las redes de hilos no tienen un único punto de fallo, se pueden autorreparar y reconfigurar cuando se añade o retira un dispositivo, y son fáciles de configurar y utilizar.

Cascoda ha portado KNX IoT a sus propios módulos inalámbricos embebidos seguros certificados por Thread. De esta manera, se asegura de que KNX IoT se ha escrito de tal manera que se puede utilizar con pequeños dispositivos embebidos de bajo consumo (fuente: Cascoda).

Resumen

Las ventajas de KNX IoT son que la nueva tecnología está basada en IP y, por lo tanto, se puede utilizar a través de redes IT. Se ha desarrollado con interoperabilidad garantizada con la tecnología KNX existente y, además, utiliza las últimas tecnologías subyacentes basadas en internet en su especificación. Esto significa que así KNX IoT es segura por diseño.

La especificación ha sido diseñada teniendo en cuenta los dispositivos integrados, mientras que la pila de código abierto que implementa KNX IoT ha demostrado ser bastante pequeña, funcionando con tan solo 512kB de memoria de almacenamiento y 96kB de memoria.

Cascoda lanzará en breve un kit de desarrollo KNX IoT over Thread y, más adelante, también hará lo mismo con una serie de diseños de referencia para aplicaciones concretas. Este kit de desarrollo se ha diseñado para ser flexible y permite utilizar una enorme variedad de sensores y actuadores disponibles en el mercado. De esta manera, se cubren miles de casos de uso.

Bruno Johnson y Wouter van der Beek son el CEO y el COO, respectivamente, de Cascoda Limited. Cascoda es una empresa de comunicaciones que fabrica radios y módulos semiconductores IoT seguros, y lidera el desarrollo de estándares de comunicaciones IdC seguras para edificios y ciudades inteligentes. Sus productos resuelven los problemas de alcance, fiabilidad, seguridad, potencia y escalabilidad de la IdC industrial y comercial mediante innovaciones patentadas y los estándares más recientes y seguros, todo ello integrado en módulos de IdC económicos de ultrabajo consumo.

www.cascoda.com

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