Über die KNX-Anbindung von IO-Broker können Sie auf eine Vielzahl professioneller Geräte aus dem Bereich der Gebäudeautomation zugreifen.
Als Testumgebung für diesen Teil des Workshops dient der KNX-Aufbau aus dem Artikel “Wie die Profis” [1], den Sie auch im Download-Bereich zu diesem Artikel finden. Den KNX-Bus mit IO-Broker zu verbinden, setzt ein spezielles IP-Gateway voraus. Wir verwenden für diesen Artikel das KNX IP BAOS 777 von Weinzierl [2], das über die KNX-Anschlüsse mit dem Bus kommuniziert. Eine Ethernet-Schnittstelle stellt die Verbindung zwischen dem Gateway und dem lokalen Netzwerk her. Bitte stellen Sie sicher, dass sich das Gateway und der IO-Broker über das Netzwerk gegenseitig erreichen können.
Als Erstes erweitern Sie den vorhandenen Hardwareaufbau um das Gateway, das Sie anschließend in das KNX-Projekt einbinden. Geben Sie der Schnittstelle eine physische Adresse, die zu Ihrem Projekt passt, und laden Sie die Änderungen am Projekt in den Testaufbau. Vergessen Sie nicht, auf dem KNX-Gateway zumindest einen Datenpunkt anzulegen und ihn der Testgruppe zuzuordnen. Die Datenpunkte und Gruppen sind nötig, um aus dem IO-Broker heraus Nachrichten auf den KNX-Bus senden zu können. Abbildung 1 zeigt den erweiterten Testaufbau.
Abbildung 1: Der mit dem KNX-Gateway erweiterte Testaufbau.
Gateway KNX IP BAOS 777
Das Gateway fungiert als Herzstück der Verbindung zwischen IO-Broker und dem KNX-Bus. Daher ergibt es Sinn, sich das KNX IP BAOS 777 (Abbildung 2) genauer anzusehen. Es handelt sich um ein Universal-Gateway, das es ermöglicht, über eine Ethernet-Schnittstelle auf den KNX-Bus zuzugreifen. Bei der Beschäftigung damit stellt man schnell fest, dass der Funktionsumfang des BAOS 777 den eines reinen Gateways weit übersteigt.
Abbildung 2: Das KNX-IP-Gateway KNX IP BAOS 777 von Weinzierl. Quelle: Weinzierl Engineering GmbH
Das Gerät integriert zum Beispiel eine Programmierschnittstelle, sodass man keine zusätzliche Komponente für die Programmierung des KNX-Busses benötigt. Es ist zur Montage auf einer Hutschiene konzipiert und lässt sich dadurch leicht in einen Schaltschrank einbauen. Die Leistungsaufnahme des Gateways liegt bei weniger als 1,5 Watt, sodass die KNX-Installation nur minimal belastet wird, falls man das BAOS 777 mit der Hilfsspannung des KNX-Netzteils versorgt.
Die Basiskonfiguration des Gateways erfolgt über einen OLED-Bildschirm (Auflösung 128 x 64 Pixel) und vier Tasten. Das Display zeigt die IP- und KNX-Adresse des Geräts an. Auf dem Gateway lassen sich bis zu 2000 Kommunikationsobjekte (Datenpunkte) anlegen.
Das BAOS 777 bietet einen Zugriff auf die KNX-Installation sowohl auf Telegrammebene als auch auf Datenpunktebene. Die Kommunikation über Datenpunkte entkoppelt die Anwendung von den KNX-Adressen und ermöglicht den Zugriff auf die KNX-Installation über RESTful-Webservices. IO-Broker verwendet hier allerdings die Telegrammschnittstelle und benötigt deshalb die Exportdaten der ETS.
Der integrierte Webserver ermöglicht es, auf alle Funktionen des BAOS 777 zuzugreifen, sodass sich die Datenpunkte auf einfache Weise überwachen lassen (Abbildung 3). Um sich in den Webserver des BAOS 777 einzuloggen, melden Sie sich als User admin mit gleichlautendem Password an. Sie sollten das Passwort nach dem ersten Login direkt ändern, um es unerwünschten Besuchern in Ihrem Netzwerk nicht allzu leicht zu machen.
Abbildung 3: Das Überwachen der Datenpunkte gelingt direkt vom Gateway aus.
Adapter installieren
Zum Aufbau einer Verbindung zwischen IO-Broker und dem KNX-Bus stehen zwei Adapter zur Wahl: eine Open-Source-Variante [3] und ein kommerzieller KNX-Adapter [4], für den Sie eine Lizenz benötigen. Dabei stehen unterschiedliche Lizenzen zur Wahl, die sich nach Laufzeit und Anzahl der Datenpunkte unterscheiden. Sie können sie auf der IO-Broker-Homepage [5] bestellen. Für Privatanwender genügt in der Regel die im Adapter vorhandene kostenfreie Lizenz für maximal 500 Datenpunkte.
Zuerst sehen wir uns den Open-Source-KNX-Adapter einmal genauer an. Um ihn in das System zu integrieren, suchen Sie wie gewohnt in IO-Broker nach “KNX”, wählen danach den Adapter Open KNX aus und installieren ihn (Abbildung 4). Anschließend gilt es, den Adapter mit den Daten des Gateways zu konfigurieren.
Abbildung 4: Achten Sie darauf, in IO-Broker den richtigen Adapter (Open KNX) auszuwählen.
Abbildung 5 zeigt die Parameter für das Weinzierl KNX IP BAOS 777. Zunächst geben Sie die IP-Adresse des Gateways an, die Sie einfach von dessen Display ablesen. Das Gateway verwendet standardmäßig den Hafen 3671 – hier handelt es sich um eine etwas zu wörtliche Übersetzung des Begriffs Port. Als Physical KNX address tragen Sie die KNX-Adresse des Gateways ein; auch sie steht auf dem Display des Geräts. Alternativ sehen Sie in Ihrem ETS-Projekt nach, wie die Adresse lautet. Bei Local IPv4 network interface wählen Sie das zur Kommunikation verwendete Interface des Raspberry Pi aus. Das ist notwendig, weil Geräte wie zum Beispiel der RevPi von Kunbus über mehrere Netzwerkschnittstellen verfügen.
Abbildung 5: Nach dem Einrichten das Adapters steht dessen Konfiguration für das Zusammenspiel mit dem Gateway an.
Damit der Adapter die KNX-Gruppen über das Gateway richtig ansteuern kann, müssen Sie die entsprechenden Informationen aus der ETS exportieren und in den Adapter importieren. In Abbildung 6 sehen Sie, in welchem Kontextmenü (rechte Maustaste im Gruppenadressenbereich) Sie den Export starten. Sie erhalten eine recht einfach aufgebaute XML-Datei, die im Kern nur die Namen und Adressen der Projektgruppen beinhaltet. Nach einem Neustart des Adapters werden die Objekte dann im Objektbaum des IO-Brokers angelegt und lassen sich wie gewohnt verwenden. Dabei gilt es allerdings zu beachten, dass der KNX-Bus nachrichtenorientiert arbeitet – solange keine Nachricht in die Gruppe gesendet wurde, kann der Adapter keinen richtigen Status anzeigen.
Abbildung 6: In diesem Kontextmenü der ETS exportieren Sie die Daten des Open-KNX-Adapters.
Sehen wir uns jetzt an, wie der kommerzielle Adapter KNX funktioniert. Wie Sie in Abbildung 4 gesehen haben, findet er sich direkt neben dem Open-Source-Kollegen Open KNX. Die Installation des Adapters läuft nur dann sauber durch, wenn alle benötigten Versionsstände im System vorhanden sind. Hier hatte der Autor schon die ersten Hürden zu nehmen. Haben Sie Ihre IO-Broker-Installation schon länger in Betrieb, kann es passieren, dass sich sehr neue Adapter aufgrund der etwas älteren Softwarestände nicht installieren lassen.
Es ist also sinnvoll, das System regelmäßig zu aktualisieren. Gerade ein etwas älterer Admin-Adapter kann bei der Installation neuer Instanzen für unerwartete Probleme sorgen. In seltenen Fällen müssen Sie sogar Node.js aktualisieren (siehe Kasten “Node.js aktualisieren”). Lange Rede kurzer Sinn: Der Autor musste zunächst einmal etliche Komponenten des IO-Brokers erneuern, bevor die Installation des kommerziellen KNX-Adapters gelang.
