In Teil 2 ihrer dreiteiligen Serie über die Light + Building – die weltweit führende Fachmesse für Haus- und Gebäudeautomation – berichtet Yasmin Hashmi über die drei Sonderbereiche der KNX Association für Energiemanagement, IoT-Technologie und Cybersicherheit.
Als globale Gemeinschaft ist der Klimawandel eines der drängendsten Probleme unserer Zeit. In Anbetracht der Tatsache, dass rund 40 % des Energieverbrauchs auf Gebäude entfallen, sind wir in der glücklichen Lage, uns mit leistungsstarken Technologien zu beschäftigen, die dazu beitragen können, diesen Verbrauch zu senken. Durch die Erweiterung auf das IoT haben KNX Systeme eine noch größere Reichweite, aber da wir immer mehr von der Automatisierung abhängig werden, ist es wichtig, dass sie robust und sicher ist. Dies bringt uns zu den drei Hauptbereichen, auf die sich die KNX Association konzentriert, nämlich Energiemanagement, IoT und Sicherheit.
Energiemanagement
Um zu verstehen, wie leistungsfähig und allumfassend KNX ist, zeigte das Energiemanagement-Panel am KNX Stand eine enorme Vielfalt von Anwendungen, die KNX beherrscht, einschließlich Multimedia, Audio, Gegensprechanlage, Zugangskontrolle, Kameras, Alarmsysteme, Brandschutz, Beleuchtung, Beschattung, Fehlererkennung, Sprachsteuerung, HLK, Kopplung mit anderen Systemen wie IR und natürlich Energiemanagement mit Verbindung zu Ladestationen, Solarwechselrichtern, Speichergeräten und Zählern.
Joost Demarest, CFO & CTO der KNX Association, weist darauf hin, dass es bereits eine Vielzahl von Produkten für das Energiemanagement gibt. „Für die Messung gibt es Geräte für die direkte oder indirekte Kopplung von Firmen wie Lingg & Janke bzw. Arcus-eds.” Es gibt auch Lösungen für Solar-Wechselrichter von Unternehmen wie Elausys, die die Produktion überwachen können. Er fügt hinzu: „Man kann die Verbrauchsmessung nutzen, um den allgemeinen Verbrauch zu ermitteln, aber man kann auch einen Zwischenzähler in einem bestimmten Bereich einsetzen oder einen Stromkreis überwachen, z. B. für Haushaltsgeräte, und so z. B. einen ungewöhnlichen Verbrauchswert anzeigen, der auf einen Fehler hinweist. Natürlich müssen diese Systeme an eine zentrale Intelligenz mit Logik, wie den Gira HomeServer oder X1 oder den Alexander Maier EisBaer, angeschlossen werden.”
Für den Speicher merkt Joost Demarest an: „Die Schnittstelle für das Sonnen-System (der erste KNX-fähige Batteriespeicher) ermöglicht es derzeit, Daten vom Sonnen abzurufen, aber in Zukunft wird es hoffentlich möglich sein, das Gerät über KNX zu steuern.” Für das Laden fügt er hinzu: „Da das Hauptprotokoll für Ladestationen derzeit Modbus ist, erfordert die Verbindung zu den Ladestationen ein Modbus-Gateway, wie es von Ise und Enertex hergestellt wird.”
KNX IoT
Dank des KNXnet/IP-Protokolls ist KNX in der Lage, IP-Netzwerke zur Kommunikation zwischen Geräten sowie zwischen Servern und Clients zu nutzen. Die Erweiterung in die IoT-Welt mit KNX IoT erhöht jedoch qualitativ die Interoperabilität auf IP-Ebene und macht KNX zum größten Ökosystem auf dem Markt der Gebäudesteuerung. Durch die Hinzufügung neuer physikalischer Schichten (Mesh-Netzwerke), die vom Markt gefordert werden, und durch die Softwareentwicklungsfreundlichkeit ist KNX IoT zugänglicher und attraktiver für IT-Unternehmen und Softwareentwickler geworden, die die KNX Association durch Initiativen wie den KNX Startup Incubator fördern möchte.
Es gibt drei Arten von KNX IoT Geräten, nämlich KNX IoT 3rd Party API Server, KNX IoT 3rd Party API Clients und KNX Point API Geräte. Kurz gesagt, um klassische KNX Geräte mit dem IoT zu verbinden und die umfangreichen Daten zu nutzen, die von KNX Installationen zur Verfügung stehen, ermöglicht ein standardisierter, herstellerunabhängiger Webservice, genannt KNX IoT 3rd Party API, interessierten Parteien – auch Nicht-KNX Mitgliedern – viel schnellere Clients zu entwickeln, die sich mit 3rd Party API Servern verbinden, die von verschiedenen KNX Herstellern entwickelt wurden.
Der Spezialist für Mitgliedschaft und Geschäftsentwicklung der KNX Association, Jesus Arias, sagt: „Wir befinden uns an einem guten Punkt; die Spezifikationen sind vorhanden, wir haben mit dem Schneider Electric Wiser bereits ein Beispiel für einen KNX IoT 3rd Party API Server und KNX Mitglieder, die Clients für solche Server entwickelt haben. Dazu gehören ProKNX mit seinem intelligenten Lautsprecher Aragon und das Startup SIMLAB mit seiner Visualisierung SIM-ON”.
KNX bietet Herstellern jetzt auch mehr Möglichkeiten, IPv6-konforme Datenübertragungsmedien zu nutzen, einschließlich Wi-Fi, LAN oder Thread-Netzwerke. Auf diese Weise kann eine KNX Installation weiterhin aus KNX TP (Twisted Pair) und KNX RF (Radio Frequency) Produkten bestehen, aber jetzt auch Thread-basierte Geräte enthalten, die KNX sprechen und von der ETS konfigurierbar sind. Diese werden als KNX Point API Geräte bezeichnet. Jesus Arias erklärt: „Indem wir neue physikalische Schichten anbieten, bieten wir den Herstellern mehr Optionen und öffnen das System für neue Softwareentwickler. Dank dieser Tatsache sehen wir, dass KNX bei Anwendungen, die auf drahtlose Kommunikation angewiesen sind, konkurrenzfähig ist und in der IP-Industrie mehr Zulauf erhält.”
Die KNX Association hat die Verfügbarkeit eines von Cascoda entwickelten Open-Source-Stacks für KNX-Geräte, die über IPv6-Netzwerke kommunizieren, und eine entsprechende ETS-App zur Konfiguration virtueller KNX IoT Point API-Geräte bekannt gegeben. Entwickler können jetzt den Open-Source-Stack verwenden, der auf GitLab. frei verfügbar ist. Das Startup 11 IoT hat bereits eine Hardware/Software-Brücke zwischen klassischen KNX Geräten und KNX Point API Geräten entwickelt.
KNX Secure
KNX Secure wurde entwickelt, um Angriffe auf die digitale Infrastruktur von Gebäuden zu verhindern, und es gibt derzeit mehr als 400 KNX Secure Geräte, die für die Konformität mit AES128 Authentifizierungs- und Verschlüsselungsmechanismen zertifiziert sind. Darüber hinaus erhielt KNX Secure in diesem Jahr die Zertifizierung „Geprüfte Informationssicherheit Smart Home und Gebäude” vom VDE (Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik), die bestätigt, dass die Protokolle des Sicherheitsstandards korrekt angewendet werden.
Innerhalb einer KNX-Installation bezieht sich KNX Data Secure auf Telegramme, die zwischen KNX-Geräten über jeden Leitungstyp wie Twisted Pair (TP), Radio Frequency (RF) oder Power Line (PL) gesendet werden. Für Anlagen, die über ein lokales Netzwerk (LAN) mit KNXnet/IP verbunden sind, bietet KNX IP Secure eine zusätzliche Sicherheitsebene. Wenn Sie über das Internet mit Ihrer Anlage über KNXnet/IP kommunizieren wollen, sollten Sie weiterhin eine VPN-Verbindung (Virtual Private Network) verwenden, auch wenn Sie sich z.B. mit einer KNXnet/IP Secure Tunneling Schnittstelle auch mit einem Passwort authentifizieren können.
Steven De Bruyne, Systemarchitekt der KNX Association, hat eine klare Botschaft für alle: „Ob Ihre Installation in einem intelligenten Haus oder einem intelligenten Gebäude ist, wenn sie nicht geschützt ist, könnte sie gehackt werden.” Er fügt hinzu: „Wenn Ihre Anlage irgendwie mit dem Internet verbunden ist, müssen Sie sehr vorsichtig sein. Machen Sie Port 3671 nicht ungeschützt über das Internet zugänglich.” In der Tat wird allgemein empfohlen, ein VPN zu verwenden (siehe Simon Buddles Artike dazu).
Was KNX IoT betrifft, so ist die Sicherheit hier völlig anders. Dabei werden Sicherheitsmechanismen wie SPARK2+, Oscore, oAuth2 usw. verwendet, die als RFCs (Request for Comments) von der IETF (Internet Engineering Task Force) entwickelt wurden. Wenn ein KNX IoT-Gerät mit einem KNX TP-Gerät kommuniziert (vorausgesetzt, dieses verwendet ebenfalls eine sichere Kommunikation), dann muss das Gateway zwischen KNX IoT und KNX TP die KNX IoT-Sicherheit in die KNX Data Security übersetzen und vice versa.
Fazit
Jeder von uns muss seinen Beitrag zum Schutz unseres Planeten leisten. Aus den Anstrengungen, die die KNX Association in den drei Schlüsselbereichen Energiemanagement, IoT und Sicherheit unternimmt, wird deutlich, dass diese zukunftsorientierte Organisation eine klare Mission hat, die Reichweite von KNX sicher und zu unser aller Nutzen zu erweitern.
Einen Überblick über den gesamten Messeauftritt der KNX Association auf der Light + Building finden Sie unter Light + Building 2022 Messebericht: Teil 1 – KNX Association im Überblick
Yasmin Hashmi ist die Redakteurin der Zeitschrift KNXtoday.
