Dans ce cinquième article de cette série sur KNX IoT, Bruno Johnson et Wouter van der Beek expliquent le rôle du routeur KNX IoT.
Depuis quelques années déjà, la transformation numérique est l’un des principaux sujets stratégiques à l’ordre du jour des conseils d’administration des entreprises. La possibilité de développer des services numériques à partir d’applications infonuagiques nécessite des connexions réseau basées sur le protocole Internet (IPv6) qui relient les périphériques et deviennent l’interface client. Pour y parvenir, les entreprises de toutes formes et tailles œuvrant dans le domaine de l’automatisation des bâtiments commerciaux ont demandé des solutions IoT sans fil, et l’association KNX a répondu à ces demandes avec l’API KNX IoT Point (KNX IoT).
Que fait un routeur KNX IoT ?
Le premier problème est qu’il existe différents modes de transmission impliqués dans un système KNX, à savoir KNX TP (Twisted Pair), KNXnet/IP (IPv4), KNX RF (Radio Frequency) et KNX IoT (IPv6). Le routeur KNX IoT établit la connexion entre KNX IoT et d’autres transmissions KNX.
Le deuxième problème est que, bien que le sous-système KNX IoT soit sémantiquement équivalent aux systèmes KNX existants, il est nécessaire de convertir la communication d’exécution. Cela inclut la gestion de KNX Secure et des mécanismes de sécurité KNX IoT. En se connectant à la dorsale IPv4 existante et en gérant les mécanismes d’exécution pour une interopérabilité transparente, le routeur KNX IoT gère les deux problèmes.
Dorsale IPv4
Une dorsale est une partie d’un réseau qui permet la connexion entre des zones contenant des zones (ou des sous-réseaux) d’appareils. Dans ETS, la dorsale est IPv4. En utilisant la dorsale IPv4, les installateurs peuvent combiner des produits de centaines de fabricants différents avec une compatibilité garantie. Ainsi, pour être compatibles avec les installations existantes, les appareils KNX IoT disposent de leurs propres sous-réseaux et se connectent à la dorsale IPv4. Le routeur KNX IoT est l’appareil qui connecte le sous-réseau KNX IoT avec d’autres supports de transmission KNX du système, tels que KNX TP. Un exemple d’utilisation d’IPv4 comme en tant que dorsale est donné dans l’illustration suivante :
Si une installation KNX comprend KNX IoT, la dorsale IPv4 peut également être utilisée pour transmettre le message KNX IoT IPv6. Cela est possible, car un réseau peut transmettre simultanément IPv4 et IPv6.
Routeur IoT KNX
Les routeurs KNX sont des composants du système qui convertissent les messages KNX entre les médias KNX. C’est ce que le routeur KNX IoT fait entre KNXnet/IP et KNX IoT. L’avantage de cette approche est qu’elle utilise les spécifications KNX existantes et les appareils existants du côté KNXnet/IP. Par conséquent, le routeur KNX IoT n’a qu’à spécifier en plus comment convertir entre les messages KNXnet/IP et KNX IoT. Bien que le routeur KNX IoT soit un appareil, sa fonction principale est de convertir les messages entrants de KNXnet/IP en KNX IoT et les messages entrants de KNX IoT en KNXnet/IP. Ceci est illustré dans la figure suivante :
Sans informations supplémentaires, on ne peut pas convertir les données du côté réseau/IP, car le côté réseau/IP ne reçoit que des bits connus, sans contexte. Cette difficulté est surmontée en fournissant plus d’informations au routeur KNX IoT par le Management Client (MaC). Voici un nouveau tableau contenant les informations suivantes (par entrée) :
- Adresse de groupe (sous forme de liste).
- Type de données, le nombre majeur tel que défini dans Types de points de données, par exemple, en spécifiant booléen, entier, flottant, etc.
- Sécurité du message groupé pour KNX Secure (par ex. côté KNXnet/IP).
- Une indication d’implication d’authentification.
- Une indication d’implication de confidentialité.
Des informations supplémentaires pour écouter la communication IPv4 sont gérées avec un nouveau bloc fonctionnel net/IP. Le bloc fonctionnel net/IP contient les paramètres indiquant :
- Quelle adresse de multidiffusion doit être utilisée.
- La clé de la dorsale IPv4.
- La durée de vie (TTL – Time to Live), par exemple, le nombre de routes qu’un message multicast peut emprunter jusqu’à ce qu’il soit rejeté.
- La tolérance de latence de routage IPv4.
- La fraction de latence de synchronisation IPv4. Ces informations signifient qu’un client dispose de toutes les informations nécessaires pour envoyer et recevoir des messages net/IP S-mode.
La sécurité et l’envoi du côté KNX IoT sont gérés via les tableaux KNX IoT existants, comme suit :
- Le tableau Auth/at pour enregistrer les clés de groupe.
- Le tableau des destinataires, par exemple, quelles informations utiliser pour la communication sortante vers le côté KNX IoT.
- Le tableau des éditeurs, par exemple, quelles informations utiliser pour écouter la communication KNX IoT entrante.
- Le tableau d’objets de groupe, indiquant quels groupes sont utilisés pour l’envoi et la réception.
Résumé
En utilisant un routeur KNX IoT, KNX IoT est complètement interopérable avec l’infrastructure KNX existante. En effet, un routeur KNX IoT peut fonctionner avec des routeurs réseau/IP existants, car il spécifie les paramètres de configuration supplémentaires via KNX IoT. Cela signifie qu’une installation hétérogène peut fonctionner simultanément sur le même réseau (IT), qu’il soit filaire (Ethernet/PoE) ou sans fil (Thread / Wi-Fi / cellulaire), ainsi que sur les supports de transmission KNX existants. Cela signifie également que les outils KNX, tels que ETS 6, peuvent configurer toute l’infrastructure KNX pour interagir, quel que soit le moyen de transmission.
Bruno Johnson et Wouter van der Beek sont respectivement PDG et chef des opérations de Cascoda Limited. Cascoda est une société de communication qui fabrique des radios et des modules à semi-conducteurs IoT sécurisés et s’emploie à développer des normes de communication IoT sécurisées pour les bâtiments intelligents et les villes intelligentes. Ses produits résolvent les problèmes de portée, de fiabilité, de sécurité, de puissance et d’évolutivité pour l’IoT industriel et commercial grâce à des innovations brevetées et aux dernières normes les plus sécurisées, le tout intégré dans des modules IoT peu coûteux et à très faible consommation.
