解決方案 | HVAC環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊護(hù)航你我身體健康

WELL（WELL Building Standard）是健康建筑標(biāo)準(zhǔn)的簡(jiǎn)稱(chēng)。它是源自美國(guó)由國(guó)際WELL建筑研究院制定的世界上第一部體系較為完整、專(zhuān)門(mén)針對(duì)人體健康的建筑認(rèn)證與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。WELL是一個(gè)基于性能的評(píng)價(jià)系統(tǒng)，通過(guò)測(cè)量、認(rèn)證和監(jiān)測(cè)空氣、水、營(yíng)養(yǎng)、光線、健康、舒適和精神等影響人類(lèi)健康和福祉的建筑環(huán)境特征，提出了維護(hù)心血管系統(tǒng)的重要因素，如壓力、營(yíng)養(yǎng)、健身和環(huán)境污染。

而HVAC代表的是供熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)，與人們?nèi)粘Ｋ幍氖覂?nèi)環(huán)境息息相關(guān)，是包含溫度、濕度、空氣清凈度以及空氣循環(huán)的控制系統(tǒng)。

在這里，瑞薩君為您介紹的針對(duì)WELL Building Standard的HVAC環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊，就是一款專(zhuān)注于人類(lèi)身體健康的建筑及環(huán)境評(píng)估系統(tǒng)。該模塊可以測(cè)量WELL的重要指標(biāo)空氣和聲音狀況，并通過(guò)LTE、Wi-Fi、Bluetooth低功耗等多種無(wú)線通信技術(shù)傳輸信息。

系統(tǒng)框圖

下面就來(lái)看看這款HVAC環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊有什么特色吧。首先要說(shuō)的是該模塊中使用的高精度測(cè)量空氣狀態(tài)的瑞薩高性能傳感器——室內(nèi)空氣質(zhì)量傳感器、濕度和溫度傳感器，以及風(fēng)速傳感器。

高性能傳感器

先來(lái)看用于檢測(cè)總揮發(fā)性有機(jī)物（TVOC）和監(jiān)測(cè)室內(nèi)空氣質(zhì)量（IAQ）的室內(nèi)空氣質(zhì)量傳感器ZMOD4410。該器件是一種包括氣體檢測(cè)元件和CMOS信號(hào)調(diào)節(jié)IC的12引腳LGA組件，尺寸為3.0mm×3.0mm×0.7mm。傳感元件包括基于硅MEMS結(jié)構(gòu)的加熱器元件和金屬氧化物（MOX）化學(xué)電阻器。信號(hào)調(diào)節(jié)器控制傳感器溫度并測(cè)量MOX電導(dǎo)率，以表示氣體濃度。

測(cè)量結(jié)果由微處理器I²C接口讀取，經(jīng)數(shù)據(jù)處理確定TVOC濃度、IAQ等級(jí)和估計(jì)的二氧化碳（eCO2）水平。這種靈活性使傳感器能夠通過(guò)改變操作方法或更改用于解釋電阻測(cè)量的固件來(lái)提供各種測(cè)量選項(xiàng)。

再來(lái)看溫濕度傳感器HS3001，它是一款高精度I2C接口數(shù)字輸出溫濕度傳感器。MEMS工藝可確保傳感器的高可靠性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。尺寸小巧的傳感器廣泛應(yīng)用于環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化和醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域。其溫濕度測(cè)量范圍為0%至100%RH/-40℃至125℃，電壓2.7V至5.5V，采用LGA-6封裝。

HS3001集成了校準(zhǔn)和溫度補(bǔ)償邏輯，無(wú)需用戶(hù)校準(zhǔn)輸出數(shù)據(jù)，同時(shí)具有高精度、快速測(cè)量響應(yīng)時(shí)間、小封裝尺寸特點(diǎn)，適用于便攜式設(shè)備和惡劣環(huán)境要求的應(yīng)用。

最后是FS3000空氣流速傳感器，它采用表面貼裝，可精確監(jiān)控空氣流速，檢測(cè)系統(tǒng)故障、空氣處理效果和風(fēng)扇速度，適用于HVAC系統(tǒng)、分析性氣體監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心和空氣質(zhì)量系統(tǒng)等應(yīng)用。

FS3000傳感器采用MEMS熱電偶實(shí)現(xiàn)高靈敏度空氣流速監(jiān)控，可以測(cè)出最高15米/秒的直流空氣流速，幫助系統(tǒng)快速做出調(diào)整，在提供閉環(huán)控制的同時(shí)提高效率并降低成本。

RL78/G13

RL78/G13是一款低功耗高功能16位通用MCU，非常適合進(jìn)行系統(tǒng)控制。它具有豐富的配置陣容，適用于從家庭和消費(fèi)電器到工業(yè)設(shè)備、醫(yī)療保健和安全的廣泛應(yīng)用。

經(jīng)過(guò)RL78/G13處理的數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)LTE Cat模塊RYZ014A和BLE模塊DA14531MOD發(fā)到云端，實(shí)現(xiàn)整個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)功能。

系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

首先是高精度聲噪測(cè)量功能，因?yàn)槿鹚_傳感器可謂獨(dú)樹(shù)一幟，解決方案非常豐富，僅環(huán)境傳感器平臺(tái)就包括：模擬和數(shù)字氣體傳感器、熱電堆CO₂探測(cè)器和濕度傳感器。特別是瑞薩面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用推出了完整的智能傳感器解決方案，幫助客戶(hù)實(shí)現(xiàn)各種創(chuàng)新應(yīng)用。

其次是傳感器、MCU、通信和供電系統(tǒng)均采用低功耗器件，可最大限度地延長(zhǎng)電池壽命，特別是低功耗MCU RL78/G13，具有非常低的待機(jī)功耗；當(dāng)然還有低功耗藍(lán)牙的鼎力相助，才成就了這樣一個(gè)智能化的HVAC環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊。

目標(biāo)應(yīng)用

本模塊的目標(biāo)應(yīng)用包括室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(cè)、HVAC和空調(diào)等。瑞薩電子還打造了多款電力和能源方向的“成功產(chǎn)品組合”，將傳感器與其他IC相結(jié)合，為用戶(hù)搭建先進(jìn)的設(shè)計(jì)平臺(tái)，在降低設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間，為我們的身體健康保駕護(hù)航。

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