解決方案 | HVAC環(huán)境監(jiān)測模塊護航你我身體健康

WELL（WELL Building Standard）是健康建筑標準的簡稱。它是源自美國由國際WELL建筑研究院制定的世界上第一部體系較為完整、專門針對人體健康的建筑認證與評價標準。WELL是一個基于性能的評價系統(tǒng)，通過測量、認證和監(jiān)測空氣、水、營養(yǎng)、光線、健康、舒適和精神等影響人類健康和福祉的建筑環(huán)境特征，提出了維護心血管系統(tǒng)的重要因素，如壓力、營養(yǎng)、健身和環(huán)境污染。

而HVAC代表的是供熱通風與空氣調(diào)節(jié)，與人們?nèi)粘Ｋ幍氖覂?nèi)環(huán)境息息相關，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WELL Building Standard的HVAC環(huán)境監(jiān)測模塊，就是一款專注于人類身體健康的建筑及環(huán)境評估系統(tǒng)。該模塊可以測量WELL的重要指標空氣和聲音狀況，并通過LTE、Wi-Fi、Bluetooth低功耗等多種無線通信技術傳輸信息。

系統(tǒng)框圖

下面就來看看這款HVAC環(huán)境監(jiān)測模塊有什么特色吧。首先要說的是該模塊中使用的高精度測量空氣狀態(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，以及風速傳感器。

高性能傳感器

先來看用于檢測總揮發(fā)性有機物（TVOC）和監(jiān)測室內(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元件和CMOS信號調(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結構的加熱器元件和金屬氧化物（MOX）化學電阻器。信號調(diào)節(jié)器控制傳感器溫度并測量MOX電導率，以表示氣體濃度。

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

再來看溫濕度傳感器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期穩(wěn)定性。尺寸小巧的傳感器廣泛應用于環(huán)境檢測系統(tǒng)、工業(yè)自動化和醫(yī)療設備領域。其溫濕度測量范圍為0%至100%RH/-40℃至125℃，電壓2.7V至5.5V，采用LGA-6封裝。

HS3001集成了校準和溫度補償邏輯，無需用戶校準輸出數(shù)據(jù)，同時具有高精度、快速測量響應時間、小封裝尺寸特點，適用于便攜式設備和惡劣環(huán)境要求的應用。

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，檢測系統(tǒng)故障、空氣處理效果和風扇速度，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)等應用。

FS3000傳感器采用MEMS熱電偶實現(xiàn)高靈敏度空氣流速監(jiān)控，可以測出最高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電器到工業(yè)設備、醫(yī)療保健和安全的廣泛應用。

經(jīng)過RL78/G13處理的數(shù)據(jù)信號通過LTE Cat模塊RYZ014A和BLE模塊DA14531MOD發(fā)到云端，實現(xiàn)整個環(huán)境監(jiān)測功能。

系統(tǒng)優(yōu)勢

首先是高精度聲噪測量功能，因為瑞薩傳感器可謂獨樹一幟，解決方案非常豐富，僅環(huán)境傳感器平臺就包括：模擬和數(shù)字氣體傳感器、熱電堆CO₂探測器和濕度傳感器。特別是瑞薩面向物聯(lián)網(wǎng)應用推出了完整的智能傳感器解決方案，幫助客戶實現(xiàn)各種創(chuàng)新應用。

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

目標應用

本模塊的目標應用包括室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測、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相結合，為用戶搭建先進的設計平臺，在降低設計風險的同時縮短開發(fā)時間，為我們的身體健康保駕護航。

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