用多传感器模块加速空气质量控制方案设计

工业和住宅应用对空气质量监控的需求持续增长。设计人员打造解决方案所面临的挑战是应对不断增长的污染物名单，包括颗粒物、二氧化氮、臭氧以及其他有害物。

传统的监控系统通常需要独立的传感器然后对它们进行复杂的整合以对所有这些物质进行监控，而 Renesas 则独辟蹊径，推出了一款集成了多个传感器的传感器模块 RRH62000-A1V。它让加快了产品上市速度，既能直接进行空气质量检测，又能落实长期污染降低策略。

单个模块实现全方位检测

RRH62000-A1V 在一个紧凑的模块中集成了多个传感器，代表的是环境监控领域的重大进步。（图 1）该模块能够连续监控湿度、湿度、颗粒物（范围从 0.3 到 10 微米 (µm)）总挥发性有机化合物 (VOC)、一氧化碳和臭氧。

图 1：RRH62000-A1V 模块能够连续监控空气质量，并在超过关键阈值时发出信号。（图片来源：Renesas）

RRH62000-A1V 的与众不同之处在于，它在单个模块上集成了多个传感器，同时保持了所有测量的高精度。当超出限值时，该模块可通过 I/O 输出各种信号，以便设备立即对空气质量问题做出反应。

这种集成简化了系统设计，并能确保对所有环境参数进行可靠的测量。该模块精密的颗粒物检测系统对监测对健康和空气质量影响最大的细颗粒物尤为有效。

高能效工业应用

RRH62000-A1V 解决了工业环境的两个关键挑战：保证空气质量和优化能源使用。该模块可实现按需通风控制 (DCV)，只有当空气质量参数超过指定阈值时才会启动通风系统。

当传感器检测到颗粒物浓度或 VOC 水平上升时，就会自动触发通风系统。此外，该模块还能将这些数据转发到中央位置进行处理，从而实现对整个设施的监控和对空气质量问题的自动响应。

这种智能方法可以防止甲醛和一氧化碳等污染物达到有害浓度，同时减少不必要的通风系统操作。结果是在不影响工作场所安全的情况下大幅节约了能源。

而且 RRH62000-A1V 还能给外部监控系统提供实时数据。这为操作人员监控路途遥远设施的状态提供了直观的显示，能够实现公司范围的安全法规合规。

智能家居集成

RRH62000-A1V 为住宅应用带来了专业级的空气质量监测能力。在智能家居环境中，该模块可持续监测多个参数：

• 温度
• 湿度
• 颗粒物（可进行 0.3 至 10 µm 精确检测）
• VOC
• 一氧化碳
• 臭氧
• 霉菌风险指标

该模块集成到家庭自动化系统后，可根据实时测量结果对连接设备进行智能控制。该系统可在温度超过 30°C 时自动启动空调，在颗粒物浓度超过可接受的阈值时触发空气净化器，并在 VOC 浓度超标时启动通风。此外，持续的湿度监测有助于防止霉菌生长，确保生活环境更健康。

该模块能够检测小至 0.3 µm 的微粒，因此对监测室内空气质量特别有效，因为吸入这些微粒会对健康造成严重危害。这种精确的测量能力和自动控制功能可让房主保持最佳的空气质量，且无需持续的人工干预。

上手使用评估套件

针对希望实现空气质量监控解决方案的开发人员，Renesas 提供了 So_RRH62000-EVK 评估套件（图 2）。该套件将环境传感器通信 (ESCom) 板与 RRH62000 传感器模块和 USB 接口（Type-A 到 Type-C）结合在一起。可以快速对 RRH62000 传感器模块进行配置和评估。在其内核，有 Renesas 基于 Arm 的 RA4M2 单片机 (MCU) 来处理协议管理并确保各个组件间的无缝通信。

图 2：通过 RRH62000-EVK 可以快速对 RRH62000 传感器模块进行配置和评估。（图片来源：Renesas）

该评估套件提供了多个重要功能：

• 多工作模式，包括适合电池供电型应用的超低功耗配置
• 简单的 I2C 接口易于进行系统集成
• 适合不同环境传感器变型的 PMOD 板兼容性
• 兼容 Windows 的环境传感器评估 (ES-Eval) 软件（需要账号）
• 示例程序
• 从 Renesas 网站免费下载软件

ESCom 板是该评估套件的基础，使用 RA4M2 MCU 处理各种通信协议。MCU 管控着：

• 用于 PC 连接的 USB 协议处理
• 接口间的通信转换
• 与 I2C 接口的通信同步
• 与其他传感器产品的集成

ESCom 板通过清晰标注的跳线设置提供了全方位的连接选择，能够快速进行原型开发和测试（图 3）。该板的设计方式方便了与现有系统的集成，同时为开发和测试带来了所需要的灵活性。

图 3：ESCom 板通过清晰标注的跳线设置提供了全方位的连接选择，能够快速进行原型开发和测试。（图片来源：Renesas）

提供的 ES-Eval 软件具有以下功能，增强了开发体验：

• 用户友好的传感器配置图形界面
• 全传感器参数实时监控
• 数据记录功能
• 用于定制应用开发的编程示例
• 支持不同的传感器工作模式
• 与其他 Renesas 环境传感器的集成示例

结语

RRH62000-A1V 在单一模块中组合了多个高精度传感器，并提供了全方位的开发工具，能够高效实现各种空气质量监控解决方案。该模块的高效工作、精密测量以及直接控制所连设备的能力使之成智能家居和工业应用的可靠之选。