解决方案 | HVAC环境监测模块护航你我身体健康

WELL（WELL Building Standard）是健康建筑标准的简称。它是源自美国由国际WELL建筑研究院制定的世界上第一部体系较为完整、专门针对人体健康的建筑认证与评价标准。WELL是一个基于性能的评价系统，通过测量、认证和监测空气、水、营养、光线、健康、舒适和精神等影响人类健康和福祉的建筑环境特征，提出了维护心血管系统的重要因素，如压力、营养、健身和环境污染。

而HVAC代表的是供热通风与空气调节，与人们日常所处的室内环境息息相关，是包含温度、湿度、空气清净度以及空气循环的控制系统。

在这里，瑞萨君为您介绍的针对WELL Building Standard的HVAC环境监测模块，就是一款专注于人类身体健康的建筑及环境评估系统。该模块可以测量WELL的重要指标空气和声音状况，并通过LTE、Wi-Fi、Bluetooth低功耗等多种无线通信技术传输信息。

系统框图

下面就来看看这款HVAC环境监测模块有什么特色吧。首先要说的是该模块中使用的高精度测量空气状态的瑞萨高性能传感器——室内空气质量传感器、湿度和温度传感器，以及风速传感器。

高性能传感器

先来看用于检测总挥发性有机物（TVOC）和监测室内空气质量（IAQ）的室内空气质量传感器ZMOD4410。该器件是一种包括气体检测元件和CMOS信号调节IC的12引脚LGA组件，尺寸为3.0mm×3.0mm×0.7mm。传感元件包括基于硅MEMS结构的加热器元件和金属氧化物（MOX）化学电阻器。信号调节器控制传感器温度并测量MOX电导率，以表示气体浓度。

测量结果由微处理器I²C接口读取，经数据处理确定TVOC浓度、IAQ等级和估计的二氧化碳（eCO2）水平。这种灵活性使传感器能够通过改变操作方法或更改用于解释电阻测量的固件来提供各种测量选项。

再来看温湿度传感器HS3001，它是一款高精度I2C接口数字输出温湿度传感器。MEMS工艺可确保传感器的高可靠性和长期稳定性。尺寸小巧的传感器广泛应用于环境检测系统、工业自动化和医疗设备领域。其温湿度测量范围为0%至100%RH/-40℃至125℃，电压2.7V至5.5V，采用LGA-6封装。

HS3001集成了校准和温度补偿逻辑，无需用户校准输出数据，同时具有高精度、快速测量响应时间、小封装尺寸特点，适用于便携式设备和恶劣环境要求的应用。

最后是FS3000空气流速传感器，它采用表面贴装，可精确监控空气流速，检测系统故障、空气处理效果和风扇速度，适用于HVAC系统、分析性气体监控系统、数据中心和空气质量系统等应用。

FS3000传感器采用MEMS热电偶实现高灵敏度空气流速监控，可以测出最高15米/秒的直流空气流速，帮助系统快速做出调整，在提供闭环控制的同时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，非常适合进行系统控制。它具有丰富的配置阵容，适用于从家庭和消费电器到工业设备、医疗保健和安全的广泛应用。

经过RL78/G13处理的数据信号通过LTE Cat模块RYZ014A和BLE模块DA14531MOD发到云端，实现整个环境监测功能。

系统优势

首先是高精度声噪测量功能，因为瑞萨传感器可谓独树一帜，解决方案非常丰富，仅环境传感器平台就包括：模拟和数字气体传感器、热电堆CO₂探测器和湿度传感器。特别是瑞萨面向物联网应用推出了完整的智能传感器解决方案，帮助客户实现各种创新应用。

其次是传感器、MCU、通信和供电系统均采用低功耗器件，可最大限度地延长电池寿命，特别是低功耗MCU RL78/G13，具有非常低的待机功耗；当然还有低功耗蓝牙的鼎力相助，才成就了这样一个智能化的HVAC环境监测模块。

目标应用

本模块的目标应用包括室内空气质量检测、HVAC和空调等。瑞萨电子还打造了多款电力和能源方向的“成功产品组合”，将传感器与其他IC相结合，为用户搭建先进的设计平台，在降低设计风险的同时缩短开发时间，为我们的身体健康保驾护航。

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