空氣質(zhì)量檢測(cè)器和煙霧探測(cè)器的新技術(shù)

空氣質(zhì)量檢測(cè)器并不新鮮。實(shí)際上，我們每個(gè)人臉上就有一個(gè)。不幸的是，我們的鼻子有時(shí)不可靠，因?yàn)闊o法探測(cè)無味的有害氣體或者附近發(fā)生火災(zāi)時(shí)我們正在熟睡。

基于微控制器的空氣質(zhì)量檢測(cè)器和煙霧探測(cè)器也已經(jīng)出現(xiàn)了一段時(shí)間，但是現(xiàn)在新一代低功率、高度集成、高性能的微控制器與超級(jí)敏感的傳感器結(jié)合，可以探測(cè)出住宅、辦公室、工程和其他任何地方的最微弱的要害氣體或煙霧微粒。

對(duì)于煙霧探測(cè)器等許多應(yīng)用而言，這些新型微控制器基本上就是一個(gè)去掉光管的芯片探測(cè)器。對(duì)于其他需要連接探測(cè)一氧化碳等特定氣體的專用傳感器的其他應(yīng)用，這些微控制器的高度集成使其成為成本效益極高的解決方案。

許多微控制器擁有集成存儲(chǔ)資源，但是很少具有統(tǒng)一的單片存儲(chǔ)器模塊，來避免“RAM與閃存”架構(gòu)的限制?；贔RAM（鐵電隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器）的存儲(chǔ)器架構(gòu)為開發(fā)者提供了更多的靈活性與可配置性，簡(jiǎn)化了將應(yīng)用程序調(diào)整到此平臺(tái)的方法。

例如，不會(huì)出現(xiàn)閃存空間剩余而RAM空間不足，系統(tǒng)設(shè)計(jì)者能夠?qū)Υ鎯?chǔ)器進(jìn)行配置，滿足應(yīng)用程序的需求，不必再將應(yīng)用程序塞進(jìn)可用存儲(chǔ)模塊主導(dǎo)的存儲(chǔ)器架構(gòu)。一些應(yīng)用程序可能需要更多的存儲(chǔ)空間來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)記錄，跟蹤氣體濃度何時(shí)超過特定閾值。這種探測(cè)器可能需要將更多的可用存儲(chǔ)空間分配到閃存等效存儲(chǔ)，更少的分配到RAM存儲(chǔ)以存儲(chǔ)程序。對(duì)于其他應(yīng)用，這一分配比例可能相反。擁有統(tǒng)一的存儲(chǔ)器架構(gòu)，開發(fā)者可以簡(jiǎn)便地重新配置存儲(chǔ)器就可以滿足應(yīng)用的需求。

這種集成存儲(chǔ)器的靈活性還有另一個(gè)優(yōu)勢(shì)，即更高的集成度，降低了材料清單（BOM）成本和電路板空間。除了去除外部存儲(chǔ)設(shè)備，一些新一代高度集成微控制器采用了外部振蕩器和運(yùn)算放大器等模擬前端組件。一些新型微控制器甚至還采用了超級(jí)敏感的互阻抗放大器（TIA），能夠執(zhí)行監(jiān)控，將弱電流信號(hào)轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)。可以從原來的設(shè)計(jì)中去除多達(dá)6個(gè)分立的芯片，電路板的尺寸可以減少75%。上述所有特點(diǎn)組成了成本效益極高的新產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

當(dāng)然，系統(tǒng)的高度集成還影響了系統(tǒng)的可靠性和功耗。外部組件的減少簡(jiǎn)化了組裝，降低了制造成本。

許多住宅、工業(yè)和商業(yè)空氣質(zhì)量檢測(cè)器不與電網(wǎng)連接，由紐扣電池或AA電池等小型電池供電。因此，低功耗是需要優(yōu)先考慮的事項(xiàng)，因?yàn)闀?huì)影響到檢測(cè)器的電池更換周期。大多數(shù)情況下，電池使用壽命越長(zhǎng)，對(duì)用戶越有利。住宅主人會(huì)希望安裝的煙霧探測(cè)器10年或更長(zhǎng)時(shí)間不需要更換電池。在工廠生產(chǎn)線等工業(yè)環(huán)境中，氣體檢測(cè)器可能安裝在難以接觸或危險(xiǎn)的位置。減少更換新電池的周期能夠減少生產(chǎn)線停工維護(hù)時(shí)間，提高生產(chǎn)線效率和產(chǎn)量。

有趣的是，低功率還幫助不用電池或電線供電的探測(cè)器在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中可以使用更多的供電模式，增強(qiáng)應(yīng)對(duì)有限電源的能力。

在一些情況下考慮的另一個(gè)問題是通信支持，因?yàn)樵S多應(yīng)用中空氣質(zhì)量檢測(cè)器是工程自動(dòng)化或建筑維護(hù)系統(tǒng)的組成部分。SPI、I2C與UART等標(biāo)準(zhǔn)I/O接口可以與有線網(wǎng)絡(luò)直接連接，或與Wi-Fi?或藍(lán)牙?等無線技術(shù)連接。

審核編輯：郭婷