空氣質(zhì)量檢測器并不新鮮。實際上，我們每個人臉上就有一個。不幸的是，我們的鼻子有時不可靠，因為無法探測無味的有害氣體或者附近發(fā)生火災(zāi)時我們正在熟睡。

基于微控制器的空氣質(zhì)量檢測器和煙霧探測器也已經(jīng)出現(xiàn)了一段時間，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敏感的傳感器結(jié)合，可以探測出住宅、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。

對于煙霧探測器等許多應(yīng)用而言，這些新型微控制器基本上就是一個去掉光管的芯片探測器。對于其他需要連接探測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資源，但是很少具有統(tǒng)一的單片存儲器模塊，來避免“RAM與閃存”架構(gòu)的限制?；贔RAM（鐵電隨機(jī)訪問存儲器）的存儲器架構(gòu)為開發(fā)者提供了更多的靈活性與可配置性，簡化了將應(yīng)用程序調(diào)整到此平臺的方法。

例如，不會出現(xiàn)閃存空間剩余而RAM空間不足，系統(tǒng)設(shè)計者能夠?qū)Υ鎯ζ鬟M(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)可用存儲模塊主導(dǎo)的存儲器架構(gòu)。一些應(yīng)用程序可能需要更多的存儲空間來存儲數(shù)據(jù)記錄，跟蹤氣體濃度何時超過特定閾值。這種探測器可能需要將更多的可用存儲空間分配到閃存等效存儲，更少的分配到RAM存儲以存儲程序。對于其他應(yīng)用，這一分配比例可能相反。擁有統(tǒng)一的存儲器架構(gòu)，開發(fā)者可以簡便地重新配置存儲器就可以滿足應(yīng)用的需求。

這種集成存儲器的靈活性還有另一個優(yōu)勢，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敏感的互阻抗放大器（TIA），能夠執(zhí)行監(jiān)控，將弱電流信號轉(zhuǎn)化成電壓信號。可以從原來的設(shè)計中去除多達(dá)6個分立的芯片，電路板的尺寸可以減少75%。上述所有特點組成了成本效益極高的新產(chǎn)品設(shè)計。

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，因為會影響到檢測器的電池更換周期。大多數(shù)情況下，電池使用壽命越長，對用戶越有利。住宅主人會希望安裝的煙霧探測器10年或更長時間不需要更換電池。在工廠生產(chǎn)線等工業(yè)環(huán)境中，氣體檢測器可能安裝在難以接觸或危險的位置。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器在一個網(wǎng)絡(luò)中可以使用更多的供電模式，增強(qiáng)應(yīng)對有限電源的能力。

在一些情況下考慮的另一個問題是通信支持，因為許多應(yīng)用中空氣質(zhì)量檢測器是工程自動化或建筑維護(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。

其他資源：

• 用MSP430FR2311 MCU LaunchPad? 開發(fā)工具開始進(jìn)行開發(fā)。
• 下載采用MSP430?微控制器的單芯片、便攜式一氧化碳檢測器TI參考設(shè)計(TIDM-1CHP-DTECT-CO)。
• 閱讀我們的其他博客文章：
  • 用MSP430FR231 微控制器使基于傳感器的設(shè)計創(chuàng)造新的低功率水平
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審核編輯：符乾江