無(wú)線(xiàn)煙霧報警器全方位設計大放送：主控+無(wú)線(xiàn)+傳感…

　　重大火災事故時(shí)有發(fā)生，給國家和人民的生命財產(chǎn)造成極大損失。因此自動(dòng)消防系統得到了黨和國家及社會(huì )各界的廣泛關(guān)注，對火災自動(dòng)報警及自動(dòng)滅火系統提出了越來(lái)越高的要求，同時(shí)對該系統的科學(xué)研究和發(fā)展完善也起到了巨大的推動(dòng)作用。

　　在此介紹一款火災報警及自動(dòng)滅火系統解決方案，系統圖如下：

　　上圖為世強提供的火災報警及自動(dòng)滅火系統方案：該方案是利用煙氣傳感器和溫度傳感器配合微電子判斷電路驅動(dòng)報警器或電磁繼電器，以達到對火災預警或警示作用的一種報警器。其中世強代理的SI7055溫度傳感器起到輔助的作用，該傳感器將采集到的信息傳遞給瑞薩MCU R5F117BCGFP，再由處理單元通過(guò)Silicon Labs的SI4438無(wú)線(xiàn)收發(fā)芯片傳輸給中繼的MCU EFM32WG230F256，中繼MCU則通過(guò)CAN總線(xiàn)把信息傳給主控部分的PC，主控部分再通過(guò)繼電器控制電機來(lái)實(shí)現噴水處理，且主控部分還能發(fā)出報警顯示等功能。這就要求無(wú)線(xiàn)電波必須善于穿墻，同時(shí)無(wú)線(xiàn)鏈路預算盡可能高，接收靈敏度優(yōu)于-110dBm。無(wú)線(xiàn)煙霧報警器需要利用無(wú)線(xiàn)芯片將搭載煙霧報警信息的電磁波傳輸出去，低于1GHz的幾個(gè)常用無(wú)線(xiàn)頻段如315、433、868、915MHz都是比較合適的。

　　在此系統中用到世強代理的幾款芯片，它們的應用特點(diǎn)與優(yōu)勢如下，也可登陸世強元件電商APP查找最全最新的資料：

　　世強代理的瑞薩MCU R5F117BCGFP：

　　R5F117BCGFP集成了豐富的模擬功能，包括運算放大器、比較器、模數轉換器等。該產(chǎn)品內部集成了多達4路運算放大器，在高速運行模式下，其操作穩定等待時(shí)間僅為13us，完全滿(mǎn)足一般模擬信號處理對速度的要求;外部配合簡(jiǎn)單的電阻、電容，即可完成對信號的放大、濾波等處理，節約了系統設計面積。

　　此外，R5F117BCGFP內部還集成了分辨率高達17路12位的模數轉換器，采用寬電壓供電，其供電電壓范圍為1.6V~3.6V，通過(guò)降低供電電壓，可以有效降低芯片的功耗。R5F117BCGFP芯片具有四種工作模式，分別為Operating模式、Halt模式、Stop模式、Snooze模式。當R5F117BCGFP為Operating模式，工作頻率為1MHz時(shí)，其功耗不超過(guò)150uA，可滿(mǎn)足大多數工業(yè)控制應用中對功耗和速度的要求;且當運行頻率進(jìn)一步降低到15KHz時(shí)，其運行功耗可以降低至6uA。而當芯片在該工作頻率下，進(jìn)入Halt模式時(shí)其功耗不超過(guò)2uA?？傊?，R5F117BCGFP卓越的功耗表現能讓研發(fā)人員在工業(yè)控制應用中更加得心應手。

　　R5F117BCGFP片上資源豐富。代碼存儲空間最高可達32KB，數據存儲空間達2KB，此外片上RAM最高達3KB，42個(gè)IO口。R5F117BCGFP工作環(huán)境溫度范圍為-40℃至+105℃。該款芯片集成片上電壓監測器，可實(shí)時(shí)監控系統的工作電壓，提供高達12級量化指標，當系統供電異常時(shí)，可及時(shí)向用戶(hù)報告，預防意外的發(fā)生，該功能對于電池應用尤其重要，可提前告知用戶(hù)電量不足。

　　Silicon Labs MCU EFM32WG230F256：

　　來(lái)自世強代理的Silicon Labs的EFM32WG230F256是一款基于Cortex-M4內核的高性能32位處理器，速度可達48MHz，DSP架構支持浮點(diǎn)單元運算，程序的FLASH存儲空間有256/128/64 KB三種可選，RAM的空間為32KB，IO口可達56個(gè)，DMA有12通道;其外設反射系統(PRS)擁有12個(gè)通道，還具備128位和256位的硬件AES加密功能，以及24和32位的RTC，可以在掉電的情況下切換到外部的備用電池供電。EFM32WG230F256的存儲保護單元有多種功耗管理模式：在3V的關(guān)斷模式時(shí)，功耗可到20nA;在3V供電且帶RTC功能關(guān)斷的模式下，功耗是0.4μA;在3V的停機模式時(shí)，RAM和CPU可保持功耗為0.65μA;3V深度睡眠模式下，功耗則為0.95μA。

　　無(wú)線(xiàn)收發(fā)芯片Si44xx：

　　在火災報警及自動(dòng)滅火系統中，有兩個(gè)版本芯片供客戶(hù)選用。Si4463與Si4438，其中Si4438的工作頻段為425MHz到525MHz，而Si4463頻段相對更廣，還可覆蓋315MHz、868MHZ、915MHz。當Si4463工作在169MHz，低速率500bps時(shí)，其接收靈敏度典型值為-129dBm，發(fā)射功率可做到20dBm，為客戶(hù)帶來(lái)非常高的鏈路預算。其休眠功耗非常低，shutdown電流只有30nA，而standby電流也才40nA。再加上世強代理的Epson高性能30MHz晶體，Ricoh電源芯片R1172和射頻開(kāi)關(guān)UPG2214，搭配上對應的匹配網(wǎng)絡(luò )，這樣就構成了一個(gè)完整的無(wú)線(xiàn)模塊。

　　溫度傳感器SI7055：

　　Silicon Labs(美國芯科實(shí)驗室)擁有非常豐富的溫濕度傳感器產(chǎn)品，其特征為高度可靠性、小型化、高集成度和無(wú)與倫比的易用性，適用于各種應用。數字溫度傳感器Si705X系列采用創(chuàng )新的信號處理和混合信號設計技術(shù)，具有高精度和業(yè)界領(lǐng)先的低功耗優(yōu)勢。其中，包括高性?xún)r(jià)比的溫度傳感器SI7055，其溫度采集精度在整個(gè)工作溫度和電壓范圍內都可以保持± 0.5 oC (max)，工作電壓范圍為1.9到3.6V，工作溫度范圍在-40到+125之間。SI7055擁有低功耗的優(yōu)勢，在1HZ采樣頻率下平均功耗只有195nA，而且采集精度可達14位分辨率;該產(chǎn)品的所有指標在出廠(chǎng)前都進(jìn)行了工業(yè)校準，采用3x3mm的DFN封裝，可大大降低PCB布板的空間，并通過(guò)了AEC-Q100汽車(chē)級認證。