優化工作環境

目前世界各地都在關注冠狀病毒引起的通氣問題，CO2 傳感器也因此被作為通風指標引入到各行各業中。在冠狀病毒結束后，通風也將成為常識，并且預估它將會應用于新的領域。例如，在農業領域它可以通過測量 CO2 濃度以可視化光合作用的比例，從而優化農作物管理。在日常生活中，它可以通過通風控制來節省電力、防止嗜睡、思維能力下降和注意力不集中。本文將介紹英飛凌 MCU+WiFi+CO2 傳感器的物聯網解決方案。

解決方案的運作概況

英飛凌 MCU+WiFi+CO2 傳感器的物聯網解決方案主要通過 CO2 傳感器進行溫度測量，并通過物聯網向 LINE 發送消息，以下將通過對房間的溫度和 CO2 濃度的測量結果進行分情況說明：

一、對房間溫度和 CO2 濃度進行檢測并顯示在 2SEGLELED 上，當 CO2 濃度為 0～500ppm 時，LED 亮藍燈。當 CO2 濃度為 501～1000ppm 時，LED 亮黃燈。

二、當房間的 CO2 濃度高達 1001ppm 時，LED 會亮紅色。此時通過 MCU 的指示連接 WiFi，并打開名為 IFTTT 的 APP。隨后 IFTTT 會向 LINE 發送一條督促給房間換氣的信息。需要注意的是，如果 CO2 濃度超過 1000ppm，則會出現疲勞、頭痛和頭暈等癥狀。因此一般將閾值設置為 1000ppm。

解決方案的結構概述

下圖為英飛凌 MCU+WiFi+CO2 傳感器的物聯網解決方案結構圖，其功能運行由三大模塊完成：

圖 解決方案結構圖

第一模塊主要由 PSoC62S2CY8CKIT-062S2-43012 構成，里面包括 MCU 和 WiFi。其中每個傳感器和模塊均由英飛凌的 PSoC 6 進行控制，同時 PSOC6 運行 WiFi 協議棧，并通過 CY8CKIT-062S2-43012 板子上的 CYW43012 WiFi 模塊和云端進行數據交互。

第二模塊為 5V LDO 和 USB 插口感應燈，其中帶燈的 USB 插座和 3 色 LED 所需的 5V 電壓由英飛凌的 TLS850B0TBV50 穩壓器實現。

第三模塊為各傳感器和 LED 顯示器，它配備了一個 7 段式 LED 器，用來顯示溫度和二氧化碳測量數據，還有一個 3 色 LED，它會根據 CO2 濃度顯示相應的顏色。

解決方案使用到的零件及特點

使用零件

7 段式 LED COM-11442

英飛凌 WiFi (CYW43012)

RGB LED OSTAMA5B31A

英飛凌 CO2 傳感器 PASCO2

英飛凌 LDO TLS850B0TBV50

英飛凌 MCU CY8C64ABZI-S2D44

英飛凌可測量溫度和氣壓的溫度傳感器 DPS368，但這里只測量溫度

CO2 傳感器特點

高級校正和自校準算法

高質量數據并符合智能建筑標準

即插即用，從設計到投放市場都能迅速實現

ppm 級 (±30ppm，±3% 的測量值) 高精度和穩健性能

極小尺寸 (14x13.8x7.5mm3)，為用戶的最終產品節省空間

多種配置選項 (采樣率、基線校準等) 和接口 (UART、I2C、PWM)

解決方案信號線框圖

如下圖所示為英飛凌 MCU+WiFi+CO2 傳感器的物聯網解決方案信號線的結構圖，其中圖中①為 CY8CKIT-062S2-43012。它使用主微機控制整個系統，并從各個傳感器中接收信號，通過算法計算以控制 LED 顯示器，并通過 WiFi 向云端發送信息。圖中②為 CO2 傳感器，它每隔 5 秒就會測量 CO2 濃度。圖中③表示溫度傳感器，它可以隨時測量溫度。圖中④為 7 段式 LED 顯示器，顯示接收到的 CO2 和溫度數據。圖中⑤為 3 色 LED，它會根據測量的 CO2 濃度顯示對應顏色的燈。

圖 框圖 (信號線)

解決方案電源線框圖

英飛凌 MCU+WiFi+CO2 傳感器的物聯網解決方案電源線的結構圖如下圖所示，其中圖中①、②表示將從 AC 適配器接收的 12V 電壓降至 5V。

圖 框圖 (電源線)

解決方案的功能一覽

使用 Timer 進行中斷處理，每隔 5 秒進行 CO2 濃度測量

通過聯網連接到 WiFi，并利用 Wi-Fi 模塊 CYW43012 掃描 AP

通過 I2C 通信控制 CO2 傳感器、溫度傳感器和 7 段式 LED 顯示器

通過 HTTP 通信，將信息上傳云服務器 (當 CO2 濃度超過 1000ppm 時)

利用基于 CO2 濃度值的 GPIO 信號來控制 RGB LED：當 <500ppm 時，LED 呈藍色；當在 500ppm-1000ppm 時，LED 呈黃色；當 >1000ppm時，LED 呈紅色。