监测室内空气污染物——智慧城市物联网的隐形问题:使用Seeed Wio-E5和Fusion PCBA

最新消息!这太棒了!热烈祝贺 Mircea-Iuliu Micle 凭借其出色的项目”AERQ-室内空气质量监测器”荣获普利茅斯大学工程学士 pathway 奖!我们非常高兴能有机会支持他基于Seeed Wio-E5模块和Fusion PCB组装服务的项目!

Mircea在普利茅斯大学获得工程学士pathway奖

许多人忽视了家中潜伏的健康隐患,如霉菌、铅、烟雾和一氧化碳等。美国环保署已将室内空气污染列为五大环境健康风险之一。

为什么这个项目很重要?

新冠疫情期间,人们居家时间大幅增加,却往往忽视了室内空气质量对健康的影响。污染的室内环境会导致眼睛刺激、头痛,长期接触甚至可能引发呼吸系统疾病或癌症。

该项目旨在利用AI空气质量传感器,为房间、住宅和办公室提供空气质量监测。传感器通过检测人体呼出的挥发性有机化合物(VOC)混合物,结合BSEC 2.x库计算浓度,最终输出空气质量指数。系统会提醒用户及时开窗通风,或在空气质量严重恶化时考虑使用空气净化器。

图1 BME688博世数据手册

Seeed Wio-E5模块——高度集成的选择

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该项目采用STM32WL – Seeed Wio E5作为核心处理器,搭配博世BME688传感器获取空气质量数据,并使用BSEC 2.x库进行数据处理。项目提供两种版本:集成天线版和SMA连接器版。所有电路板均采用4层定制设计。

英国普利茅斯大学大四学生Mircea-Iuliu Micle在广泛调研各种集成封装和MCU+射频收发器方案后,最终选择了Seeed Wio-E5。该模块在单一封装中集成了远距离RFIX(SX126X)和STM32WLE5JC MCU,以小巧的体积实现了高性能和低功耗。最关键的是,它只需2个电容器和1个天线即可工作!

丰富的外设和大容量内存使该模块能够运行Arm的Mbed OS(https://os.mbed.com/mbed-os/),成为快速原型开发和物联网应用的理想选择。

图2 距离测试

该项目采用定制4层PCB,提供两种天线选择,通过USB线缆供电。为简化设计并缩短开发周期,当前版本未采用电池供电,但若使用LiSocl2电池,设备可持续运行数年之久!

该版本还配备了JST-SH连接器用于电池连接,并采用高效降压稳压器。

图3 PCB布局

基于Mbed OS和内置的LoRaWan协议栈,数据被传输至The Things Network平台进行解析,该平台充当数据桥梁。未来版本将把长距离凭证存储到闪存中。

当前版本通过MQTT协议将数据传输至基于KivyMD开发的Android应用。团队还测试了将数据接入Azure IoT Central的方案,但长期成本较高。以下是Android原型应用从The Things Network获取数据的界面:

图4 Android应用

数据也可通过Azure IoT Hub发送至Azure IoT Central:

图5 Azure IoT Central

在天线性能方面,尽管芯片天线表现平平,但在充满汽车、建筑物和交流电源线的城市环境中,仍实现了约1公里的传输距离,充分展示了Wio-E5的卓越性能!

图6 城市环境中的距离测试

使用Seeed Fusion PCBA服务让您的项目更简单、更专业

Mircea说:

“使用Seeed Fusion PCBA服务让这个项目变得容易多了。我可能没有所有必需的工具来正确组装和测试我的电路板,所以让专业制造商为您代劳真是太好了。

说实话,Seeed Fusion的PCBA服务确实一流!他们根据每位客户的具体需求提供定制化服务。特别是,Fusion PCBA制造还提供免费DFA审核单件免费功能测试,有效避免返工,加快产品上市进程!

最重要的是,他们的技术支持非常出色,及时解答了我所有的问题!无论您是将其作为带AT命令的收发器使用,还是作为SiP集成,Seeed Wio-E5模块都不会让您失望。”

图7 PCBA版本

行动起来,将您的Wio-E5项目提升到新水平!

为推动物联网产业发展,Seeed现面向全球硬件爱好者、设计师、创客和工程师提供Wio-E5项目100%赞助,包括Seeed Fusion PCB组装服务!

优秀创意值得被发现,优质项目应当被认可、实现和推广!每人限提交一个设计,可免费获得两块PCBA板,费用涵盖PCB制造、元器件采购、组装和运输。设计必须包含Wio-E5模块。

如果您有基于Wio-E5的创新想法并愿意与社区分享,请与我们联系,我们将借助Seeed Fusion的一站式能力帮您实现。通过Seeed Fusion的交钥匙PCB组装服务,免费获得两块完全制造和组装的电路板。

此外,从PCBA开放元器件库(OPL)中选用元器件,可将交货期缩短至仅7个工作日。同时,如有批量生产需求,我们强烈推荐使用Seeed Fusion PCB组装服务,以7.90美元的优惠价格获取Wio-E5模块(原价10.90美元,享受28%折扣)。

立即行动吧!!