一、方案背景

在智慧農(nóng)業(yè)、工業(yè)安全、城市管網(wǎng)等領(lǐng)域，環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)需滿足‌多類型傳感器融合‌、‌惡劣環(huán)境適應(yīng)性‌、‌實時預(yù)警決策‌三大核心需求。傳統(tǒng)方案常面臨I2C設(shè)備地址沖突、小信號采集失真、現(xiàn)場部署供電不穩(wěn)定等痛點。
電魚智能推出‌EFISH-SBC-RK3576‌，可擴展集成8路I2C擴展+24位高精度ADC，支持主流環(huán)境傳感器即插即用，打造‌工業(yè)級多參數(shù)監(jiān)測邊緣平臺‌。

二、核心功能模塊

1. ‌智能傳感接口集群‌

傳感器類型	典型器件	技術(shù)特性
‌溫濕度‌	BME680	I2C多路復(fù)用，支持-40~120℃寬溫檢測
‌氣體檢測‌	SGP30	雙通道I2C，CO₂量程400-60000ppm
‌壓力/液位‌	擴散硅壓力芯體	24位ADC，支持4-20mA/0-5V信號調(diào)理

‌接口增強設(shè)計‌：

• I2C地址擴展器（支持16路設(shè)備級聯(lián)）
• 抗混疊濾波器（ADC輸入端50Hz工頻抑制>40dB）

2. ‌工業(yè)級防護系統(tǒng)‌

• ‌三防涂層工藝‌：
• 電路板納米涂層，通過IP67防護認(rèn)證
• 鹽霧測試>96h（GB/T 2423.17）
• ‌寬壓電源系統(tǒng)‌：
• 9-36V直流輸入，支持太陽能供電
• 超級電容斷電保護（數(shù)據(jù)保持>72h）

三、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

mermaidCopy Code

graph TB 

A[BME680] -->|I2C| B{I2C Hub} 

C[SGP30] -->|I2C| B 

D[壓力變送器] -->|4-20mA| E[24位ADC] 

B & E --> F[EFISH-SBC-RK3576] 

F --> G[邊緣計算引擎] 

G --> H[數(shù)據(jù)預(yù)處理] 

H --> I[異常預(yù)警] 

H --> J[數(shù)據(jù)存儲] 

I --> K[聲光報警/繼電器] 

J --> L[4G/LoRa上傳] 

關(guān)鍵技術(shù)特性

• ‌智能漂移補償‌：
• BME680溫度自校準(zhǔn)算法（±0.5℃精度保持）
• SGP30基線自動校正（VOC長期穩(wěn)定性提升3倍）
• ‌多級電源管理‌：
• 動態(tài)功耗調(diào)節(jié)：休眠模式功耗<2mW
• 傳感器供電獨立控制（異常設(shè)備自動斷電）

四、典型應(yīng)用場景

1. 智慧農(nóng)業(yè)溫室監(jiān)控

• 多點溫濕度監(jiān)測（支持ZigBee無線組網(wǎng)）
• CO₂濃度聯(lián)動控制（自動啟閉通風(fēng)系統(tǒng)）
• 數(shù)據(jù)異常閾值（如高溫>45℃觸發(fā)噴淋）

2. 工業(yè)安全氣體監(jiān)測

• VOC濃度梯度分析（泄露源定位）
• 本安型防爆設(shè)計（符合GB 3836.1-2010）
• 聯(lián)動排風(fēng)系統(tǒng)（濃度超限自動啟動）

3. 城市管網(wǎng)水位監(jiān)測

• 4通道液位同步采集（0-10m量程）
• 暴雨積水預(yù)警模型（歷史數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)）
• 太陽能供電系統(tǒng)（陰雨天續(xù)航>30天）

五、核心性能指標(biāo)

參數(shù)	技術(shù)規(guī)格
I2C擴展能力	8主16從設(shè)備
ADC有效分辨率	21.5位（ENOB）
信號采樣率	1SPS-10kSPS可調(diào)
電磁兼容性	通過IEC 61000-4-4 Level 4

六、開發(fā)者支持體系

1. 硬件參考設(shè)計

• 提供傳感器接口轉(zhuǎn)接板（含ESD防護電路）
• 開源PCB庫（Altium/KiCad格式）

2. 軟件資源包

• 預(yù)集成Modbus RTU/TCP協(xié)議棧
• 開源邊緣計算框架（含數(shù)據(jù)清洗/壓縮算法）

3. 合規(guī)認(rèn)證支持

• 協(xié)助完成防爆認(rèn)證（Ex ib IIC T4 Gb）
• EMC預(yù)測試服務(wù)（輻射/傳導(dǎo)/浪涌）

路過

雞蛋

鮮花

握手

雷人