基于EFISH-SBC-RK3576的环境监测智能传感方案

一、方案背景

在智慧农业、工业安全、城市管网等领域，环境监测系统需满足‌多类型传感器融合‌、‌恶劣环境适应性‌、‌实时预警决策‌三大核心需求。传统方案常面临I2C设备地址冲突、小信号采集失真、现场部署供电不稳定等痛点。
电鱼智能推出‌EFISH-SBC-RK3576‌，可扩展集成8路I2C扩展+24位高精度ADC，支持主流环境传感器即插即用，打造‌工业级多参数监测边缘平台‌。

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二、核心功能模块

1. ‌智能传感接口集群‌

传感器类型	典型器件	技术特性
‌温湿度‌	BME680	I2C多路复用，支持-40~120℃宽温检测
‌气体检测‌	SGP30	双通道I2C，CO₂量程400-60000ppm
‌压力/液位‌	扩散硅压力芯体	24位ADC，支持4-20mA/0-5V信号调理

‌接口增强设计‌：

• I2C地址扩展器（支持16路设备级联）
• 抗混叠滤波器（ADC输入端50Hz工频抑制>40dB）

2. ‌工业级防护系统‌

• ‌三防涂层工艺‌：
  • 电路板纳米涂层，通过IP67防护认证
  • 盐雾测试>96h（GB/T 2423.17）
• ‌宽压电源系统‌：
  • 9-36V直流输入，支持太阳能供电
  • 超级电容断电保护（数据保持>72h）

三、系统架构设计

mermaidCopy Code

graph TB 

A[BME680] -->|I2C| B{I2C Hub} 

C[SGP30] -->|I2C| B 

D[压力变送器] -->|4-20mA| E[24位ADC] 

B & E --> F[EFISH-SBC-RK3576] 

F --> G[边缘计算引擎] 

G --> H[数据预处理] 

H --> I[异常预警] 

H --> J[数据存储] 

I --> K[声光报警/继电器] 

J --> L[4G/LoRa上传] 

关键技术特性

• ‌智能漂移补偿‌：
  • BME680温度自校准算法（±0.5℃精度保持）
  • SGP30基线自动校正（VOC长期稳定性提升3倍）
• ‌多级电源管理‌：
  • 动态功耗调节：休眠模式功耗<2mW
  • 传感器供电独立控制（异常设备自动断电）

四、典型应用场景

1. 智慧农业温室监控

• 多点温湿度监测（支持ZigBee无线组网）
• CO₂浓度联动控制（自动启闭通风系统）
• 数据异常阈值（如高温>45℃触发喷淋）

2. 工业安全气体监测

• VOC浓度梯度分析（泄露源定位）
• 本安型防爆设计（符合GB 3836.1-2010）
• 联动排风系统（浓度超限自动启动）

3. 城市管网水位监测

• 4通道液位同步采集（0-10m量程）
• 暴雨积水预警模型（历史数据学习）
• 太阳能供电系统（阴雨天续航>30天）

五、核心性能指标

参数	技术规格
I2C扩展能力	8主16从设备
ADC有效分辨率	21.5位（ENOB）
信号采样率	1SPS-10kSPS可调
电磁兼容性	通过IEC 61000-4-4 Level 4

六、开发者支持体系

1. 硬件参考设计

• 提供传感器接口转接板（含ESD防护电路）
• 开源PCB库（Altium/KiCad格式）

2. 软件资源包

• 预集成Modbus RTU/TCP协议栈
• 开源边缘计算框架（含数据清洗/压缩算法）

3. 合规认证支持

• 协助完成防爆认证（Ex ib IIC T4 Gb）
• EMC预测试服务（辐射/传导/浪涌）