【導讀】人們經常聽聞室外空氣汙染的問題，然而，美國環境保護署(EPA)稱，美國人在室內度過的時間大大超過了室外，多達 90% 的時間都是在室內度過的。因此

，如果住宅、辦公室、商店、健身房和餐館內的空氣不新鮮
、不清潔
，就會產生重大的健康風險。根據世界衛生組織(WHO)數據[1]
，在極端情況下
，室內空氣汙染每年導致 320 多萬人過早死亡。

通過精確的空氣質量監測，無線物聯網係統幫助確保人們呼吸更清潔、更健康的空氣

Nordic Semiconductor業務發展經理Lorenzo Amicucci

人們經常聽聞室外空氣汙染的問題，然而，美國環境保護署(EPA)稱，美國人在室內度過的時間大大超過了室外
，多達 90% 的時間都是在室內度過的。因此，如果住宅
、辦公室、商店

、健身房和餐館內的空氣不新鮮、不清潔，就會產生重大的健康風險。根據世界衛生組織(WHO)數據[1]
，在極端情況下，室內空氣汙染每年導致 320 多萬人過早死亡。

美國國家環境健康服務研究所(U.S. National Institute of Environmental Health Services)列出了室內汙染源，這些汙染來自建築物內的人類活動，如吸煙
、燃燒固體燃料、烹飪和清潔；還有來自建築材料、設備和家具的水汽；以及生物汙染物
，如黴菌、病毒或過敏源。

qizhongxuduowuranwubidingyaotongguotedingdejishucainengjiancedao。liru，ranqijiareqichanshengdeyiyanghuatanshiwuweide。ruguopaifangdedang，zhezhongfeiqishianquande。ruguoturanfashengyanzhongxielou，chuantongdeyiyanghuatanbaojingqihuizaiyiyanghuatannongdudadaoweixianchengdushifachujingbao。raner，ruguochuxiandiyuchuantongbaojingqiyuzhidechixudinongduxielou，qingkuangjiuhuixunsuehua。suiranzhezhongchengdudeyiyanghuatanxieloubutaikenengzhiming，danchangqijiechuyiyanghuatanhuidaozhijirougugesunshang
、疲勞和記憶力減退等嚴重症狀。

幸運的是物聯網(IoT)提供了解決方案。物聯網網絡能夠更細致、更(geng)及(ji)時(shi)地(di)應(ying)對(dui)潛(qian)在(zai)的(de)危(wei)險(xian)，尤(you)其(qi)是(shi)長(chang)期(qi)的(de)低(di)水(shui)平(ping)接(jie)觸(chu)汙(wu)染(ran)的(de)情(qing)況(kuang)。無(wu)線(xian)技(ji)術(shu)的(de)最(zui)新(xin)進(jin)展(zhan)為(wei)室(shi)內(nei)空(kong)氣(qi)質(zhi)量(liang)測(ce)量(liang)和(he)監(jian)測(ce)提(ti)供(gong)了(le)多(duo)種(zhong)可(ke)擴(kuo)展(zhan)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。借(jie)助(zhu)這(zhe)些(xie)技(ji)術(shu)進(jin)步(bu)，可(ke)以(yi)獨(du)立(li)於(yu)本(ben)地(di) IT 網絡靈活安放各種傳感器

；然後結合傳感器數據和智能分析
，便能夠更好地了解影響室內空氣質量的因素。

改善室內環境條件

低功耗藍牙等基礎物聯網技術，適用於在建築物內對空氣進行采樣的緊湊型電池供電傳感器；而低功耗Wi-Fi技術則理想用於可充分利用現有Wi-Fi 接入點之空氣質量傳感器。這兩種技術都能將數據傳輸到資源充足的 Wi-Fi 網關，而 Wi-Fi 網關又將數據轉發到雲端供遠程訪問。另外，樓宇範圍內的低功耗藍牙網絡可將數據傳輸到蜂窩物聯網網關，無需使用Wi-Fi即可將數據轉發到雲端。

youyuwuxianjiejuefanganbuxuyaobuxian，yincihenrongyijichengdaoxinjiandejianzhuzhong，huogaizaojiarudaoxianyoujianzhuzhong。youyuzhexiechuanganqibushiyongwulidianxian
，keyifangbiandijiangfangzhizaizhanlvezhongyaoweizhi
；例如，可以在礦物燃料加熱器附近或空氣流通不暢的房間安裝一氧化碳傳感器。

與yu傳chuan統tong傳chuan感gan器qi相xiang比bi，新xin一yi代dai傳chuan感gan器qi的de主zhu要yao優you勢shi是shi可ke以yi提ti供gong連lian續xu的de數shu據ju流liu，從cong而er識shi別bie特te定ding建jian築zhu或huo場chang所suo的de長chang期qi空kong氣qi質zhi量liang趨qu勢shi

，從cong而er進jin行xing精jing確que的de控kong製zhi。例li如ru，根gen據ju大da量liang的de曆li史shi數shu據ju
，可ke以yi在zai預yu測ce花hua粉fen數shu量liang較jiao多duo的de夏xia季ji自zi動dong觸chu發fa額e外wai的de空kong氣qi淨jing化hua，或huo者zhe在zai寒han冷leng並bing且qie潮chao濕shi時shi增zeng加jia通tong風feng和he加jia熱re操cao作zuo
，以yi阻zu止zhi黴mei菌jun生sheng長chang。

通過邊緣計算功能，當今的物聯網設備能夠過濾這些連續的數據流，隻有在需要采取行動改變濕度、溫度、通風或淨化時，才將信息發送到智能手機
、網關或直接發送到雲端。這樣可以降低能耗，而且
，如果設備使用受管製的無線電頻譜，還可以減少數據費用。

可將物聯網與智能空氣淨化、過濾係統和智能供暖、通風和空調(HVAC)jicheng
，congershixianlinghuoxinghejingquexing。liru，ruguoshidukaishishangsheng
，daozhimeijunzisheng，nuantongkongtiaoxitongjiukeyijiaqiangchushigongneng。huozhe，dangchuanganqizaikongqizhongjiancedaoeryanghuatan
、揮發性有機化合物(VOC)(這是空氣中對人體健康威脅最大的物質之一)或其他汙染物時，集成係統可以自動加強過濾操作。
 
VOC廣泛應用於油漆、塗料以及清潔
、消毒和除油汙產品中，根據美國環境保護署(EPA)數據，室內的VOC濃度可能比室外高出10倍，並可能導致嚴重的健康問題，包括頭痛、惡心以及對肝髒
、腎髒和中樞神經係統的潛在損害。

促進教育部門提升空氣清潔度

shangyongwuxiankongqizhiliangjiancejiejuefanganzhengzaijinrushichang，bingqudebucuodechengji。liru，xinxilandeyanjiubiaomingxueshengxuexixiaoguoyushineihuanjingzhiliangxiangguan，cushixinxilanjiaoyubufaqileTe Haratau 項目。

AirSuite首席執行官 Peter Pooran解釋道：“我們發現持續監測一係列室內環境變量
，可以改善健康狀況
、提高生產率和留住員工，這些潛在效益對於任何組織機構來說都非常重要，不容忽視。”

2023年AirSuite 推出了室內監測器Glance，用於檢測和記錄一係列環境變量，這些變量可能影響商業、工業和家庭環境中人們的健康和工作效率。AirSuite Glance 采用一係列傳感器來監測二氧化碳、VOC、溫度和濕度
，以及聲音、光照度和氣壓。

AirSuite Glance采用一係列傳感器來監測二氧化碳、VOC
、溫度和濕度。

AirSuite使用Nordic Semiconductor的nRF52840係統級芯片 (SoC) 提供的低功耗藍牙 連接，每分鍾將數據直接傳輸到用戶的智能手機，而Nordic nRF9160係統級封裝(SiP) 則提供LTE-M 或 NB-IoT(蜂窩物聯網)連接，至少每 15 分鍾將相關數據發送到雲端。通過專用app和網絡平台，當環境指標超過或低於預定閾值時，用戶可以進行監督和接收通知。

Pooran認為像 AirSuite Glance 這樣的設備可讓企業把最佳的環境提供予其最寶貴的資產——員工。他認同除非可以通過無線網絡可靠、安全地傳輸收集到的數據，否則這一切都無法實現。

Pooran補充道：“無wu線xian連lian接jie可ke以yi為wei空kong氣qi質zhi量liang監jian測ce提ti供gong近jin乎hu實shi時shi的de響xiang應ying能neng力li，這zhe是shi必bi要yao的de，因yin為wei環huan境jing因yin素su可ke能neng瞬shun息xi萬wan變bian。例li如ru，在zai擁yong擠ji的de會hui議yi室shi裏li
，人ren們men的de呼hu吸xi導dao致zhi二er氧yang化hua碳tan濃nong度du升sheng高gao，這zhe些xie警jing報bao可ke以yi實shi現xian即ji時shi幹gan預yu
，而er僅jin靠kao曆li史shi數shu據ju分fen析xi是shi無wu法fa實shi現xian的de。”

監測智能樓宇的空氣質量

另外，法國領先的物聯網傳感器專業公司 Adeunis 開發了專為智能樓宇設計的室內環境和空氣質量解決方案。COMFORT 和 COMFORT Serenity 設備采用了溫度
、濕度、二氧化碳和VOC傳感器
，可向雲端提供近乎實時的數據。Nordic 的 nRF9160 SiP為它們提供無縫蜂窩物聯網連接
，同時支持 NB-IoT 和 LTE-M 網絡。

COMFORT Serenity采用 Nordic 的 nRF9160 SiP
，提供同時支持 NB-IoT 和 LTE-M 網絡的無線連接功能

Adeunis 射頻硬件開發人員Catalina Raba Mora 解釋道：“高濃度二氧化碳或VOC都(dou)會(hui)對(dui)健(jian)康(kang)產(chan)生(sheng)不(bu)利(li)影(ying)響(xiang)，因(yin)而(er)需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)監(jian)測(ce)並(bing)維(wei)持(chi)安(an)全(quan)水(shui)平(ping)，而(er)通(tong)過(guo)使(shi)用(yong)我(wo)們(men)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)產(chan)品(pin)，樓(lou)宇(yu)監(jian)管(guan)人(ren)員(yuan)能(neng)夠(gou)立(li)即(ji)獲(huo)取(qu)可(ke)能(neng)暴(bao)露(lu)於(yu)高(gao)濃(nong)度(du)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)或(huo)VOC的重要數據。此外，我們的設備還能通過精確的溫度和濕度測量，確保建築物內的住戶獲得舒適的環境。”

Nordic的nRF9160 SiP具有64 MHz Arm Cortex-M33專用應用處理器
，提供了充足的處理能力
，能夠管理集成在COMFORT和COMFORT Serenity設備中的整套傳感器。

nRF9160 SiP可讓空氣質量傳感器通過蜂窩網絡將數據發送到雲端

兩款Adeunis設備都采用了帶有 NFC接口的直觀 Android 應用程序，可簡化網絡和應用配置。使用 nRF9160 SiP 將設備數據傳輸到雲端後，用戶就可以查看和管理這些信息。雲服務器可以提供有關傳感器運行狀態
、電池壽命、網絡質量和數據接收情況的全麵信息。用戶可以委托他人管理設備，遠程配置設備
，並根據收集到的數據采取必要的措施。

Mora表示：“nRF9160 通過單一 SiP同時支持 LTE-M 和 NB-IoT 技術，為我們的全球客戶提供了無與倫比的靈活性。此外，Nordic SiP 出(chu)色(se)的(de)低(di)功(gong)耗(hao)能(neng)力(li)是(shi)決(jue)定(ding)性(xing)因(yin)素(su)。隨(sui)著(zhe)各(ge)家(jia)企(qi)業(ye)在(zai)每(mei)棟(dong)大(da)樓(lou)中(zhong)采(cai)用(yong)多(duo)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)，最(zui)大(da)限(xian)度(du)延(yan)長(chang)電(dian)池(chi)壽(shou)命(ming)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)。我(wo)們(men)的(de)設(she)備(bei)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)長(chang)達(da) 15 年的電池壽命。”

除了檢測二氧化碳和VOC

，無線空氣質量監測還可用於識別室內環境中的其他潛在危險屬性。例如，印度的產品工程服務機構 Technosphere 代表 P Alert Industries 開發了預防性解決方案，可讓物業管理人員和房主檢測建築物內是否存在甲基苯丙胺。

如果檢測到物業內有吸入和/或製造甲基苯丙胺的情況，P Alert Meth Alarm 甲基苯丙胺警報器會立即向用戶的智能手機發出警報。利用Nordic nRF9160 SiP tigongdefengwowulianwanglianjie，kejiangjingbaoheshishijiajibenbinganhanliangbaogaozhuanfadaoxiangguandeanquanyunpingtai。zhekuanjiejuefangantigongchixujiankong

，yonghukeyishezhijiancepinlv。

P Alert Meth Alarm可讓物業管理人員和房主檢測建築物內是否存在甲基苯丙胺

P Alert Industries董事James Hansen和Allan Spic解釋道：“人(ren)們(men)意(yi)識(shi)到(dao)，即(ji)使(shi)甲(jia)基(ji)苯(ben)丙(bing)胺(an)的(de)汙(wu)染(ran)水(shui)平(ping)很(hen)低(di)，也(ye)可(ke)能(neng)對(dui)健(jian)康(kang)造(zao)成(cheng)負(fu)麵(mian)影(ying)響(xiang)。這(zhe)款(kuan)甲(jia)基(ji)苯(ben)丙(bing)胺(an)警(jing)報(bao)器(qi)可(ke)顯(xian)示(shi)空(kong)間(jian)中(zhong)的(de)甲(jia)基(ji)苯(ben)丙(bing)胺(an)顆(ke)粒(li)水(shui)平(ping)，從(cong)而(er)顯(xian)示(shi)汙(wu)染(ran)狀(zhuang)況(kuang)。防(fang)患(huan)於(yu)未(wei)然(ran)，預(yu)防(fang)甲(jia)基(ji)苯(ben)丙(bing)胺(an)汙(wu)染(ran)比(bi)在(zai)汙(wu)染(ran)發(fa)生(sheng)後(hou)再(zai)進(jin)行(xing)補(bu)救(jiu)更(geng)有(you)效(xiao)。”

P Alert Meth Alarm開發人員選擇蜂窩物聯網連接有幾個原因。Technosphere首席執行官 Bhaskar Rao表示：“我們選擇 NB-IoT/LTE-M 蜂窩物聯網連接
，而不是其他 LPWAN 技術，以便在全球多個國家進行快速部署，同時優化功耗
，省去額外的定製基礎設施，如網關和服務器。”

新一代無線技術優化健康狀況

根據 Markets and Markets報告，全球空氣質量監測係統市場預計到 2028 年將達到 69 億美元[2]，下一步是推出全新一代無線 SoC。Nordic多協議 SoC產品nRF54H20 和 nRF54L15就是主要的示例。這些 SoC 降低了功耗，提高了安全性(專為PSA Level 3設計)，並通過高度集成降低了總體材料成本(BoM)。

nRF54L15是支持多種協議(包括藍牙 5.4、藍牙 NLC/Mesh 1.1、Matter、KNX IoT 等)的低功耗

、成本優化型終端設備的理想選擇。nRF54H20則適用於需要更強處理能力且不影響功耗的高端設備或單芯片網關應用(例如與用於 Wi-Fi 的 nRF7002協同IC 相結合)。

nRF54H20適用於需要更強處理能力且不影響功耗的高端空氣質量傳感器

這兩款SoC 都有充足的資源來支持機器學習(ML)。此類 SoC 可以使用長期收集的空氣質量數據來訓練 ML 模型。然後將這些模型應用於傳感器，進而幫助智能化調整樓宇係統和暖通空調係統，使得居住者獲得最佳的健康條件和舒適度。

例如

，樓宇係統可以根據特定事件自主調整設置，如在一天中的某些時間段，根據預期的樓宇占用率增加情況打開空氣淨化器和/或(huo)除(chu)濕(shi)器(qi)，然(ran)後(hou)在(zai)人(ren)們(men)離(li)開(kai)樓(lou)宇(yu)時(shi)關(guan)閉(bi)設(she)備(bei)。這(zhe)樣(yang)的(de)設(she)備(bei)優(you)化(hua)可(ke)以(yi)在(zai)不(bu)必(bi)使(shi)用(yong)時(shi)關(guan)機(ji)，從(cong)而(er)降(jiang)低(di)能(neng)耗(hao)，同(tong)時(shi)為(wei)居(ju)住(zhu)者(zhe)精(jing)心(xin)營(ying)造(zao)舒(shu)適(shi)的(de)室(shi)內(nei)環(huan)境(jing)。

通(tong)過(guo)將(jiang)機(ji)器(qi)學(xue)習(xi)進(jin)一(yi)步(bu)整(zheng)合(he)到(dao)無(wu)線(xian)空(kong)氣(qi)質(zhi)量(liang)監(jian)測(ce)中(zhong)，有(you)望(wang)提(ti)供(gong)更(geng)強(qiang)大(da)的(de)預(yu)測(ce)性(xing)洞(dong)察(cha)力(li)，幫(bang)助(zhu)做(zuo)出(chu)明(ming)智(zhi)的(de)決(jue)策(ce)，為(wei)人(ren)們(men)改(gai)善(shan)健(jian)康(kang)。最(zui)終(zhong)
，物(wu)聯(lian)網(wang)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)將(jiang)為(wei)人(ren)們(men)生(sheng)活(huo)的(de)所(suo)有(you)室(shi)內(nei)場(chang)所(suo)帶(dai)來(lai)清(qing)新(xin)的(de)空(kong)氣(qi)。

參考資料

1. “Household air pollution”, https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/household-air-pollution-and-health
2. “Air Quality Monitoring System Market Size, Share & Trends”, https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/air-quality-monitoring-equipment-market-183784537.html

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