近年来，伴随着智能建筑和大型商业设施建设的蓬勃发展，安全问题已然成为至关重要的课题。在商业建筑中，一旦发生火灾，极易导致大量人员伤亡和巨额财产损失。因此，世界各国的消防法基本都强制规定商业建筑必须设置火灾报警系统，这也使得烟雾探测器市场在范围内呈现出稳步增长的态势。而且，随着 PU 等高分子材料在建筑中的大量使用，火灾时产生的烟雾变得更为密集，颗粒也更加微细，这无疑增加了烟雾探测器对烟雾识别的难度，同时也对其性能提出了更高的标准。
烟雾探测器工作原理
市场上常见的烟雾探测器主要有离子式、光电式和热敏式等类型。其中，光电式烟雾探测器凭借其低成本和高灵敏度的显著优势，得到了广泛的应用。其工作原理如下：它由 LED 和光电二极管组成，在正常情况下，LED 不会直接照射到光电二极管，所以在未发生火灾时，光电二极管无法接收到 LED 发出的光信号。而当火灾发生时，LED 发出的光信号会被火灾产生的烟雾颗粒散射，使得光电二极管能够接收到光信号，进而判断是否有烟雾产生并发出报警信号。
传统的光电式烟雾探测器通常仅使用红外线 LED 来进行烟雾判断。然而，随着相关标准的日益严格，这种单一波长的检测方式越来越难以满足要求。由于在颗粒大小和入射光波长接近的情况下，散射现象为明显，所以为了满足标准、提高烟雾检测灵敏度，现在会采用多种不同波长的 LED，以提升烟雾探测器对不同材料燃烧所产生烟雾的检测能力，实现早期火灾检测，同时降低对油烟、灰尘等的误报概率。
瑞萨提供的解决方案
为了满足 UL 268 标准的要求，瑞萨推出了面向商业楼宇的多波长烟雾探测器解决方案。该方案主要由 RL78/G22 微控制器、AFE IC、红外线 LED、蓝色 LED 以及光电二极管组成。考虑到商业楼宇对烟雾探测器的规格要求，该解决方案的主电源设计为 24 ~ 40V，并在电源供给部分采用了电流限制电路（<160A）。
该方案具有以下主要特点：
检测灵敏度高：充分利用不同波长的光对不同大小的烟粒子具有不同散射效率的原理，采用蓝色 LED 和红外线 LED 进行烟雾检测，能够更精准地识别不同类型的烟雾。
降低 BOM 成本：通过简化微控制器与光电式烟雾探测器 AFE IC 的结构，限度地减少了外部电子元件的使用，同时实现了 PCB 板的小型化，从而有效降低了生产成本。
超低功耗：此次采用的 RL78/G22，是业界具有水准的低功耗通用微控制器（CPU 工作时：37.5μA/MHz；STOP 时：200nA）。其配备的 SNOOZE 模式可编程控制器，可在 CPU 待机状态下运行，显著降低了烟雾探测器的系统功耗。从下图可以看出，与现有产品在未发生火灾时对 LED 和感应二极管进行间隔通电状况下的电流（待机电流）消耗情况相比，瑞萨方案的功耗优势明显。
超低功耗对于传统型火灾报警系统而言至关重要。在商业楼宇中，传统型烟雾探测器因其性价比高而被广泛使用。传统型火灾报警系统通常由探测器、控制器和报警器等组成。在火灾报警系统中，单个探测器的功耗越低，每个子系统区域内可连接的烟雾报警器数量就越多。因此，使用瑞萨的烟雾探测器解决方案，可以有效降低感应器功耗，减少建筑内的子系统数量，从而降低部署成本。
解决方案的评估支持
为了方便客户进行评测，只需将评估板与电脑连接，通过 Tera Term 即可读取光电二极管所接收的各个 LED 的参数，实现烟雾识别过程的可视化。同时，这也为客户在调试参数时的评估工作提供了便利。需要注意的是，此功能需要连接额外的 USB 串口转换器。
智能楼宇时代的烟雾探测器新趋势
随着智能楼宇与 IoT 技术的不断发展，烟雾探测器正从传统的 “独立报警装置” 逐渐转变为建筑安全网络中的智能节点。未来的探测器不仅要具备感知烟雾的基本功能，更要通过无线通信与 AI 算法，实现远程监控、误报抑制和预测性维护等功能，成为楼宇安全系统的组成部分。
在这一变革过程中，低功耗与高可靠性是关键因素。瑞萨通过超低功耗微控制器（RL78、RA 系列）、物联网技术与 AI 边缘计算技术等，能够助力客户实现长寿命、智能化的探测方案。瑞萨将持续推动从 “探测安全” 迈向 “感知未来” 的进程，与合作伙伴共同打造更加智能、安全的楼宇生态环境。
