P05 · Air Hub 评估 —— EMC、电气安全与认证路径
- Level-1 规格：P05-air-hub.md
- 设计附录：P05-air-hub-design-reference-board.md
- 依据：Air Hub Pro 与 Air Hub Mini 的 PCB（工作区
/srv/ybo/switch/的产品目录air-hub-pro/、air-hub-mini/）的设计规则预检结果；仓库refs/datasheets/air-hub/的器件数据手册；COMPLIANCE-MATRIX 的法规范围。标准名称按公开目录列出，适用版本与限值须由认可实验室在测试计划中确认
本文是评估，不是合规结论。它回答两个问题：现在的设计能否通过 EMC 与安全认证，以及产品需要做哪些认证。设计规则预检只能发现常见的设计错误，不能预测实测结果；是否合格只有认可实验室的测量能判定。
1. 结论
章节标题：“1. 结论”- 按现状不能送测。 两块板都是自动布局布线的联调板，存在会导致发射与抗扰失败的布板缺口（§4、§5）。产品按最严认证等级开发（§11、规格
REG-01…06），无线用芯片直贴；原理图层面的措施已经齐备，布板层面的缺口仍在。 - 没有发现原理上过不了的项目。 剩下的缺口都属于常规整改：差分线与回流路径、参考平面、射频部分人工布线与屏蔽。改完后有通过的合理把握，但须经预扫验证。
- 电气安全风险低。 产品只有直流供电（M8 线束 9–36 V，USB-C PD 5–12 V），没有市电，属于最低的电气能量等级；要补的是保险丝定额、材料阻燃等级与标识（§6）。
- 认证工作量主要由无线部分决定。 两个 2.4 GHz 射频加 Pro 的 433 MHz 发射机同壳，2.4 GHz 用信驰达 RF-BM-MG24B2 模组，433 MHz 用华普微 RFM310-433S2 模组；两个模组的证书范围都未核实，在取得证书前按完整的无线测试计划（§3）。
- 欧盟的发射功率用不到 +20 dBm。 按 EN 300 328，BLE 广播与 Zigbee / Thread 这类非跳频调制受功率谱密度 10 dBm/MHz 限制，实际可用功率约为 BLE +10 dBm、802.15.4 +12 dBm 上下；+20 dBm 只在 FCC 区域有意义，规格按区域锁定（
REG-04，§2.2）。
2. 需要做哪些认证
章节标题：“2. 需要做哪些认证”2.1 按市场
章节标题：“2.1 按市场”| 市场 | 法规 | 适用内容 | 两个产品的差别 |
|---|---|---|---|
| 欧盟 | 无线电设备指令 RED 2014/53/EU | 3.1(a) 安全与射频暴露、3.1(b) EMC、3.2 频谱；3.3(d)(e)(f) 网络安全（授权条例 2022/30，自 2025-08-01 适用） | Pro 多 433 MHz 发射机 |
| 欧盟 | RoHS、WEEE、GPSR、CRA | 有害物质、回收义务、一般产品安全；CRA 的漏洞报告义务自 2026-09 起、全部义务自 2027-12 起 | 相同 |
| 英国 | 无线电设备条例 | 技术要求与 RED 相同；标识用 UKCA 还是继续接受的 CE，由合规顾问确认 | 相同 |
| 美国 | FCC 47 CFR Part 15 | B 分部无意发射；15.247（2.4 GHz）；15.231（433.92 MHz 间歇控制信号） | Pro 多 15.231 |
| 加拿大 | ISED | ICES-003；RSS-247；RSS-210；RSS-102 射频暴露 | Pro 多 RSS-210 |
| 船用（自愿） | IEC 60945 | 不是法定要求，可把其发射限值（尤其 156–165 MHz 的 VHF 频段）与供电变化项作为设计目标 | 相同 |
不属于本产品范围：低电压指令（没有市电）、休闲船艇指令的部件认证（不是其附件 II 所列部件）、NMEA 2000 认证（没有 N2K 口）。销往其他地区（中国、日本、澳新等）须另列，各自是独立的批准。
2.2 欧盟 RED 下的标准
章节标题：“2.2 欧盟 RED 下的标准”| 要求 | 标准 | 测什么 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 安全 | EN IEC 62368-1 | 能量源分级、防火、标识与说明书 | §6 |
| 射频暴露 | EN 62311 或 EN IEC 62479 | 人体暴露评估 | 三个发射机同时工作的合并评估；20 cm 使用距离下预计可满足 |
| EMC | EN 301 489-1、-17（2.4 / 5 GHz 宽带数据）、-3（短距离设备） | 发射与抗扰：静电、辐射抗扰、快速瞬变、浪涌、传导抗扰 | 车船直流供电口的瞬态按 EN 301 489-1 的车载环境条款，取 ISO 7637-2 的脉冲 |
| EMC（非无线部分） | EN 55032 Class B、EN 55035 | 以太网、USB 等接口在最坏工况下的发射与抗扰 | 以太网口按电信口测传导共模发射 |
| 频谱 2.4 GHz | EN 300 328 | 等效全向辐射功率 ≤20 dBm；非跳频调制的功率谱密度 ≤10 dBm/MHz；占用带宽、带外与杂散、接收机阻塞 | EFR32MG24 模组的 BLE、Zigbee、Thread 三种镜像与 ESP32-C5 的 2.4 GHz Wi-Fi、BLE 分别测 |
| 频谱 5 GHz | EN 301 893 | 5150–5350 MHz 等效全向辐射功率 ≤23 dBm 且欧盟限室内使用；5470–5725 MHz ≤30 dBm（带发射功率控制，否则降 3 dB），须动态频率选择（DFS）；占用带宽、杂散、接收机阻塞 | ESP32-C5 的 5 GHz Wi-Fi，作客户端时按 DFS 从设备测；5150–5350 MHz 在船上是否算室内未定，确认前区域配置不启用该段（规格 AIR-O-16） |
| 频谱 433 MHz（Pro） | EN 300 220-2 | 433.05–434.79 MHz，≤10 mW 有效辐射功率，占空比 ≤10 %；杂散；接收机类别 | 第三方码型的发射同样计入占空比 |
| 网络安全 | EN 18031-1；处理个人数据时另加 EN 18031-2 | 访问控制、认证、安全更新、安全存储、安全通信、默认口令 | 协调标准带限制条款：允许不设口令或不改默认口令的设计不能用自我声明，须公告机构介入 |
2.4 GHz 功率的含义：EN 300 328 把蓝牙低功耗的数据连接（自适应跳频、信道数足够时）按跳频设备处理，可到 20 dBm；广播信道与 802.15.4 不是跳频，受 10 dBm/MHz 约束。蓝牙低功耗 1M 的带宽约 1 MHz，802.15.4 约 2 MHz，因此欧盟配置下 EFR32MG24 模组（+19.5 dBm）的发射功率须锁定在明显低于 +20 dBm 的值，具体数值由实验室按实测带宽与天线增益确定。
2.3 美国与加拿大
章节标题：“2.3 美国与加拿大”| 要求 | 条款 | 备注 |
|---|---|---|
| 无意发射 | Part 15 B 分部（15.109 辐射）；ICES-003 | 产品由船电直流供电，不接市电，传导发射条款（15.107 / 15.207）是否适用由实验室判定 |
| 2.4 GHz | 15.247；RSS-247 | 允许到 +30 dBm 传导功率，+20 dBm 可用；带边信道须回退功率以满足限制频段场强 |
| 433.92 MHz（Pro） | 15.231；RSS-210 | 只允许间歇控制信号：手动触发须在松开后 5 s 内停止；周期发送受更严的场强限值与时间比例约束。YBO 类的心跳与应答设计受此限制（规格 AIR-O-13） |
| 射频暴露 | 47 CFR 1.1310、2.1091；RSS-102 | 多发射机同时发射的合并评估 |
3. 认证路径：模组还是芯片直贴
章节标题：“3. 认证路径：模组还是芯片直贴”认证成本与周期主要取决于每个发射机有没有可引用的证书。
| 发射机 | 现方案 | 证书状况 | 影响 |
|---|---|---|---|
| ESP32-C5-WROOM-1-N4（Linux 底板）、ESP32-C5-WROOM-1-N8R8（Mini） | 预认证模组，自带 2.4 / 5 GHz PCB 天线 | 厂家模组认证（欧盟含 EN 301 893、FCC / ISED）未核实原件，须取得证书与测试报告并按其天线与功率条件使用 | 欧盟仍须整机评估；美国可引用模组的 FCC ID，整机做无意发射与共址评估 |
| RF-BM-MG24B2（信驰达，EFR32MG24） | 模组，自带匹配、PCB 天线与屏蔽罩 | 未核实 | 欧盟：三种镜像的 EN 300 328 测试，有模组报告时可引用其射频部分。美国：模组有 FCC ID 时引用并做整机无意发射与共址评估，否则整机申请 FCC ID（15.247 全套） |
| RFM310-433S2（华普微，Pro） | 模组，自带晶振与匹配，SMA 外置天线 | 未核实（按无证书计） | 完整 EN 300 220 与 15.231 测试；可拆卸天线在美国须满足 15.203 的专用连接器或专业安装要求，标准 SMA 不符合，所有版本用反极性 SMA |
两个射频都改用模组（2026-10-24）：省去匹配与天线调试，屏蔽罩现成；EFR32MG24 模组按 R2 方案在三个产品上通用。认证上的收益取决于两家能否提供覆盖本产品天线与功率条件的证书和测试报告，未取得前按芯片直贴的完整测试计划。
三个发射机同壳还带来共址评估：同时发射时的杂散与互调、射频暴露的合并计算。这一项无论走哪条路都要做。
4. 当前板子的预检结果
章节标题：“4. 当前板子的预检结果”用设计规则工具对 Pro（修订 D 减件版，104 × 97 mm，2026-10-28 换 ESP32-C5 后重新布线）与 Mini（修订 C，2026-10-23 换为 WROOM-1 模组后重新布线）做了预检（目标标准 EN 55032 Class B）。2026-10-21 按预检结果手工修了四处：CAN 静电阵列移到线束插座引脚旁；Mini 的 USB 对改为 L1 单层手工走线；TPS62A02 输入脚加过孔预布线；回流过孔放宽落点（离信号过孔 0.6–1.0 mm，避开地焊盘）。
| 类别 | Pro | Mini | 判断 |
|---|---|---|---|
| 参考平面缺口（GP-001） | 8 | 2 | Pro 8 处全部在 RJ45 引脚区（网口变压器一侧按惯例不铺地；Air Hub 不贴以太网，不涉及），修订 C 的 MG24 SWCLK 一处随 SWD 改为测试焊盘消失；Mini 是 MG21 天线馈线（天线禁铺区旁，预期内）与 SWCLK 调试线 |
| 回流过孔（RP-001） | 10 | 2 | Pro 剩 RMII 与 PHY 控制线（复位、MDC、MDIO）在扇出区的过孔 1 mm 内没有地过孔落点（随机布线的过孔位置，数量每次布线略有变化）；TXD0、REFCLK、CLK50 已改为只走 L1、不换层，其余 RMII 线锁在 L1 时布不通。这些线从 L1 换到 L3，两层共用 L2 地平面作参考，回流经同一平面，实际风险低于规则的判断；Mini 是 USB 取电路径的检测线与 SWCLK 各一个过孔 |
| 差分线换层（DP-003） | 1 | 0 | Pro 的 USB-C 引脚顺序与 ESD 阵列相反，USB_CON_DP 经两个过孔从 L3（两层地之间）下穿 DM，约 3 mm，两端有回流过孔；Mini 的 USB 对已改为 L1 单层 |
| 差分线偏斜（DP-002） | 0 | 0 | Pro 的以太网与 USB 对为手工等长走线；Mini 已无以太网 |
| 接口滤波（IO-001） | 2 | 0 | 误报：线束插座后有 TVS、共模电感与 π 型滤波，RJ45 内置变压器，SMA 有静电抑制器，工具未识别 |
| 开关电源（SW-001） | 1 | 1 | 降压谐波，固有。Pro 另有一条 SW-003 警告（TPS62A02 输入环路约 53 mm²）是误报：工具取了 K7805 输出端的 22 µF 作输入电容，实际输入电容 C12 紧挨 VIN 脚 |
| 去耦距离（DC-001） | 0 | 0 | |
| 合计 | 60 项，其中 22 项错误、25 项警告、13 项提示（换 ESP32-C5 前为 58 项、23 项警告，新增警告含 SDIO_CLK 只有 83 % 走在 L1；接口分组前 23 项错误，减件后 110 × 102 mm 的布线为 24 项错误） | 30 项，其中 5 项错误、12 项警告、13 项提示 |
Pro 的 USB 与以太网对、Mini 的 USB 对在连接器一侧按设计走 L1（工具标为外层走线），时钟线有一半以上长度在 L1；6 层叠层在每个走线层 0.11 mm 内都有地平面，外层走线本身可接受，须保证平面连续并远离板边与连接器。
预检覆盖不到、须实测的项目：辐射发射的绝对电平、外壳与线束的影响、快速瞬变与浪涌抗扰、无线发射机的全部指标。预扫优先频段是 30–216 MHz（降压谐波与以太网），其中包含船用 VHF 的 156–165 MHz。
5. 设计层面的缺口
章节标题：“5. 设计层面的缺口”原理图中已有的措施：
| 编号 | 项目 | 措施 |
|---|---|---|
| A1 | 电源入口滤波 | 共模电感（TDK ACM7060，700 Ω@100 MHz）与 π 型滤波（2.2 µF + 100 nF、4.7 µH、降压输入电容），转折频率约 10 kHz |
| A2 | 输入瞬态抑制 | 5 kW 双向瞬态抑制二极管 5.0SMDJ33CA（53 V 钳位）；−60 V 反接开关；100 V 电解电容；带直流分断额定的延时保险丝。截止电压 33 V 低于 36 V 连续输入，换型待定（规格 AIR-O-04） |
| A3 | 天线口静电防护 | 433 MHz 天线口并接 0.06 pF 的聚合物静电抑制器 |
| A4 | 欧盟发射功率 | 按区域锁定，写入签名固件（规格 REG-04） |
| A5 | 美国版天线接口 | 所有版本用反极性 SMA |
| A6 | 以太网屏蔽壳 | 1 nF / 2 kV 并 1 MΩ 接地 |
| A7 | 接口防护 | USB（USBLC6-2SC6）、CAN（NUP3105L，32 V）贴近连接器，就近打地过孔 |
这些器件的取值来自数据手册与常规做法，没有实测：5 kW 瞬态抑制二极管能否吸收 24 V 系统的抛负载试验 A、共模电感对 CAN 共模范围的影响、π 型滤波的实际衰减，都须在台架上验证。
送测前须处理的缺口。B 类在人工布板时处理，C 类是决策与文件。
| 编号 | 缺口 | 原因 | 建议 |
|---|---|---|---|
| B1 | 射频部分自动布线 | 匹配、馈线阻抗与杂散不可控 | 人工布线：RFM310 到天线座的 50 Ω 馈线；RF-BM-MG24B2 天线端的板边位置与禁铜区（两个射频模组自带屏蔽罩） |
| B2 | 以太网、USB 差分线 | §4 | 等长、同层、参考平面连续 |
| B3 | 参考平面与回流过孔 | §4 | 连接器引脚区补平面；高速线换层处补回流地过孔 |
| B4 | 降压电路布局 | §4 | 缩小输入环路；开关节点铜皮最小化 |
| B5 | 两个 2.4 GHz 天线与 433 MHz 天线的相对位置 | 共址杂散、接收机阻塞（设计附录 §6） | 按外壳确定天线位置后测隔离度 |
| C1 | 目标市场与 SKU | 每个市场是独立批准；Pro 的 433 MHz 在欧美是两套参数 | AIR-O-14 |
| C2 | 外壳只有外观模型（参考板页 §7.3），结构与密封未定 | EMC、安全与防护等级都按最终外壳与线束测试 | 外壳冻结后才能送正式测试 |
6. 电气安全（EN IEC 62368-1）
章节标题：“6. 电气安全（EN IEC 62368-1）”| 项目 | 评估 | 要做的事 |
|---|---|---|
| 电气能量源 | 供电为 M8 线束 9–36 V 直流或 USB-C PD（请求 12 V），全部电路低于 60 V 直流，属于最低等级，不需要防触电隔离 | 说明书写明 M8 只能接 12 / 24 V 直流系统与上游保护，USB-C 接 USB PD 电源 |
| 功率源与防火 | M8 入口保险丝 2 A，在 36 V 下故障功率可到约 72 W，高于 15 W 的最低等级门槛；USB-C 路没有保险丝，电流由 PD 电源的限流决定（请求 1.25 A @ 12 V，约 15 W） | PCB 用 V-0 板材；外壳材料阻燃等级按该功率等级选取；保险丝为直流分断额定的延时型（Littelfuse 0452002.MRL，125 V）；或把保险丝降到与实际电流相称的规格 |
| 发热 | 常态 1.5–2.5 W；规格要求 60 °C 舱温 | 热测试中记录可触及表面与关键器件温度（V-07） |
| 外部端口 | 以太网、USB、CAN 均为低压信号口；以太网有变压器隔离 | USB 口不向外供电，说明书注明 |
| 射频暴露 | 2.4 GHz 两个发射机最大各约 100 mW，433 MHz 10 mW | 按 20 cm 使用距离做合并评估 |
| 标识与文件 | 未做 | 铭牌、额定值、警告语、安装说明、符合性声明与技术文件 |
没有市电、没有电池、没有高压，安全部分不构成认证风险；工作量在文件与材料证明。本产品不声明机舱防点燃（规格 §2.4），安装位置须按此限制。
7. 入门款 Air Hub 的差别
章节标题：“7. 入门款 Air Hub 的差别”- 与 Air Hub Pro 共用底板，433 MHz 链路不贴：不需要 EN 300 220 与 15.231，认证范围小一截。
- CAN 与 Pro 相同，由核心板 SoC 原生提供。
- RK3506G 核心板标称 −20…+80 °C：安全与 EMC 测试的环境条件按产品声明的范围执行，温度问题见决策。
- §4、§5 的布板整改与 Pro 相同。
8. 建议的测试顺序
章节标题：“8. 建议的测试顺序”| 阶段 | 内容 | 条件 |
|---|---|---|
| 整改 | §5 的 B 类人工重布 | 现在可做 |
| 台架预测 | 无线传导功率与频谱、接收灵敏度；电源口传导噪声；近场探头扫描降压、以太网与时钟 | 整改后的板子，不需要外壳 |
| 预扫 | 3 m 法辐射发射预扫、静电与快速瞬变预测、供电瞬态 | 带最终外壳、线束与天线的样机；规格 V-15 |
| 正式测试 | §2 的全部项目；网络安全评估 | 认可实验室；硬件、固件、外壳冻结；规格 V-16 |
正式测试前须冻结：目标市场、每个市场的发射参数、天线与外壳、固件版本、线束与安装说明。
9. 风险与未核实项
章节标题：“9. 风险与未核实项”- 标准的适用版本、限值与测试配置未经实验室确认；本文的条款归类（尤其直流供电口的传导发射与车载瞬态条款是否适用）以实验室的测试计划为准。
- ESP32-C5-WROOM-1 的模组证书（含 5 GHz 与 DFS 的测试范围）、其允许的天线与功率条件未取得原件。
- RF-BM-MG24B2 与 RFM310-433S2 的证书范围、量产价格与供货未核实。
- 没有测试费用与周期的报价；COMPLIANCE-MATRIX 的合规准备金不是已验证预算。
- 预检基于自动布线的板子，人工布板后须重新预检；预检工具对辐射电平的估算不确定度在 10–20 dB 量级。
- 网络安全（EN 18031、CRA）只列了范围，没有做差距分析。
10. 建议（供待决项引用）
章节标题：“10. 建议（供待决项引用）”- 送测前 Pro 与 Mini 的 PCB 按 §5 的 B 类人工重布，不拿自动布线的板子去预扫。
- 在
AIR-O-14确认目标市场清单。 - 向一家认可实验室索取测试计划与报价，以其结论替换本文 §2 的条款归类。
11. 开发等级
章节标题：“11. 开发等级”按规格 REG-01…06，开发等级取各适用标准中最严者，2.4 GHz 与 433 MHz 都用模组（RF-BM-MG24B2、RFM310-433S2）。
| 项目 | 等级 | 出处 |
|---|---|---|
| 静电放电 | 接触 ±8 kV、空气 ±15 kV | IEC 61000-4-2 等级 4 |
| 辐射抗扰 | 10 V/m | IEC 60945、EN IEC 61000-6-2 |
| 快速瞬变 | 电源口 ±2 kV、信号口 ±1 kV | IEC 60945、IACS UR E10 |
| 浪涌 | 电源口线对地 ±1 kV、线对线 ±0.5 kV | IEC 60945、IACS UR E10 |
| 传导抗扰 | 10 V | EN IEC 61000-6-2 |
| 供电瞬态 | ISO 7637-2 脉冲 1、2a、2b、3a、3b 等级 IV；ISO 16750-2 抛负载试验 A、反接、过压、跌落 | 车载标准的最高等级 |
| 发射 | 两者同时满足，含电源口 10 kHz–30 MHz 传导与 156–165 MHz 辐射 | IEC 60945 |
| 安全 | 另取 CB 报告与北美 NRTL 列名；PCB 与外壳 V-0 | UL / CSA 62368-1 |
| 环境 | IEC 60945 受保护设备的干热、湿热、低温、振动，等级参照 IACS UR E10 | 规格 REG-06 |
等级以规格 REG-02、REG-03 为准。这些是从公开标准里选的开发目标，不是实验室的测试计划；实验室可能对其中一些重新归类。
没有纳入的更高要求：防点燃（ISO 8846）须改外壳方案，本版不声明；船级社型式认可只把试验等级对齐，不在首发申请。两项都留在规格 AIR-O-14。