感謝Arduino.cc官網開放授權，使我們得以翻譯這篇文章，特此致謝！為限於篇幅，本文採用摘譯方式進行。若讀者想要進一步閱讀原文，請點擊：原文連結，謝謝。
挑戰
我們呼吸的空氣品質，對於我們的健康有直接影響！這正是為何在您的辦公室內監控空氣品質，且在必要時採取行動改善它如此重要。此外，辦公室內的人數可對空氣品質產生重大影響，這也正是在企業辦公室內進行環境監控如此重要，以協助確保空氣品質適合所有員工。
過去幾年來在辦公室內監控空氣品質的挑戰增添了另一個層面，意即新冠肺炎的大流行，已迫使眾多企業重新評估其工作場所的安全協定，而其中一項最重要的考量，正是空氣品質。
建築物中的環境監測是指用於保護員工和辦公大樓，免受空氣污染物侵害的安全與隱私實行。這包括收集空氣品質、氣溫、濕度，以及其它環境因素的資料。之後，這些資料被用於評估暴露於有害物質的風險，以及採取步驟減輕或消除這些風險。
Arduino的解決方案
為應對上述挑戰，我們（編按：在此指Arduino團隊）設計了一套以感測器節點為基礎的環境監測系統，而這些節點監測每間房間，並且傳送所收集的資料至閘道器，而閘道器可將這些資料於本地端顯示，或推送至雲端解決方案以進行進一步運算。不論於閘道器層級，或於雲端解決方案，皆可依據某些被視為相關的閥值設置警報。
空氣品質監控
針對監控環境條件，我們選用Arduino Nicla Sense ME，其設計的目的能輕易針對動態及周遭環境進行分析，因此有「M」與「E」在其產品名稱中。（編按：M代表Motion，意指動態；E代表Environment，意指環境。）透過採用市面上全新的Bosch Sensortec感測器，Arduino Nicla Sense ME測量旋轉、加速度、壓力、濕度、溫度、空氣品質及二氧化碳水平。
這款全新的感測器名為BME688，它是市面上第一款具備人工智慧的氣體感測器，並且整合了高線性度和高精度的壓力、濕度和溫度感測器。它採用堅固而小巧的3.0 x 3.0 x 0.9 mm³封裝，特別針對行動和連線應用而開發，因尺寸及低功耗是對這些應用的關鍵要求。
人數統計
關於統計每間房間的人數，我們選擇Arduino Nicla Vision，搭載一款效能強大的STM32H747AII6 dual Arm Cortex-M7/M4處理器，其上備有一個兩百萬像素且支援tinyML的彩色相機，以及一個整合了麥克風及距離感測器的智慧6軸動態感測器。
使用相機時必須解決的一個問題是隱私。在我們的系統中，相機用來執行邊緣模型以評估畫面中的人數，沒有實際的視訊串流或相片離開相機。
針對前一段所提到的目的，我們選擇了Edge Impulse平台，可以輕易地訓練並佈署模型，使我們可在相機的畫面中偵測人數。模型佈署後相機便不再需要網路連結，且只有人數將被轉發至閘道器。
針對Nicla Vision與Nicla Sense ME，我們分別創建了3D 列印外殼，可輕鬆安裝並實現其主要功能。
邊緣運算
針對閘道器，我們選擇了Portenta X8，它是一個效能強大、企業等級的模組化系統（編按：System-on-Module，簡稱SOM），並且預先安裝了Linux作業系統，能運作獨立於裝置的軟體。
當我們設計建築物管理系統時，便知道空間不是問題，所以，我們選擇了Portenta Max Carrier，以託管並供電給Portenta X8，同時強化其連接選項，並為Portenta X8提供易於安裝的選項及電源插頭。根據硬體的整體尺寸，我們將裝置託管在易於安裝的壁掛式外殼中。
Portenta X8可透過低功耗藍牙，從少數幾個感測器節點收集資料，只要節點在傳輸範圍內，並且在裝置與節點間，沒有厚實的牆壁或建築結構阻擋。為透過本地的伺服器堆棧顯示資料，Portenta X8可將資料儲存於本地端，亦可以進一步將資料轉發至雲端。
物聯網雲解決方案
雖然Portenta X8開發版能將資料儲存於本地端，但有時業主也許想將資料傳送至雲端。而透過MQTT，將資料從在Portenta X8板上的InfluxDB資料庫，推送至Arduino物聯網雲，使這想法得以實現。而arduino-iot-js NPM模組，使設定連線相當容易。
運用Arduino Pro解決問題
現在，讓我們一起探索，如何將一切整合起來，以及我們在硬體和軟體方面的部署需要什麼。Arduino Pro生態系統是最新一代的Arduino解決方案，為用戶帶來簡單地整合與可擴展、安全、專業支持的服務。
硬體需求
- Arduino Nicla Vision
- Arduino Nicla Sense Me
- Arduino Portenta X8
- 外殼
軟體需求
- Arduino IDE
- OpenMV IDE
- Edge Impulse帳號
結論
為確保員工的安全與健康，環境監測對公司辦公室至關重要。辦公室人數與空氣品質間的關聯性，意味著更多的人會導致空氣中的污染物更多。此外，在環境監測方面，數據延遲可能是一項挑戰。而這正是建立系統很重要的因素，因其可快速而有效率地收集資料，並即時向決策者提供數據。
使用此解決方案有許多好處，首先，它使建築管理人員能監控每間房間的環境條件，並採取措施降低風險。 其次，它提供一個系統，用於收集有關房間使用率、空氣質量、溫度、濕度及其它環境因素的數據。這些數據可用於評估暴露於有害材料的風險，並採取措施減輕或消除這些風險。最後，Arduino Pro的解決方案易於使用，可安裝於任何辦公大樓中。
備註：主圖翻攝自Arduino.c.c官網，特此致謝！
