跟着全球变暖、气候改变以及人类活动引发的环境损坏，保证能够及时获取清洁的水源和土壤等资源已成为全球性的火急应战。联合国的统计数据显现，全球仍有超越40%的人口缺少满意的清洁、安全的饮用水和根本卫生服务。

在步入。人工智能。(。AI。) 年代后，一个不行逃避的问题随之而来：AI能否为这场水资源危机供给解决方案？跟着边际。AI技能。的鼓起，凭仗高质量数据支撑和强壮的。机器学习。推理引擎，完结实时资源质量监测已成为或许。AI驱动的。传感器。与数据剖析技能可实时监测水质参数，并主动调控水体系，依据动态改变的状况优化水资源的分配与运用。根据AI的体系不只进步了运营功率，削减了水资源糟蹋，还促进了自适应水资源办理。

pH值丈量参数可用于水质剖析，这也是恩智浦技能赋能的一个用例。了解pH值是评价水质或土壤质量的要害步骤。简直一切处理液体的职业都需求pH值丈量体系。在水质剖析中，pH值尤为重要，由于它反映了水的酸碱度，对营养物质和重金属等化学物质的溶解度与生物利费用具有明显影响。这一剖析供给了关于水质怎么直接影响水生生物健康及水体全体环境质量的名贵洞悉。

恩智浦为pH丈量供给了边际AI安排妥当的解决方案，其间恩智浦。模仿。前端 (。AFE。) 能够快速、准确且牢靠地生成pH计数据，为运用机器学习。算法。完结实时水质监测供给了技能支撑。

先进的水质剖析解决方案。

下图为一种用于剖析水pH值和电导率的电路概览图。该运用包含两个电极：

1。一个是CE电极，如下图1所示。运用。DAC。生成杂乱的低速波形(10Hz至100Hz)。一般状况下，需求在DAC输出后接入。功率放大器。，以驱动电解液中的起浮电极。偏置电极能够在电解液中引发化学反响或发生氢离子活性。

2。另一个是RE电极(参比电极)，如下面的图1所示。参比电极具有安稳的参阅电压，向功率放大器的反相输入端供给偏置。信号。反响。

3。下图中的WE信号为几微安量级。电流。，源于CE与RE电极之间的电势差，这种电势差导致溶液中的氢离子活性或离子运动。运用运放作为跨阻抗。放大器。，该电流被转换为10mV至100mV规模内的电压，供。ADC。进一步处理。

图1：该电路用于水的pH值和电导率剖析。

根据边际AI的水电导率剖析体系。

高质量数据支撑实时监测与猜测性维护。

经过运用来自pH计的高度准确且牢靠的数据对机器学习推理引擎进行练习，能够在质量操控与毛病剖析方面完结超卓的准确性。安稳的输出与确诊数据不只有助于提取必要的特征，还能经过机器学习算法剖析多种水质参数。

安稳性：随时刻与温度改变而引起的漂移是边际AI pH计和电导率计规划的要害注意事项。低猜测性漂移能够明显进步监督机器学习算法的准确性，然后更好地猜测或分类未来的不知道实例。

有用的分辨率与噪声功用：为了充分运用传感器的动态规模并获取精准读数，信号链与功率规划过程中应考虑低噪声和高分辨率，特别是关于实验室仪器。

精度：实验室常用的pH计一般要求至少到达±0.1的pH精度，以保证在各种环境下完结精准丈量。

确诊与校准：电极确诊功用在猜测性维护和高质量丈量中至关重要。它供给了灵活性，有助于用户了解电极何时需求清洁或校准。

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接下来，让我们深入探讨恩智浦新推出的模仿前端 (AFE) 怎么协助战胜pH监测中面对的妨碍与应战。

NAFE33352是一款软件可装备的通用输入/输出AFE，专为边际AI pH计运用而规划，可满意。高精度。丈量和数据处理需求。UIO-AFE集成了精细的14 / 16 / 18位DAC、16 / 24位。AD。C、低漂移。电压基准。、低偏移漂移缓冲器以及。高压。高精度放大器，并装备70V输入。维护电路。，以应对。EMC。和误接线状况。此外，该器材内置确诊与维护电路，可进行输出、短路和断路检测。模仿输入模块还装备了先进的状况监测与确诊电路，保证功用安全。准确的电流和电压回读才能支撑高档反常检测，为猜测性维护供给了牢靠的技能保证。

NAFE33352助力pH监测中的高档确诊。

安稳的ADC和DAC数据。

输入ADC数据。

在此运用中，ADC的典型数据速率约为100ksps。NAFE33352供给杰出的噪声功用，详见下表。模仿输入的UIO AFE噪声功用取决于器材装备，包含数据速率、PGA增益、数字。滤波器。阶数以及安稳形式设置。其间，影响噪声功用的两个要害因素是数据速率和PGA增益。下降数据速率会使总噪声按份额下降，由于数字滤波器的等效噪声带宽与数据速率成正比。与此一起，进步PGA增益能够削减输入参阅噪声，这是由于PGA的噪声水平低于ADC的噪声。此外，噪声功用还遭到数字滤波器形状的影响，较低的阶数会进一步下降等效噪声带宽，然后改进噪声水平。

▲表1：噪声功用成果如需取得更好的体会。

输出DAC数据。

NAFE33352的DAC可用于生成此类运用所需的杂乱波形。经过SPI主机发送DAC指令CMD_WGEN，能够触发主动DAC波形发生器。一切波形参数均可在不同的。寄存器。中进行。编程。，以完结所需的输出波形。

NAFE33352集成了低漂移电压基准和低偏移漂移缓冲器，保证在温度改变和长时刻运转中具有杰出的安稳性。其电压和电流输入/输出TUE随温度漂移的典型值为3ppm/°C，最大值为10ppm/°C。

这种高精度与安稳性的数据为机器学习模型的定制化数据集供给了有力支撑，然后提高准确性和牢靠性。高质量数据与机器学习模型的精度休戚相关，保证了算法能够正确构建。接口。。

智能。模仿集成。

NAFE33352的另一大优势在于模仿集成度高，有助于明显减小此类工业。物联网。设备的全体外形尺寸。该产品集成了DAC，可生成用于溶液中偏置电极的杂乱波形。一起，它还装备电压感测放大器，用于读取该电压并将偏置信号发送至衔接DAC的功放。

通用输入或电流感测放大器可用于读取电化学反响发生的电流，然后无需运用跨阻抗放大器。

图2：展示模仿集成的框图，有助于紧凑型工业物联网设备如需取得更好的体会。

用于猜测性维护的确诊和校准。

恩智浦的NAFE系列供给多种内部确诊功用，大幅提高了硬件的容错才能。关于pH计而言，实时且智能的传感器确诊与办理是保证继续安稳pH丈量的要害。经过猜测性校准，能够确认pH传感器的校准需求和剩下运用寿命。

NAFE33352具有先进的确诊功用，支撑自我状况监测和体系级状况监测。除了惯例的开路与短路检测外，它还供给低量程和超量程的输入检测、。电源。电压规模监测、过热关断维护，以及体系内各种反常状况的大局告警功用。

本部分还介绍了工厂校准系数 (CAL)。该系数将在恩智浦工厂完结校准，并存储于非易失性存储器中。此外，用户还可履行端到端自校准操作。

加速全软件可装备pH计的规划。

KITNAFE33352-EVB是一款行将发布的评价板，用于快速评价恩智浦的模仿前端NAFE33352。该解决方案涵盖了根据NAFE33352进行体系规划所需的一切要害组件。经过现成的。LPC。54S018。 MCU。Xpresso。 SD。K驱动程序以及用于评价的GUI，该板能够明显加速开发进程。

NAFE33352的评价才能行将经过NAFE33352-UIOM得到扩展。NAFE33352-UIOM是一款软件可装备的输入/输出AFE。 Arduino。Shield扩展板，支撑快速评价，并与恩智浦的FRDM-MCX开发板完结即插即用的兼容性。FRDM-MCXN947是一款紧凑且可扩展的开发板，专为MCX N94或N54 MCU的快速原型规划而打造。NAFE33352-UIOM与FRDM-MCXN947的解决方案独具特色，展示了紧凑体系规划办法。

NAFE33352-UIOM解决方案不只具有杰出的硬件灵活性，还装备了MCUXpresso SDK驱动程序和参阅运用程序，能够加速软件开发进程。MCUXpresso供给了开发高质量。嵌入式软件。运用程序所需的全套东西。一切顺便具体阐明的代码均可在运用代码。中心。(。AC。H) 获取。

长时间供货关于工业运用至关重要，NAFE33352系列包含在恩智浦产品长时间供货方案中。

恩智浦助力完结更清洁的水资源。

总而言之，经过供给牢靠、精准的数据，结合软件可装备的紧凑型规划，以及内置的校准支撑与确诊功用，恩智浦能够打造高效的下一代边际AI水质剖析规划。

恩智浦的NAFE系列在推进此类边际AI规划的开发中发挥了至关重要的效果。

本文作者。

Madhura Tapse于2023年参加恩智浦。半导体。，担任产品营销司理，专心于为工业4.0和。工业主动化。运用开发相关产品。在参加恩智浦之前，她曾在。Maxim。In。te。grated (现为。Analog。Devices)和。Cypress。Semiconductors担任运用。工程师。。她结业于浦那大学，取得了。电气。工程学士学位，并在孟买印度理工学院取得了生物医学工程硕士学位。

内容来源：https://harmonyscentsg.com/app-1/suncity,https://chatbotjud-hml.saude.mg.gov.br/app-1/resultado-loteria-federal-de-hoje-das-18-horas

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