Estação de Qualidade do Ar com IA baseada no ESP32-S3

Cliente

Uma empresa de monitoramento ambiental que implanta redes de sensores de qualidade do ar hiperlocais para áreas urbanas, parques industriais e escolas.

Desafio

Construir um nó sensor de qualidade do ar de baixo custo que consiga distinguir fontes de poluição (tráfego vs. construção vs. culinária) usando apenas sensores de gás de nível consumidor.

Conceito do Produto e Arquitetura

O ESP32-S3 com suas extensões vetoriais executa tanto o gerenciamento dos sensores quanto a inferência de ML no dispositivo. Os sensores incluem SPS30 (PM1/2.5/4/10), SGP40 (índice de VOC), SCD41 (CO2) e BME280 (T/U/P). Os nós se comunicam via ESP-WiFi-Mesh.

Solução de Engenharia

Fusão de sensores nos dois núcleos do ESP32-S3: o Núcleo 0 lê todos os sensores a 1Hz e aplica curvas de compensação de temperatura/umidade. O Núcleo 1 executa um classificador TinyML de floresta aleatória (100KB) que identifica o tipo de poluição a cada 5 minutos. Os nós sincronizam via malha Wi-Fi e elegem um nó gateway para uplink à nuvem.

Resultado

87% de precisão na classificação de fontes de poluição. BOM por nó abaixo de US$60. Rede mesh de 500 nós implantada.