日本農業IoT技術新突破,世界首款多功能土壤感測單晶片亮相

【日本橫濱直擊】日本農業IoT晶片技術有新突破。日前, 來自日本神奈川縣一家以晶片研發為主的半導體廠商Lapis Semiconductor,在日本橫濱IoT Technology 2015 and Machmaking Program展覽上,展出了世界首款多功能土壤感測單晶片,在面積只有5 × 5平方公釐的單晶片大小內,整合酸鹼值(pH)、導電率(EC)和溫度的感測功能,克服了不同感測器訊號干擾的挑戰,而且不只能用於農業IoT,甚至也可做為防災環境監控應用。這項新IoT晶片技術更一舉獲得該展覽年度最優秀IoT科技大賞。 世界首款多功能土壤感測單晶片 由Lapis這家半導體公司推出的這款環境土壤感測器,在外觀設計類似於一般市售的酸鹼值檢測計,不過,在這個IoT土壤感測裝置內,主要嵌入了由Lapis所開發的土壤感測單晶片,在比1元硬幣還小的單晶片內整合土壤酸鹼值、導電率和溫度3種土質感測功能。 過去以來,農地土壤品質好壞,很大程度是與土壤酸鹼值和導電率有相當關聯,過高或過低的酸鹼濃度和導電率都不利於農作物生長。然而,以往如果要獲得精確的土壤檢測,往往得經過繁瑣的流程步驟,像是得先採集部分土壤,再送交到由政府或民間設立的農改場, 得由專門人員以檢測計實施檢驗後,再將結果寄送通知,等到申請者收到通知後,往往曠日費時。 而當改成直接在土壤內安插土壤感測器的方式,只要將裝有感測器裝置前端埋入土壤中,就可以開始追蹤監測,不只是省去過去複雜的檢驗步驟,甚至可做到每分鐘量測土壤的酸鹼值、含水量和溫度變化。 此外,根據Lapis官網的說明,不同於常見酸鹼值檢測方式是採取玻璃電極, 來測量溶液酸鹼值的作法,每次量測時都得要採集土壤才能開始檢測, 這款土壤感測器則採用離子感測場效電晶體(Ion-Sensitive Field Effect Transistor,ISFET),來做為土壤酸鹼度量測,甚至在晶片測量表面也以親水性物理薄膜構成,可通過電極表面優化,來提高量測的精準度。

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