Day 1｜一塊板子，兩個腦袋

用 Arduino UNO Q 製作一套兼顧現場控制與遠端管理的智慧路口 Edge Box

Arduino 從微控制器走向雙大腦

Arduino 長期以容易上手、開源與低成本聞名，許多人第一次接觸嵌入式系統，就是從控制 LED、讀取按鈕或驅動馬達開始，傳統 Arduino 主要依靠微控制器處理這些工作，優點是反應直接、啟動快速，也適合長時間執行固定的控制任務，但當裝置開始需要 Python、網頁介面、網路通訊與資料處理時，單一微控制器的資源便容易受到限制，這些工作通常需要較完整的作業系統、更大的記憶體，以及能同時執行多項服務的運算環境，因此實際產品常將現場控制與高階應用分開處理。

Arduino UNO Q 把這兩種運算整合在同一塊板子上，板內同時具有微控制器 MCU 與微處理器 MPU，MCU 負責即時硬體控制，MPU 執行 Linux，可處理 Python、Web 與網路服務，兩邊透過 Bridge 傳遞命令和資料，開發者仍需理解兩種程式環境，但不必另外準備兩塊控制板，專案也能集中在同一套開發流程中。

30 天的智慧路口任務

這次的 30 天專案會製作一套桌上型智慧路口 Edge Box 原型，路口控制箱平常負責號誌輸出，也需要提供現場人員操作，若要加入遠端管理，維護人員還要能從電腦或手機查看狀態並下達命令。

專案會用一顆 LED 代表單一號誌輸出，用實體按鈕代表控制箱旁的操作介面，瀏覽器則是遠端管理畫面，完成後，現場按鈕與網頁都能控制同一個輸出，無論操作來自哪一端，實體裝置與畫面顯示都要維持一致。

本套作品不會加入額外感測器、AI 或雲端功能，範圍刻意限制在控制領域，並且每一天就專注處理一項問題，逐步完成現場控制、遠端操作與狀態同步。

兩顆處理器的工作分配

在這套 Edge Box 中，MCU 負責接近硬體的工作，包括讀取現場操作、控制輸出與保存裝置的實際狀態，即使瀏覽器沒有開啟，或 MPU 的服務暫時停止，基本的現場操作仍應繼續運作。

至於MPU 則負責較高層的應用，執行 Python 服務並提供網頁管理介面，使用者從網頁送出操作後，MPU 會把命令交給 MCU，MCU 完成動作後再將結果送回，網頁依照實際結果更新顯示。

整體資料流可以先用下圖理解：

現場操作 → MCU → 實體輸出
           ↕
        橋接(RPC)
           ↕
瀏覽器   → MPU → 網頁狀態

這項分工的重點，是讓現場控制與遠端管理各自使用合適的運算環境，同時維持同一套裝置狀態，後續文章會逐步完成每一段連線，今天只需要先理解整體方向。

App Lab 統一兩邊的開發工作

通常雙大腦架構會同時用到不同的程式語言與開發環境，MCU 端以 Arduino C++ 處理硬體控制，MPU 端則會使用 Python 與網頁技術，若分別使用多套工具，專案檔案、執行狀態與錯誤訊息容易散落在不同位置，初學時會較難掌握，而 UNO Q 使用 App Lab 作為整合開發環境，讓 MCU、MPU 與後續的網頁內容放在同一個 App 中，執行時系統會依專案內容準備兩邊需要的程式，集中查看訊息，增加開發效率。

本篇完成內容

• 認識 UNO Q 的 MCU 與 MPU 雙大腦架構。
• 確認智慧路口 Edge Box 的實作範圍。
• 了解現場控制與遠端管理的基本分工。
• 建立 30 天專案的整體資料流概念。

下一篇會安裝 App Lab、連接 UNO Q，並執行官方範例，確認開發環境與控制板能正常運作。

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