基于Portenta的農業(yè)和草坪管理

氣候變化推動(dòng)了對穩健智慧農業(yè)解決方案的需求，這些解決方案對于全球農村社區的糧食生產(chǎn)和農民生計至關(guān)重要。氣溫升高、降雨不穩定以及旱澇頻發(fā)，都將導致農作物受損，并擾亂食品供應鏈。

根據致力于應對氣候變化的全球性非營(yíng)利組織Environmental Defense Fund的說(shuō)法，氣候變化的影響已然顯現，預計未來(lái)幾年內還將進(jìn)一步加劇，而全球人口預計到2050年將增加20億^[1]。

氣候變化也對城市公園、高爾夫球場(chǎng)、運動(dòng)場(chǎng)和其他城市綠地造成了影響，這些地方的草坪生長(cháng)離不開(kāi)土壤水分。對于具有微氣候的地區，如高海拔區域、海岸線(xiàn)和城市環(huán)境等，這樣的影響尤甚，因為當地的地理特性會(huì )影響溫度、降水和風(fēng)力^[2]。

本周的“New Tech Tuesday”將介紹Arduino Portenta環(huán)境監測套件，它結合了先進(jìn)而強大的技術(shù)，可用于監測室內外環(huán)境參數。

新一代的產(chǎn)品應用于您的創(chuàng )新設計?

Arduino Portenta環(huán)境監測套件為監測溫度、濕度和空氣質(zhì)量等關(guān)鍵環(huán)境因素提供了全面而強大的解決方案。該套件由Arduino Portenta C33和Nicla Sense Env板組成；前者是一款多功能MCU模塊，搭載Renesas Electronics R7FA6M5BH2CBG微控制器，該微控制器采用高性能Arm^? Cortex^?-M33內核；后者則集成了Renesas的三款先進(jìn)超低功耗傳感器。該套件在A(yíng)rduino生態(tài)系統中實(shí)現了無(wú)縫集成和可擴展性（圖1）。

圖1 Arduino Portenta環(huán)境監測套件包括基于R7FA6M5BH2CBG微控制器的Portenta C33系統模塊和Nicla Sense Env（圖源：貿澤電子）

Arduino Portenta環(huán)境監測套裝為智慧農業(yè)創(chuàng )新設計提供了眾多關(guān)鍵功能：

●   Portenta片上系統（SoC）：擁有強大的計算能力，能夠處理復雜的計算并實(shí)現實(shí)時(shí)處理，非常適合數據密集型應用。

●   環(huán)境傳感器板：包括溫度和濕度傳感器以及兩個(gè)空氣質(zhì)量傳感器，能夠精確監測環(huán)境條件。

●   連接選項：支持Wi-Fi^?和藍牙，可實(shí)現遠程數據訪(fǎng)問(wèn)并與云平臺集成，實(shí)現實(shí)時(shí)更新和分析。

●   邊緣計算：直接在邊緣進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，以降低延遲、減少對云系統的依賴(lài)。

●   電源管理：該系統可以遠程部署，其低功耗設計可延長(cháng)電池續航時(shí)間，實(shí)現持續監測。

●   開(kāi)源生態(tài)系統：Arduino的開(kāi)源框架使用戶(hù)能夠輕松定制系統，以滿(mǎn)足其特定需求，這些定制包括調整傳感器閾值、與其他物聯(lián)網(wǎng)系統集成等。

農作物和草坪監測應用

在農業(yè)領(lǐng)域，Arduino Portenta環(huán)境監測套件提供了一種實(shí)用的方法，用于監測廣闊農田中多個(gè)點(diǎn)的實(shí)地濕度和溫度。通過(guò)實(shí)時(shí)跟蹤濕度和溫度，農民可以?xún)?yōu)化灌溉計劃、改善土壤健康狀況。這項技術(shù)有助于減少水資源浪費，提高農作物產(chǎn)量，并確?？沙掷m的智能農業(yè)實(shí)踐。農民可以利用兩個(gè)空氣質(zhì)量傳感器監測倉庫的有毒物質(zhì)或氣體泄漏，包括檢測揮發(fā)性有機化合物（VOC）、碳氫化合物、二氧化碳和氫氣。隨后，這些數據可以傳輸到聯(lián)網(wǎng)的Portenta，以便在發(fā)現問(wèn)題時(shí)實(shí)時(shí)發(fā)出警報。此外，Portenta系統還具有出色的靈活性，能夠與其他環(huán)境監測工具（如營(yíng)養傳感器和害蟲(chóng)檢測系統）集成，從而提供全面的農場(chǎng)管理解決方案。

這套系統同樣適用于監測城市微氣候，這種微氣候會(huì )影響城市公園、高爾夫球場(chǎng)和其他綠地中的草坪狀況。實(shí)時(shí)環(huán)境數據收集有助于管理人員調整灌溉計劃，確保高效用水，避免灌溉過(guò)度或不足。它還有助于預防高爾夫球場(chǎng)或大型運動(dòng)場(chǎng)的草坪因氣溫壓力而發(fā)生病害。

要點(diǎn)總結

Arduino Portenta環(huán)境監測套件為監測濕度、溫度和空氣質(zhì)量等環(huán)境變量提供了多功能解決方案。憑借其強大的計算能力、人性化的設計、低功耗需求和開(kāi)源生態(tài)系統，Portenta套件對于尋求通過(guò)氣候適應性解決方案來(lái)加強環(huán)境監測的人員而言是一項有價(jià)值的投資。

作者簡(jiǎn)介

Rudy在先進(jìn)機電系統、機器人、氣動(dòng)、真空系統、高壓、半導體制造、軍用硬件和項目管理等方面擁有超過(guò)35年的專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗。Rudy曾在工程專(zhuān)業(yè)網(wǎng)站上發(fā)表過(guò)技術(shù)文章，擁有技術(shù)管理學(xué)士學(xué)位和項目管理專(zhuān)業(yè)的MBA學(xué)位。在加入貿澤之前，Rudy曾就職于National Semiconductor和Texas Instruments。

資料來(lái)源：

[1]https://www.edf.org/agriculture/climate-proofing-agriculture

[2]https://www.benchmarklabs.com/blog/micro-climate-forecasting/