基于Portenta的農業(yè)和草坪管理

氣候變化推動了對穩(wěn)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(qū)的糧食生產和農民生計至關重要。氣溫升高、降雨不穩(wěn)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利組織Environmental Defense Fund的說法，氣候變化的影響已然顯現，預計未來幾年內還將進一步加劇，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、運動場和其他城市綠地造成了影響，這些地方的草坪生長離不開土壤水分。對于具有微氣候的地區(qū)，如高海拔區(qū)域、海岸線和城市環(huán)境等，這樣的影響尤甚，因為當地的地理特性會影響溫度、降水和風力^[2]。

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

新一代的產品應用于您的創(chuàng)新設計?

Arduino Portenta環(huán)境監(jiān)測套件為監(jiān)測溫度、濕度和空氣質量等關鍵環(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的三款先進超低功耗傳感器。該套件在Arduino生態(tài)系統(tǒng)中實現了無縫集成和可擴展性（圖1）。

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

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

●   Portenta片上系統(tǒng)（SoC）：擁有強大的計算能力，能夠處理復雜的計算并實現實時處理，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空氣質量傳感器，能夠精確監(jiān)測環(huán)境條件。

●   連接選項：支持Wi-Fi^?和藍牙，可實現遠程數據訪問并與云平臺集成，實現實時更新和分析。

●   邊緣計算：直接在邊緣進行實時處理，以降低延遲、減少對云系統(tǒng)的依賴。

●   電源管理：該系統(tǒng)可以遠程部署，其低功耗設計可延長電池續(xù)航時間，實現持續(xù)監(jiān)測。

●   開源生態(tài)系統(tǒng)：Arduino的開源框架使用戶能夠輕松定制系統(tǒng)，以滿足其特定需求，這些定制包括調整傳感器閾值、與其他物聯網系統(tǒng)集成等。

農作物和草坪監(jiān)測應用

在農業(yè)領域，Arduino Portenta環(huán)境監(jiān)測套件提供了一種實用的方法，用于監(jiān)測廣闊農田中多個點的實地濕度和溫度。通過實時跟蹤濕度和溫度，農民可以優(yōu)化灌溉計劃、改善土壤健康狀況。這項技術有助于減少水資源浪費，提高農作物產量，并確?？沙掷m(xù)的智能農業(yè)實踐。農民可以利用兩個空氣質量傳感器監(jiān)測倉庫的有毒物質或氣體泄漏，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網的Portenta，以便在發(fā)現問題時實時發(fā)出警報。此外，Portenta系統(tǒng)還具有出色的靈活性，能夠與其他環(huán)境監(jiān)測工具（如營養(yǎng)傳感器和害蟲檢測系統(tǒng)）集成，從而提供全面的農場管理解決方案。

這套系統(tǒng)同樣適用于監(jiān)測城市微氣候，這種微氣候會影響城市公園、高爾夫球場和其他綠地中的草坪狀況。實時環(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，避免灌溉過度或不足。它還有助于預防高爾夫球場或大型運動場的草坪因氣溫壓力而發(fā)生病害。

要點總結

Arduino Portenta環(huán)境監(jiān)測套件為監(jiān)測濕度、溫度和空氣質量等環(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、低功耗需求和開源生態(tài)系統(tǒng)，Portenta套件對于尋求通過氣候適應性解決方案來加強環(huán)境監(jiān)測的人員而言是一項有價值的投資。

作者簡介

Rudy在先進機電系統(tǒng)、機器人、氣動、真空系統(tǒng)、高壓、半導體制造、軍用硬件和項目管理等方面擁有超過35年的專業(yè)經驗。Rudy曾在工程專業(yè)網站上發(fā)表過技術文章，擁有技術管理學士學位和項目管理專業(yè)的MBA學位。在加入貿澤之前，Rudy曾就職于National Semiconductor和Texas Instruments。

資料來源：

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

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