基于Portenta的農業和草坪管理

氣候變化推動了對穩健智慧農業解決方案的需求，這些解決方案對于全球農村社區的糧食生產和農民生計至關重要。氣溫升高、降雨不穩定以及旱澇頻發，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，如高海拔區域、海岸線和城市環境等，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環境監測套件，它結合了先進而強大的技術，可用于監測室內外環境參數。

新一代的產品應用于您的創新設計?

Arduino Portenta環境監測套件為監測溫度、濕度和空氣質量等關鍵環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生態系統中實現了無縫集成和可擴展性（圖1）。

圖1 Arduino Portenta環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環境監測套裝為智慧農業創新設計提供了眾多關鍵功能：

●   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現實時處理，非常適合數據密集型應用。

●   環境傳感器板：包括溫度和濕度傳感器以及兩個空氣質量傳感器，能夠精確監測環境條件。

●   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、減少對云系統的依賴。

●   電源管理：該系統可以遠程部署，其低功耗設計可延長電池續航時間，實現持續監測。

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

農作物和草坪監測應用

在農業領域，Arduino Portenta環境監測套件提供了一種實用的方法，用于監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的智能農業實踐。農民可以利用兩個空氣質量傳感器監測倉庫的有毒物質或氣體泄漏，包括檢測揮發性有機化合物（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，以便在發現問題時實時發出警報。此外，Portenta系統還具有出色的靈活性，能夠與其他環境監測工具（如營養傳感器和害蟲檢測系統）集成，從而提供全面的農場管理解決方案。

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生病害。

要點總結

Arduino Portenta環境監測套件為監測濕度、溫度和空氣質量等環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系統，Portenta套件對于尋求通過氣候適應性解決方案來加強環境監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、機器人、氣動、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35年的專業經驗。Rudy曾在工程專業網站上發表過技術文章，擁有技術管理學士學位和項目管理專業的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/