氣候變化推動(dòng)了對(duì)穩(wěn)健智慧農(nóng)業(yè)解決方案的需求，這些解決方案對(duì)于全球農(nóng)村社區(qū)的糧食生產(chǎn)和農(nóng)民生計(jì)至關(guān)重要。氣溫升高、降雨不穩(wěn)定以及旱澇頻發(fā)，都將導(dǎo)致農(nóng)作物受損，并擾亂食品供應(yīng)鏈。

根據(jù)致力于應(yīng)對(duì)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(xiàn)，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年內(nèi)還將進(jìn)一步加劇，而全球人口預(yù)計(jì)到2050年將增加20億^[1]。

氣候變化也對(duì)城市公園、高爾夫球場(chǎng)、運(yùn)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(zhǎng)離不開(kāi)土壤水分。對(duì)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?yàn)楫?dāng)?shù)氐牡乩硖匦詴?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(jiān)測(cè)套件，它結(jié)合了先進(jìn)而強(qiáng)大的技術(shù)，可用于監(jiān)測(cè)室內(nèi)外環(huán)境參數(shù)。

新一代的產(chǎn)品應(yīng)用于您的創(chuàng)新設(shè)計(jì)?

Arduino Portenta環(huán)境監(jiān)測(cè)套件為監(jiān)測(cè)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(qiáng)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(nèi)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Arduino生態(tài)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫集成和可擴(kuò)展性（圖1）。

圖1 Arduino Portenta環(huán)境監(jiān)測(cè)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(mào)澤電子）

Arduino Portenta環(huán)境監(jiān)測(cè)套裝為智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了眾多關(guān)鍵功能：

●   Portenta片上系統(tǒng)（SoC）：擁有強(qiáng)大的計(jì)算能力，能夠處理復(fù)雜的計(jì)算并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理，非常適合數(shù)據(jù)密集型應(yīng)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(jiān)測(cè)環(huán)境條件。

●   連接選項(xiàng)：支持Wi-Fi^?和藍(lán)牙，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問(wèn)并與云平臺(tái)集成，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)更新和分析。

●   邊緣計(jì)算：直接在邊緣進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，以降低延遲、減少對(duì)云系統(tǒng)的依賴。

●   電源管理：該系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程部署，其低功耗設(shè)計(jì)可延長(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)間，實(shí)現(xiàn)持續(xù)監(jiān)測(cè)。

●   開(kāi)源生態(tài)系統(tǒng)：Arduino的開(kāi)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(diào)整傳感器閾值、與其他物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成等。

農(nóng)作物和草坪監(jiān)測(cè)應(yīng)用

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，Arduino Portenta環(huán)境監(jiān)測(cè)套件提供了一種實(shí)用的方法，用于監(jiān)測(cè)廣闊農(nóng)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(nóng)民可以優(yōu)化灌溉計(jì)劃、改善土壤健康狀況。這項(xiàng)技術(shù)有助于減少水資源浪費(fèi)，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，并確?？沙掷m(xù)的智能農(nóng)業(yè)實(shí)踐。農(nóng)民可以利用兩個(gè)空氣質(zhì)量傳感器監(jiān)測(cè)倉(cāng)庫(kù)的有毒物質(zhì)或氣體泄漏，包括檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）、碳?xì)浠衔铩⒍趸己蜌錃?。隨后，這些數(shù)據(jù)可以傳輸?shù)铰?lián)網(wǎng)的Portenta，以便在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)實(shí)時(shí)發(fā)出警報(bào)。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(cè)工具（如營(yíng)養(yǎng)傳感器和害蟲(chóng)檢測(cè)系統(tǒng)）集成，從而提供全面的農(nóng)場(chǎng)管理解決方案。

這套系統(tǒng)同樣適用于監(jiān)測(cè)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(shù)據(jù)收集有助于管理人員調(diào)整灌溉計(jì)劃，確保高效用水，避免灌溉過(guò)度或不足。它還有助于預(yù)防高爾夫球場(chǎng)或大型運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的草坪因氣溫壓力而發(fā)生病害。

要點(diǎn)總結(jié)

Arduino Portenta環(huán)境監(jiān)測(cè)套件為監(jiān)測(cè)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(qiáng)大的計(jì)算能力、人性化的設(shè)計(jì)、低功耗需求和開(kāi)源生態(tài)系統(tǒng)，Portenta套件對(duì)于尋求通過(guò)氣候適應(yīng)性解決方案來(lái)加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)的人員而言是一項(xiàng)有價(jià)值的投資。

作者簡(jiǎn)介

Rudy在先進(jìn)機(jī)電系統(tǒng)、機(jī)器人、氣動(dòng)、真空系統(tǒng)、高壓、半導(dǎo)體制造、軍用硬件和項(xiàng)目管理等方面擁有超過(guò)35年的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)。Rudy曾在工程專業(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(xiàng)目管理專業(yè)的MBA學(xué)位。在加入貿(mào)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/