基于Portenta的农业和草坪管理

气候变化推动了对稳健智慧农业解决方案的需求，这些解决方案对于全球农村社区的粮食生产和农民生计至关重要。气温升高、降雨不稳定以及旱涝频发，都将导致农作物受损，并扰乱食品供应链。

根据致力于应对气候变化的全球性非营利组织Environmental Defense Fund的说法，气候变化的影响已然显现，预计未来几年内还将进一步加剧，而全球人口预计到2050年将增加20亿^[1]。

气候变化也对城市公园、高尔夫球场、运动场和其他城市绿地造成了影响，这些地方的草坪生长离不开土壤水分。对于具有微气候的地区，如高海拔区域、海岸线和城市环境等，这样的影响尤甚，因为当地的地理特性会影响温度、降水和风力^[2]。

本周的“New Tech Tuesday”将介绍Arduino Portenta环境监测套件，它结合了先进而强大的技术，可用于监测室内外环境参数。

新一代的产品应用于您的创新设计™

Arduino Portenta环境监测套件为监测温度、湿度和空气质量等关键环境因素提供了全面而强大的解决方案。该套件由Arduino Portenta C33和Nicla Sense Env板组成；前者是一款多功能MCU模块，搭载Renesas Electronics R7FA6M5BH2CBG微控制器，该微控制器采用高性能Arm^® Cortex^®-M33内核；后者则集成了Renesas的三款先进超低功耗传感器。该套件在Arduino生态系统中实现了无缝集成和可扩展性（图1）。

图1 Arduino Portenta环境监测套件包括基于R7FA6M5BH2CBG微控制器的Portenta C33系统模块和Nicla Sense Env（图源：贸泽电子）

Arduino Portenta环境监测套装为智慧农业创新设计提供了众多关键功能：

●   Portenta片上系统（SoC）：拥有强大的计算能力，能够处理复杂的计算并实现实时处理，非常适合数据密集型应用。

●   环境传感器板：包括温度和湿度传感器以及两个空气质量传感器，能够精确监测环境条件。

●   连接选项：支持Wi-Fi^®和蓝牙，可实现远程数据访问并与云平台集成，实现实时更新和分析。

●   边缘计算：直接在边缘进行实时处理，以降低延迟、减少对云系统的依赖。

●   电源管理：该系统可以远程部署，其低功耗设计可延长电池续航时间，实现持续监测。

●   开源生态系统：Arduino的开源框架使用户能够轻松定制系统，以满足其特定需求，这些定制包括调整传感器阈值、与其他物联网系统集成等。

农作物和草坪监测应用

在农业领域，Arduino Portenta环境监测套件提供了一种实用的方法，用于监测广阔农田中多个点的实地湿度和温度。通过实时跟踪湿度和温度，农民可以优化灌溉计划、改善土壤健康状况。这项技术有助于减少水资源浪费，提高农作物产量，并确保可持续的智能农业实践。农民可以利用两个空气质量传感器监测仓库的有毒物质或气体泄漏，包括检测挥发性有机化合物（VOC）、碳氢化合物、二氧化碳和氢气。随后，这些数据可以传输到联网的Portenta，以便在发现问题时实时发出警报。此外，Portenta系统还具有出色的灵活性，能够与其他环境监测工具（如营养传感器和害虫检测系统）集成，从而提供全面的农场管理解决方案。

这套系统同样适用于监测城市微气候，这种微气候会影响城市公园、高尔夫球场和其他绿地中的草坪状况。实时环境数据收集有助于管理人员调整灌溉计划，确保高效用水，避免灌溉过度或不足。它还有助于预防高尔夫球场或大型运动场的草坪因气温压力而发生病害。

要点总结

Arduino Portenta环境监测套件为监测湿度、温度和空气质量等环境变量提供了多功能解决方案。凭借其强大的计算能力、人性化的设计、低功耗需求和开源生态系统，Portenta套件对于寻求通过气候适应性解决方案来加强环境监测的人员而言是一项有价值的投资。

作者简介

Rudy在先进机电系统、机器人、气动、真空系统、高压、半导体制造、军用硬件和项目管理等方面拥有超过35年的专业经验。Rudy曾在工程专业网站上发表过技术文章，拥有技术管理学士学位和项目管理专业的MBA学位。在加入贸泽之前，Rudy曾就职于National Semiconductor和Texas Instruments。

资料来源：

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

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