對(duì)于菊島邦夫—Vineyard Kikushima 而言，Raspberry Pi 生態(tài)系統(tǒng)提供了支持和信息，通過(guò)基于溫度和濕度監(jiān)測(cè)的有針對(duì)性的最低限度殺蟲(chóng)劑方案，來(lái)提高葡萄的健康產(chǎn)量。

菊島邦夫的第一份職業(yè)是日本一家 “大牌 ”電子產(chǎn)品制造商的員工。2015 年，他改行開(kāi)始經(jīng)營(yíng)葡萄園，并樂(lè)在其中，這也支撐起了他不富裕的生活。然而，他也熱衷于釀造 “優(yōu)質(zhì)葡萄酒”，隨著他所居住的東京北部勝沼地區(qū)葡萄酒旅游業(yè)的興起，他感覺(jué)到了商機(jī)。為自己和自己的葡萄酒揚(yáng)名立萬(wàn)的一個(gè)途徑是投資和擴(kuò)張，但菊島更看重的是質(zhì)量，而不是與知名葡萄酒品牌競(jìng)爭(zhēng)。對(duì)他來(lái)說(shuō)，負(fù)責(zé)任的生產(chǎn)方式也很重要，他熱衷于盡量減少殺蟲(chóng)劑和其他化學(xué)品的使用。

早在 2020 年項(xiàng)目開(kāi)始時(shí)，他就告訴樹(shù)莓派雜志 MagPi，他的目標(biāo)是 “盡可能不使用任何農(nóng)業(yè)化學(xué)品，釀造生態(tài)友好型葡萄酒”。菊島葡萄園的葡萄栽培和釀造始于菊島邦夫在山梨縣甲州市的基地和勝沼的一個(gè)小葡萄園。

挑戰(zhàn)

勝沼地區(qū)氣候炎熱，濕度大，容易招來(lái)大量害蟲(chóng)，進(jìn)而侵害葡萄樹(shù)或傳播疾病。為了使自己剛剛起步的葡萄酒事業(yè)取得成功，菊島需要有人幫助他抵御害蟲(chóng)的威脅，同時(shí)又不損害葡萄酒的口味和質(zhì)量。

更具體地說(shuō)，他需要一種精確使用農(nóng)用化學(xué)品和殺蟲(chóng)劑的方法，只有在天氣條件理想時(shí)才使用這些化學(xué)品和殺蟲(chóng)劑，從而最大限度地發(fā)揮它們的功效。另一個(gè)挑戰(zhàn)是從田間向菊島的辦公室傳遞信息，為此需要太陽(yáng)能和無(wú)線連接?！八忉屨f(shuō)："我想通過(guò)收集定期自動(dòng)測(cè)量的溫度和濕度數(shù)據(jù)來(lái)檢查高濕度的時(shí)間?！拔蚁胪ㄟ^(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)檢查這些數(shù)據(jù)，因?yàn)樘锏胤稚ⅲx我的辦公室很遠(yuǎn)"。

技術(shù)解決方案似乎顯而易見(jiàn)，但菊島在編程和開(kāi)發(fā)方面沒(méi)有太多經(jīng)驗(yàn)。

解決方案

當(dāng)菊島邦夫解釋他在有效監(jiān)控葡萄作物方面遇到的問(wèn)題時(shí)，他得到了日本樹(shù)莓派用戶組的支持。他們建議菊島使用樹(shù)莓派溫度和濕度監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)裝置，告知菊島施用殺蟲(chóng)劑的最佳時(shí)間，以保護(hù)他的葡萄樹(shù)。他還可以在辦公室里隨時(shí)觀察大氣狀況。

在他們的幫助下，菊島利用 35 美元的 Raspberry Pi 3B+ 計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)了一套系統(tǒng)，用于匯總田間空氣溫度和濕度傳感器的數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池板和電池供電，并配有充放電系統(tǒng)控制器，提供可持續(xù)的低成本電源。

傳感器數(shù)據(jù)每隔一小時(shí)通過(guò) 3G 無(wú)線發(fā)送到菊島公司的云儀表板。這些數(shù)據(jù)可以在 AmbiData.io 物聯(lián)網(wǎng)可視化平臺(tái)上以圖表形式顯示，供進(jìn)一步分析。它還會(huì)實(shí)時(shí)顯示在 Twitter 上，因此可以在任何地點(diǎn)輕松監(jiān)控和訪問(wèn)。

當(dāng)菊島開(kāi)始實(shí)施葡萄園監(jiān)控項(xiàng)目時(shí)，他還沒(méi)有掌握任何編程技巧。他通過(guò)觀察和模仿其他 Raspberry Pi 用戶，學(xué)會(huì)了組裝一切所需的知識(shí)，并首先在一塊田地里部署了系統(tǒng)，然后在其他三塊葡萄園里增加了傳感器。他相信，類(lèi)似的溫度和濕度測(cè)量裝置可以應(yīng)用于其他農(nóng)業(yè)場(chǎng)景。菊島熱衷于在他所謂的 “Hinno ”物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中使用太陽(yáng)能，日語(yǔ)中的 “Hinno ”表明這是一種簡(jiǎn)單的農(nóng)民葡萄栽培方法，因?yàn)樘?yáng)能還可以用來(lái)為電柵欄供電，防止動(dòng)物靠近作物。作為一個(gè)經(jīng)濟(jì)條件一般的農(nóng)民，把成本降到最低是一個(gè)重要因素。

為什么選擇Raspberry Pi？

當(dāng)菊島弄清了能夠滿足其需求的技術(shù)設(shè)置后，很明顯 Raspberry Pi 可以在他的葡萄園中發(fā)揮巨大作用。他被 Raspberry Pi 的 “超低成本 ”和容易獲得性所吸引，而作為 Raspberry Pi 的使用新手，有關(guān)如何實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)和濕度測(cè)試的豐富信息又讓他感到放心。他對(duì)能夠簡(jiǎn)單搜索如何使用 Raspberry Pi 實(shí)現(xiàn)某些功能以及 Linux 的易用性印象深刻。Kunio 能夠設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)設(shè)置的試用版和提供實(shí)際結(jié)果的現(xiàn)場(chǎng)版。

結(jié)果

菊島從試驗(yàn)階段開(kāi)始，包括實(shí)地測(cè)試和預(yù)留的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)置。包括太陽(yáng)能設(shè)備在內(nèi)，總成本為 30,000 至 40,000 日元（約合 225 至 300 英鎊，或 275 至 370 美元）。如果在系統(tǒng)中加入 3G dongles，總成本將達(dá)到 50,000 至 60,000 日元（約合 375 至 450 英鎊，或 460 至 550 美元）。

菊島說(shuō)，在安裝過(guò)程中，他 “輕松 ”地組裝了一個(gè)原型，其中包括掛在盒子側(cè)面的傳感器。令人欣慰的是，即使在試驗(yàn)階段，他也能節(jié)省開(kāi)支：從一開(kāi)始，遠(yuǎn)程報(bào)告過(guò)程就省去了親自到葡萄園收集數(shù)據(jù)的麻煩。

他很快就報(bào)告說(shuō)，他 “很享受建立試用系統(tǒng)的過(guò)程，并對(duì)目前的進(jìn)展情況感到滿意，以至于我們打算將該系統(tǒng)推廣到其他三個(gè)葡萄園”。他還增加了新的功能，例如在溫度或濕度超過(guò)某個(gè)閾值時(shí)設(shè)置警報(bào)，以及計(jì)算累積溫度，以便更好地預(yù)防病蟲(chóng)害。

菊島葡萄園率先引入物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)后的兩年里，更多的小型葡萄園陸續(xù)加入進(jìn)來(lái)，菊島邦夫確信該系統(tǒng)有助于他們的葡萄栽培。

自從菊島開(kāi)始使用樹(shù)莓派（Raspberry Pi）監(jiān)控作物后，他就能在最佳時(shí)間施用殺蟲(chóng)劑。這有助于減少葡萄的病害數(shù)量，從而提高健康葡萄的產(chǎn)量。

當(dāng)然，最重要的是，這意味著菊島能夠?qū)崿F(xiàn)他釀造優(yōu)質(zhì)葡萄酒的目標(biāo)：“我可以用樹(shù)莓派釀造出美味的葡萄酒”。