【四旋翼飞行器】76小时吃透四轴算法!史上最强软硬结合实战项目,👉戳此立抢👈

农场垂直发展解决粮食危机,打造智慧城市

电子设计 2018-09-27 08:46 次阅读

据联合国预测,到2050年,全球人口将从目前的75亿,增长至近100亿。这意味着,将需要更多的粮食来养活激增的人口。若您觉得这不足以构成挑战,那么,接下来看看耶鲁大学最近的一项研究预测:在人口数字打破100亿的同时,约有70%的人口生活在城市。鉴于2008年,城市居民数量刚刚超过非城市居民数量,这一预测结果着实令人难以置信。若考虑气候和生态变化对传统耕地造成的影响,即过度耕作或土地无法使用的情况,由此产生大规模的粮食短缺时,人类文明将陷入前所未有的人道主义危机中。换言之,我们需要开始以不同的方式思考农业经营。对于迫在眉睫的粮食危机,人类已高谈阔论数十年,但直至目前,我们才拟出实际的方案来解决这一问题。这个概念就是:垂直农场(图1)。

农场垂直发展解决粮食危机,打造智慧城市

图1:垂直农场将农业从农村转移到城市

垂直农场的概念直截了当:通过在摩天大楼里建造农场,使作物生产接近人口中心,以此取代传统的耕地。农场不再以英亩的面积进行测量,而是以楼层数进行衡量。这是一个有趣的概念,既具有优势,又富于挑战。在一个封闭的垂直农场里,全年都将适合作物的生长。但获得优势的同时,付出的代价是,放弃了作物生长所需的充足的阳光和雨露。相反,必须通过技术给予作物生长所需的最贴近自然的环境。智能、自动化的环境监测和控制是垂直农场的关键推动者。

即使具有工业规模的垂直”工厂农场”看似有点未来主义,但它并没有阻止人们采用一种DIY的态度去进行尝试。制造界正致力于将制造精神和电子产品应用到种植作物的艺术上。垂直农场,以及如雾培和水培这样的技术,都为当下热衷食物研究的技术爱好者带来了福音。从技术角度看,垂直农场就是控制环境条件。通过精确控制温度、水合作用和光照射,将生长周期缩短50%,这便是基于雾培的垂直农场。对于许多制造商以农场为中心的环境控制产品,Arduino则扮演着重要的角色。

FarmBot包含了Arduino和另一个电机控制器盾,可以提供类似机器人控制的3D打印,以此利用各种设备,包括测量土壤含水量的湿度传感器,以及种植种子、水作物,甚至去除杂草的机制。经证明,机器人控制在垂直农场中发挥着重要作用,因为鉴于垂直农场的垂直高度,人类的参与是十分低效且不安全的。对于这些复杂的农产品来说,Arduinos系列Arduino Mega这样的产品十分受欢迎,因为其增加了GPIO针脚的数量,从而得以控制大量的外部传感器和执行器(图2)。

农场垂直发展解决粮食危机,打造智慧城市

图2:FarmBot使用了Arduino Mega和电机控制器盾

当然,Arduino平台能准确地监控传感器,并与执行器或其他电子设备进行接口。垂直农场依赖这些传感器,需要单个传感器在生长周期中不断监测和照料作物。技术的发展可谓日新月异,物联网的出现使得这些资源和管理数据得到了更有效的利用。从传感器中收集的数据将被传送到收发器芯片中,如智能农场环境传感器中的Microchip ATA8520单片机SIGFOX™射频收发器,随后又将传送至无线媒介。这样,农场主就可以通过无线媒介,了解作物生长情况,并在必要时做出调整。

农场垂直发展解决粮食危机,打造智慧城市

图3:Arduino MKR1000适合于许多物联网技术

一些技术友好的社区,如Modern Farmer和FarmHack,则对垂直农场提供了指导,即如何构建自身的电子硬件,并将其融入垂直农场中。其中,一项名为Fido的项目则取得了立竿见影的效果,该项目旨在协助那些寻找简单的基于SMS解决方案以远程监控温度条件的农场主。简单则意味着设计非常紧凑,这样,使用更小型的Arduino产品如Nano或MKR1000则非常合适。

最后,机器人城市农场系统(RUFS)明确了垂直农场和水培法的概念,这些概念可以适用于单个家庭或小型社区合作社(图4)。RUFS是一个相当大胆的尝试,但它为DIY垂直农场带来了巨大的优势。其开源计划承诺,将创建一个垂直的水培花园,涵括自动灌溉周期、作物养分输送、pH值监测和维护、温度监测和维护、空气循环控制,甚至是LED照明控制。实际上,RUFS由三个基于Arduino的子系统组成(可以称之为机器人),包括气候机器人、pH值机器人及水栖机器人。它们都将归于基于Linux的计算机上进行更复杂的数据分析,并为垂直农场主提供用户界面。

农场垂直发展解决粮食危机,打造智慧城市

图4:机器人城市农场系统:RUFS

收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

采用FPGA的LED点阵屏控制器系统设计

LED屏幕在现代信息化的社会里应用越来越广泛,而它的灵魂是其内部的控制器。
发表于 01-20 10:51 18次 阅读
采用FPGA的LED点阵屏控制器系统设计

国内外传感器发展历程与现状及我国传感器应如何发展

福布斯认为,当前,甚至今后几十年内,影响和改变着世界经济格局和人们生活方式的10大科技产品,传感器列....
的头像 工控头条 发表于 01-19 11:31 402次 阅读
国内外传感器发展历程与现状及我国传感器应如何发展

探究电机噪声的鉴别方法与控制

本文主要介绍了电机噪声鉴别方法并提出了一些控制电机噪声的措施,相信这对降低电机噪声、保证设备安全会产....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 01-19 10:15 206次 阅读
探究电机噪声的鉴别方法与控制

汉德霍尔将亮相IOTE 2019苏州物联网展

汉德霍尔将协助系统集成商、软件开发商等合作伙伴,提供及时和完善的技术支持,快速研发和集成符合客户需求....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 01-19 10:07 274次 阅读
汉德霍尔将亮相IOTE 2019苏州物联网展

电机的分类和工作原理及参数介绍

电机的主要作用是产生驱动转矩,作为用电器或各种机械的动力源。
的头像 工控网智造工程师 发表于 01-19 09:18 170次 阅读
电机的分类和工作原理及参数介绍

特斯拉电机技术大揭秘

马斯克又来中国了,这次他没在街头啃煎饼。新一年的马斯克笑容满面,经过半年紧张准备,特斯拉在中国的第一....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 01-19 08:45 243次 阅读
特斯拉电机技术大揭秘

PID控制简介及调节经验方法

开环控制系统是指被控对象的输出(被控制量)对控制器的输出没有影响。在这种控制系统中,不依赖将被控量反....
的头像 工控资料窝 发表于 01-18 17:20 216次 阅读
PID控制简介及调节经验方法

使用嵌入式AVR单片机进行核子秤配料自动控制系统的设计

重点讨论了基于一种新型单片机一AVR高速嵌人式单片机交流变频调速在核子秤配料自动控制系统中的应用,并....
发表于 01-18 17:01 40次 阅读
使用嵌入式AVR单片机进行核子秤配料自动控制系统的设计

智能家居是智慧城市的细胞 智慧城市助力智能家居提速发展

随着居民生活水平和消费能力的提高,新需求的增长以及信息化激发了人们对传统生活的改变,依托于物联网、无....
发表于 01-18 16:30 77次 阅读
智能家居是智慧城市的细胞 智慧城市助力智能家居提速发展

ATmega16低功耗8位CMOS微控制器的详细中文资料免费下载

ATmega16是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8 位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以....
发表于 01-18 16:23 29次 阅读
ATmega16低功耗8位CMOS微控制器的详细中文资料免费下载

星三角降压工作原理

星三角降压启动基本原理就是:启动时先用Y型接法电路,使得电机加载电压为220V,这样减少系统负荷防止....
的头像 发烧友学院 发表于 01-18 15:57 169次 阅读
星三角降压工作原理

输入与速度饱和的异构多智能体系统的一致性

针对由一阶与二阶智能体构成的异构多智能体系统具有输入和速度饱和特性,系统无法达到一致性的问题,构建了....
发表于 01-18 15:07 43次 阅读
输入与速度饱和的异构多智能体系统的一致性

如何使用PIC单片机为核心设计多路定时控制器

本文介绍将单片机用于多路定时控制器的设计.即电路结构、控制原理、软件设计发其应用.此控制器以单片机为....
发表于 01-18 13:51 40次 阅读
如何使用PIC单片机为核心设计多路定时控制器

如何进行软件定义网络中协同存储数据面快速转发

针对利用具备存储能力的网内节点进行协同存储需依据周边缓存状态快速转发数据包的问题,提出了一种数据面快....
发表于 01-18 11:20 25次 阅读
如何进行软件定义网络中协同存储数据面快速转发

中国移动雄安产业研究院5G+AI开启智慧城市

中国移动雄安产业研究院是首批入驻雄安新区的企业之一,是中国移动落实雄安新区千年大计、推动信息通信领域....
发表于 01-18 08:51 47次 阅读
中国移动雄安产业研究院5G+AI开启智慧城市

用于电机与驱动器中的隔离技术

机器中使用的电机大小不一,有的比手指还小,有的比卡车还大。 无论是在仪表上定位指示器,还是驱动机车,....
的头像 电子设计 发表于 01-18 08:15 176次 阅读
用于电机与驱动器中的隔离技术

采用STMicroelectronics器件实现符合Qi标准的无线充电系统设计

本文介绍了无线电源的工作原理、无线充电标准的作用以及与合规解决方案相关的设计挑战;然后介绍了 STM....
的头像 电子设计 发表于 01-18 08:06 171次 阅读
采用STMicroelectronics器件实现符合Qi标准的无线充电系统设计

如何使用梯形逻辑构建无线PLC与实现应用

虽然工业 IoT 正在快速发展,但传统可编程逻辑控制器 (PLC) 提供的定制灵活性和连接性,却无法....
的头像 电子设计 发表于 01-18 08:02 816次 阅读
如何使用梯形逻辑构建无线PLC与实现应用

STM8和STM32之间有些什么差异?STM8和STM32先学谁?

STM8S 和 STM32 器件具有嵌入式自举加载器,通过它可以使用板上串行接口(例如 UART)重....
的头像 嵌入式资讯精选 发表于 01-17 17:34 362次 阅读
STM8和STM32之间有些什么差异?STM8和STM32先学谁?

Calpod控制器连接到2个PNA-X?

你好,我正在看Calpod 85523A控制器,它可以控制4个没有分离器的calpods。 我想知道我是否可以连接2个PNA-X与同一个CalP...
发表于 01-17 15:34 23次 阅读
Calpod控制器连接到2个PNA-X?

国内两大人工智能产业协同平台落户南京

近日,中国人工智能学会会员服务中心江苏站(以下简称江苏站)和国家工业信息安全发展研究中心(以下简称中....
的头像 机器人技术与应用 发表于 01-17 15:13 205次 阅读
国内两大人工智能产业协同平台落户南京

请问stc做的四轴,遥控器控制不了电机转速是怎么回事

大佬们,我最近看了stc官网的四轴飞行器,stc8a8a64s4a12单片机做的,除了电机换了跟电源(官方11V多,我的7.4V,官方遥控器采用...
发表于 01-17 14:44 73次 阅读
请问stc做的四轴,遥控器控制不了电机转速是怎么回事

使用sim800中继PIC控制器中的问题

嗨,我的任务是在中继上,每当有来自发送者的消息,中继之后,应该有一个确认消息给发送者,中继被操作。没有确认消息,我的中继...
发表于 01-17 14:35 16次 阅读
使用sim800中继PIC控制器中的问题

Nike全球首发了一款科技感十足的篮球鞋

当双脚进入Adapt BB,内置的感应器会立刻根据双脚的模样,通过鞋身中隐藏的微小电机拉伸鞋带,既裹....
的头像 芯智讯 发表于 01-17 14:01 351次 阅读
Nike全球首发了一款科技感十足的篮球鞋

如何防止L298发热?

您好,我在运行电机L298N IC时正在使用L298NBut。电机规格如下: - 电压= 12V,失速电流= 50A,额定电流= 5A。能够 电...
发表于 01-17 13:55 42次 阅读
如何防止L298发热?

行业痛点和部署成本是物联网产业的主要影响因素

2018年12月12日,由中国信息通信研究院、上海市经济和信息化委员会、上海市信息化专家委员会指导,....
的头像 MEMS 发表于 01-17 13:48 349次 阅读
行业痛点和部署成本是物联网产业的主要影响因素

Ameya360车载空调控制模块解决方案

1、 前言 现代空调系统由制冷系统、供暖系统、通风和空气净化装置及控制系统组成。汽车空调控制器,属于一种汽车空调设备的控...
发表于 01-17 11:56 137次 阅读
Ameya360车载空调控制模块解决方案

探究硬中断和软中断的原理和区别

从本质上来讲,中断是一种电信号,当设备有某种事件发生时,它就会产生中断,通过总线把电信号发送给中断控....
的头像 MCU开发加油站 发表于 01-17 09:38 166次 阅读
探究硬中断和软中断的原理和区别

DM9000A带通用处理器接口的以太网控制器数据手册免费下载

DM9000A是一款完全集成的低引脚计数单芯片快速以太网控制器,具有通用处理器接口、10/100M ....
发表于 01-17 08:00 28次 阅读
DM9000A带通用处理器接口的以太网控制器数据手册免费下载

采用电源设计解决更高功率密度的问题

考虑电感容差。这些非线性元件根据平均电流,温度,开关频率及其年龄而变化。非铁氧体电感器在这里是臭名昭....
的头像 电子设计 发表于 01-17 07:50 380次 阅读
采用电源设计解决更高功率密度的问题

请问如何用串口工具来通信变频器?

新手求助。。 电脑通过232-485转换模块,然后用模块中的AB两线连接变频器中的AB两线(AB两线:标准的modbus通讯协议),变...
发表于 01-17 06:52 129次 阅读
请问如何用串口工具来通信变频器?

LIL9325 P4口只有8位了,但是TFT数据口有16个,怎么接线?

//============================================================= //写命令 //功能:写一个命令到 TFT 控制器。 //入口参...
发表于 01-17 00:49 102次 阅读
LIL9325 P4口只有8位了,但是TFT数据口有16个,怎么接线?

一文说清串级、比值、前馈-反馈、选择性、分程以及三冲量六种复杂控制系统

串级控制系统(Cascade Cont ro1System)是一种常用的复杂控制系统,它根据系统结构....
的头像 工控资料窝 发表于 01-16 17:34 246次 阅读
一文说清串级、比值、前馈-反馈、选择性、分程以及三冲量六种复杂控制系统

智慧城市三大应用场景 开启视频监控大数据时代

随着智能化产业的不断发展,视频监控以其直观、准确、及时和信息内容丰富而广泛应用于许多场合,尤其在安防....
发表于 01-16 17:26 244次 阅读
智慧城市三大应用场景 开启视频监控大数据时代

2019年南京开年首场人工智能重量级活动落地生态科技岛

中国工程院院士、中国人工智能学会理事长李德毅接受采访时表示,人工智能目前对大多数人来说是“有用但是不....
的头像 中国人工智能学会 发表于 01-16 16:45 383次 阅读
2019年南京开年首场人工智能重量级活动落地生态科技岛

专家讲述当前智慧交通发展新格局

在2019国家智能产业峰会的智慧交通平行论坛现场,关积珍、郭海峰、汪俊分别从新技术背景下的智能交通创....
的头像 智车科技 发表于 01-16 16:19 729次 阅读
专家讲述当前智慧交通发展新格局

物联网市场爆发式增长模式

随着越来越多的设备接入网络,并实现相互沟通,我们正在加速进入“万物互联”的时代。
的头像 人工智能学家 发表于 01-16 15:44 304次 阅读
物联网市场爆发式增长模式

《电机学》第七版:电机学经典教材

经典教材 分享
发表于 01-16 13:40 131次 阅读
《电机学》第七版:电机学经典教材

请教专业大神,戴森吸口滚轮电机不转,检测主板输出供电部分无电输出

请大家原谅。 我对电子是一无所知 。为解决我的问题无意中看到这专业的论坛。刚注册发文看能不能帮助解决问题。   ...
发表于 01-16 11:51 168次 阅读
请教专业大神,戴森吸口滚轮电机不转,检测主板输出供电部分无电输出

2018年汇吉递特在大数据平台、智慧城市和智能政府等行业全面开花

政府网站监测项目应政府网站普查而生,全面覆盖普查考核指标,严格贴合考核标准,3年多以来,为1000多....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 01-16 10:48 368次 阅读
2018年汇吉递特在大数据平台、智慧城市和智能政府等行业全面开花

智慧城市满足美好生活 数字化赋予城市新含义

城市作为多元且广阔的应用场景,正在被智能化改造着。
的头像 机器人创新生态 发表于 01-16 09:57 383次 阅读
智慧城市满足美好生活 数字化赋予城市新含义

安装电机为何用钳形电流表测量电流

用钳形电流表测量的是一相相线的实际电流,因为钳形电流表就相当于一个一次绕组开口的CT,一次检测的电流....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 01-16 08:39 184次 阅读
安装电机为何用钳形电流表测量电流

变频器频率调低会不会带不动电机

变频器本身输出的不是标准的正弦波,是把母线上的直流通过PWM斩波后,利用很多个脉冲方波来模拟的正弦波....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 01-16 08:37 212次 阅读
变频器频率调低会不会带不动电机

电动车的无刷电机控制器基本原理详细说明

电动车采用的电机分有刷电机和无刷电机两种,由于无刷电机具有噪声低、寿命长的特点,因而在电动车中获得比....
发表于 01-16 08:00 62次 阅读
电动车的无刷电机控制器基本原理详细说明

STSPIN32F0进行PMSM电机驱动能在芯片内部使用串行引导加载程序吗?

你好。我正在使用STSPIN32F0进行PMSM电机驱动。有没有办法在芯片内部使用串行引导加载程序? 以上来自于谷歌翻译 ...
发表于 01-16 06:59 24次 阅读
STSPIN32F0进行PMSM电机驱动能在芯片内部使用串行引导加载程序吗?

如何选择合适的单片机常用单片机介绍

单片微型计算机简称单片机,是典型的嵌入式微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系....
发表于 01-15 17:18 78次 阅读
如何选择合适的单片机常用单片机介绍

智慧城市用电安全存在隐患 大数据如何解决

随意拉根电线给电动车充电,用了多年的电热毯又拿出来“凑合用”,家里插座电线密如蛛网……这些生活场景并....
的头像 物联网智慧城市D1net 发表于 01-15 16:28 249次 阅读
智慧城市用电安全存在隐患 大数据如何解决

自动化与社会生活的详细资料说明

本文档的主要内容详细介绍的是自动化与社会生活的详细资料说明主要内容包括了:1.自动化技术在社会发展中....
发表于 01-15 14:45 42次 阅读
自动化与社会生活的详细资料说明

美团携配送无人机首次亮相CES

美团作为参展企业,在现场打造了一个“智慧城市”,通过实景搭建的城市、无人配送大屏、智慧餐厅等多个互动....
的头像 无人机网 发表于 01-15 14:02 293次 阅读
美团携配送无人机首次亮相CES

深度解析电机振动的原因与处理方法

电机在运行过程中常会发生振动,振动的产生会在一定程度上影响电机的正常运行。本文就电机振动的原因进行了....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 01-15 09:47 335次 阅读
深度解析电机振动的原因与处理方法

探究电机制造及电机线圈失效原因

当电机在不正常的工作状态下(包括电方面,机械方面和环境方面等)电机线圈的寿命会严重缩水。导致风机线圈....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 01-15 09:42 683次 阅读
探究电机制造及电机线圈失效原因

PCA82C251高速CAN收发器数据手册免费下载

PCA82C251是CAN协议控制器和物理总线之间的接口。该装置向总线提供差分传输能力,向CAN控制....
发表于 01-15 08:00 27次 阅读
PCA82C251高速CAN收发器数据手册免费下载

MCP2551高速CAN收发器的数据手册免费下载

MCP2551是一个可容错的高速CAN器件,可作为CAN 协议控制器和物理总线接口。 MCP2551....
发表于 01-15 08:00 27次 阅读
MCP2551高速CAN收发器的数据手册免费下载

HT45B0003和HT45B0005两线式高压收发器的数据手册免费下载

主机控制器系统控制多个联网子系统,如烟感器,水表,太阳能系统等。冗长的互连电缆的成本是主要因素。通过....
发表于 01-15 08:00 37次 阅读
HT45B0003和HT45B0005两线式高压收发器的数据手册免费下载

Arduino教程之USBtinyISP下载线使用说明

对使用Arduino控制器的FANS来说,拥有一款arduino 控制芯片的bootloader下载....
发表于 01-14 17:20 41次 阅读
Arduino教程之USBtinyISP下载线使用说明

目前绝大多数的工业机器人 仍然是以使用独立的专用控制器为主

工业机器人与通用机电设备的控制集成整合到一个自动化系统之中,对于制造企业来说会有很多显而易见的价值和....
发表于 01-14 14:23 75次 阅读
目前绝大多数的工业机器人 仍然是以使用独立的专用控制器为主

全球智慧城市市场规模报告:2018年全球智慧城市市场规模为3080亿美元

由于全球范围内自然灾害和恐怖袭击活动的不断增加,与公共安全相关的监管政策也在不断增加和推进实施中,再....
的头像 高工智能未来 发表于 01-14 13:45 444次 阅读
全球智慧城市市场规模报告:2018年全球智慧城市市场规模为3080亿美元

分析四大驱动照明市场的因素

文创灯光虽然是一个新生理念,未来市场无法估量,但是前景是可以预见的。
的头像 云知光照明微课堂 发表于 01-14 13:44 226次 阅读
分析四大驱动照明市场的因素

2018中国汽车电子行业白皮书免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是2018中国汽车电子行业白皮书免费下载主要内容包括了:一 绪论,二 传感....
发表于 01-14 08:00 79次 阅读
2018中国汽车电子行业白皮书免费下载

美团展示无人配送城市大脑技术

美团带来的智慧城市吸引了来自全世界不同国家的观众驻足拍照,并在现场热情体验,其中“魔袋”区的人脸取餐....
的头像 MEMS 发表于 01-13 10:29 894次 阅读
美团展示无人配送城市大脑技术