對于菊島邦夫—Vineyard Kikushima 而言，Raspberry Pi 生態(tài)系統(tǒng)提供了支持和信息，通過基于溫度和濕度監(jiān)測的有針對性的最低限度殺蟲劑方案，來提高葡萄的健康產(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，他改行開始經(jīng)營葡萄園，并樂在其中，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，他感覺到了商機。為自己和自己的葡萄酒揚名立萬的一個途徑是投資和擴張，但菊島更看重的是質(zhì)量，而不是與知名葡萄酒品牌競爭。對他來說，負責任的生產(chǎn)方式也很重要，他熱衷于盡量減少殺蟲劑和其他化學品的使用。

早在 2020 年項目開始時，他就告訴樹莓派雜志 MagPi，他的目標是 “盡可能不使用任何農(nóng)業(yè)化學品，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小葡萄園。

挑戰(zhàn)

勝沼地區(qū)氣候炎熱，濕度大，容易招來大量害蟲，進而侵害葡萄樹或傳播疾病。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的威脅，同時又不損害葡萄酒的口味和質(zhì)量。

更具體地說，他需要一種精確使用農(nóng)用化學品和殺蟲劑的方法，只有在天氣條件理想時才使用這些化學品和殺蟲劑，從而最大限度地發(fā)揮它們的功效。另一個挑戰(zhàn)是從田間向菊島的辦公室傳遞信息，為此需要太陽能和無線連接?！八忉屨f："我想通過收集定期自動測量的溫度和濕度數(shù)據(jù)來檢查高濕度的時間?！拔蚁胪ㄟ^網(wǎng)絡(luò)實時檢查這些數(shù)據(jù)，因為田地分散，離我的辦公室很遠"。

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

解決方案

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

在他們的幫助下，菊島利用 35 美元的 Raspberry Pi 3B+ 計算機開發(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)每隔一小時通過 3G 無線發(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)可視化平臺上以圖表形式顯示，供進一步分析。它還會實時顯示在 Twitter 上，因此可以在任何地點輕松監(jiān)控和訪問。

當菊島開始實施葡萄園監(jiān)控項目時，他還沒有掌握任何編程技巧。他通過觀察和模仿其他 Raspberry Pi 用戶，學會了組裝一切所需的知識，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，類似的溫度和濕度測量裝置可以應用于其他農(nóng)業(yè)場景。菊島熱衷于在他所謂的 “Hinno ”物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中使用太陽能，日語中的 “Hinno ”表明這是一種簡單的農(nóng)民葡萄栽培方法，因為太陽能還可以用來為電柵欄供電，防止動物靠近作物。作為一個經(jīng)濟條件一般的農(nóng)民，把成本降到最低是一個重要因素。

為什么選擇Raspberry Pi？

當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)如何實現(xiàn)溫度監(jiān)測和濕度測試的豐富信息又讓他感到放心。他對能夠簡單搜索如何使用 Raspberry Pi 實現(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際結(jié)果的現(xiàn)場版。

結(jié)果

菊島從試驗階段開始，包括實地測試和預留的系統(tǒng)開發(fā)設(shè)置。包括太陽能設(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，總成本將達到 50,000 至 60,000 日元（約合 375 至 450 英鎊，或 460 至 550 美元）。

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

他很快就報告說，他 “很享受建立試用系統(tǒng)的過程，并對目前的進展情況感到滿意，以至于我們打算將該系統(tǒng)推廣到其他三個葡萄園”。他還增加了新的功能，例如在溫度或濕度超過某個閾值時設(shè)置警報，以及計算累積溫度，以便更好地預防病蟲害。

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)加入進來，菊島邦夫確信該系統(tǒng)有助于他們的葡萄栽培。

自從菊島開始使用樹莓派（Raspberry Pi）監(jiān)控作物后，他就能在最佳時間施用殺蟲劑。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：“我可以用樹莓派釀造出美味的葡萄酒”。