为了满足不断增长的人口和不断增长的食品需求，农民和农业公司正在转向物联网(IoT)进行分析和提高生产能力。农业技术创新并不是什么新鲜事。几百年前，手持工具是标准的，然后工业革命带来了轧棉机。19世纪出现了谷物升降机、化肥和第一台燃气拖拉机。快进到20世纪后期，农民开始使用卫星来规划他们的工作。1
物联网将把农业的未来推向一个新的高度。智能农业在农民中已经很普遍，由于农业无人机、传感器、监控和数据采集(SCADA)以及远程警报通知系统，高科技农场正在成为标准。
三英里峡谷农场
位于俄勒冈州哥伦比亚盆地的Threemile Canyon Farms LLC成立于1998年，其愿景是在生产力和可持续性的交汇处创建现代农业运营。Threemile的农业运营建立在可持续农业的闭环系统上，该系统通过将有机废物重新放入土壤中进行利用来回收有机废物，从而几乎没有浪费，同时增加了成本节约。
在363个麦田怪圈中种植十几种不同的水果和蔬菜，每个怪圈平均占地120英亩，这不是一项简单的任务。这些作物有不同的灌溉和施肥方案，有机作物需要更专门的方案。这个农场占地约140平方英里，占地超过3万英亩的灌溉农田，是高科技农业的典范。
中心支点灌溉
中心枢纽灌溉，比垄沟灌溉效率提高10%至20%2是如何浇灌和施肥。灌溉管道由安装在轮式塔上的桁架支撑，这些桁架利用自己的动力在田地里绕圈。每个支点都安装了一个定制的洒水器包，用于在现场喷洒特定数量的水。可变速率灌溉技术也被用于根据作物的情况打开或关闭特定的洒水器。
通常情况下，一条主管道连接到一个集群(其中有2到4个支点)，并带有一个储罐头。枢轴管道离开这个位置，到中心枢轴。这些集群包含所有的电气，控制电线，水阀和集群压力。这个中心点是枢轴控制面板和网络通信设备的位置。
三英里的灌溉系统
水、肥料、化学物质、速度、方向、持续时间和可变速率都可以控制——包括不同的组合，比如以100%的容量以50度角运行，然后减速到20%，然后再次加速——并在面板中编程以保持作物处于最佳状态。此外，在末端塔上有GPS，因此团队可以在任何给定的时间准确地知道一个枢轴在麦田圈上的位置。
Threemile的灌溉技术和管理系统提高了作物生产的成本效益，减少了土壤侵蚀，减少了能源需求(包括帮助降低其年度能源账单)，同时提高和维持了作物生产、环境和水资源利用效率。这一过程可以提高作物产量和产量，并节省成本。作为一个负责任的土地和资源管理者，Threemile认为不过度施肥和浇水很重要。
三英里农场的信息技术(IT)和自动化系统经理马克·阿什比(Mark Ashby)负责监督农场的控制系统和复杂网络，以确保作物、灌溉和化肥系统得到持续监控。
增加技术
这项技术已经发展了十多年。阿什比和他的团队首先实现了一个大型无线网络，作为更好、更可靠的系统的基础，使他们能够控制作物的维护到最小的细节。为了进一步提高可靠性和控制，泵站安装了升级的可编程逻辑控制器(plc)，并安装了中压变频驱动器(vfd)，以将电机/泵的速度控制在0到100%之间。
这现在包括200多个plc，一个140平方英里的无线保护伞，25个通信塔，各种光纤/cat5/cat6网络连接和千兆空气光纤连接所有系统。
网络服务器的体系结构是一个集成了远程告警通知软件的SCADA系统。网络服务器监控农场的情况，并报告和收集任何变化的数据。这些信息存储在历史数据库中，用于挖掘，并提供分析以供审查。
监控系统
该网络通过连接到集群的管道监测水压，然后为每个枢轴输送水。通过压力传感器对集群进行监测。除了监测压力和流量外，该团队还观察了许多其他组件。例如，在河边的车站
从哥伦比亚河抽出的水使用1500马力(hp)和1250马力的泵，河流和增压站的高压停机技术也需要监控。BETVICTOR体育官网
在夏季的几个月里，每分钟泵送的水量高达20万加仑，任何与正常水平的偏差都可能导致毁灭性的后果，包括昂贵的机器维修和作物受损。
报警通知
当事情没有正常运行时，警报通知会通过短信或电子邮件发出，让Ashby和他的团队进行干预并纠正情况。
“我不能只依靠坐在控制台上的人注意到一切。例如，当我们被警告可能出现问题时，拉起泵/电机要比在路上燃烧时容易得多;特别是当一个重建的发动机成本高达5万美元时，”Ashby说。
除了预测潜在的问题，由于一切都是相互关联的，当某些东西不工作时，警报是至关重要的。如果来自河流站的72英寸管道中的一条关闭，每分钟泵送10,000至15,000加仑水的多个泵将停止工作，使作物容易受到伤害，并引发安全问题。BETVICTOR体育官网
拥有回溯和比较过去数据的能力，以了解此类事件发生的原因，可以帮助用户预防未来的问题。Threemile在泵和电机方面投入了大量资金，每台泵和电机的投资超过20万美元。BETVICTOR体育官网确保它们的正确运行对农场的运营和底线至关重要。
参考文献
Andrew Meola，“2020年的智能农业:物联网传感器如何创造更高效的精准农业产业”，商业内幕，2021年2月2日。
ucanr.edu/blogs/blogcore/postdetail.cfm?postnum=1382(2022年3月23日访问)。