要約
スマート農業という新興分野は、モノのインターネット (IoT) を活用して農業実践に革命をもたらします。
この論文では、農業 IoT システムの長距離無線通信を可能にする重要な要素として、Long Range (LoRa) テクノロジーの変革の可能性を調査します。
既存の文献をレビューすることで、スマート農業におけるコミュニケーションの観点から、LoRa の展望と課題に特に焦点を当てた研究のギャップを特定します。
LoRa ベースの農業ネットワークの詳細を掘り下げ、ネットワーク アーキテクチャ設計、農業環境に合わせた物理層 (PHY) の考慮事項、土壌特性を考慮したチャネル モデリング技術を取り上げます。
この論文では、広大な農業環境におけるネットワーク カバレッジの拡大とデータ送信の最適化という課題に対処する中継およびルーティングのメカニズムについてさらに検討します。
実践的な側面に移り、センサーの導入戦略とエネルギー管理技術について説明し、現実世界の導入に関する洞察を提供します。
LoRa と農業 IoT アプリケーションで採用されている他の無線通信技術との比較分析により、この状況におけるその長所と短所が浮き彫りになります。
さらに、この論文では、LoRa ベースの農業 4.0 の可能性を活用するための将来の研究の方向性について概説しています。
これには、多様な農業環境向けのチャネル モデリングの進歩、新しい中継ルーティング アルゴリズム、ハイパースペクトル イメージングやドローンベースのセンシングなどの新興センサー技術の統合、オンデバイスの人工知能 (AI) モデル、持続可能なソリューションが含まれます。
この調査は、研究者、技術者、実践者が LoRa テクノロジーを使用したスマート農業イニシアチブを理解し、実装し、推進するためのガイドとなります。
要約(オリジナル)
The emerging field of smart agriculture leverages the Internet of Things (IoT) to revolutionize farming practices. This paper investigates the transformative potential of Long Range (LoRa) technology as a key enabler of long-range wireless communication for agricultural IoT systems. By reviewing existing literature, we identify a gap in research specifically focused on LoRa’s prospects and challenges from a communication perspective in smart agriculture. We delve into the details of LoRa-based agricultural networks, covering network architecture design, Physical Layer (PHY) considerations tailored to the agricultural environment, and channel modeling techniques that account for soil characteristics. The paper further explores relaying and routing mechanisms that address the challenges of extending network coverage and optimizing data transmission in vast agricultural landscapes. Transitioning to practical aspects, we discuss sensor deployment strategies and energy management techniques, offering insights for real-world deployments. A comparative analysis of LoRa with other wireless communication technologies employed in agricultural IoT applications highlights its strengths and weaknesses in this context. Furthermore, the paper outlines several future research directions to leverage the potential of LoRa-based agriculture 4.0. These include advancements in channel modeling for diverse farming environments, novel relay routing algorithms, integrating emerging sensor technologies like hyper-spectral imaging and drone-based sensing, on-device Artificial Intelligence (AI) models, and sustainable solutions. This survey can guide researchers, technologists, and practitioners to understand, implement, and propel smart agriculture initiatives using LoRa technology.
arxiv情報
| 著者 | Lameya Aldhaheri,Noor Alshehhi,Irfana Ilyas Jameela Manzil,Ruhul Amin Khalil,Shumaila Javaid,Nasir Saeed,Mohamed-Slim Alouini |
| 発行日 | 2024-09-17 13:55:44+00:00 |
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