論文の概要: LoRa Communication for Agriculture 4.0: Opportunities, Challenges, and Future Directions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.11200v1
- Date: Tue, 17 Sep 2024 13:55:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-18 16:35:30.168406
- Title: LoRa Communication for Agriculture 4.0: Opportunities, Challenges, and Future Directions
- Title（参考訳）: LoRa Communication for Agriculture 4.0:オポチュニティ、課題、今後の方向性
- Authors: Lameya Aldhaheri, Noor Alshehhi, Irfana Ilyas Jameela Manzil, Ruhul Amin Khalil, Shumaila Javaid, Nasir Saeed, Mohamed-Slim Alouini,
- Abstract要約: スマート農業の新興分野は、IoT(Internet of Things)を活用して農業プラクティスに革命をもたらす。
本稿では,農業用IoTシステムにおける長距離無線通信の鍵となるLong Range(LoRa)技術の転換可能性について検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 40.08908132533476
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: 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.
- Abstract（参考訳）: スマート農業の新興分野は、IoT(Internet of Things)を活用して農業プラクティスに革命をもたらす。
本稿では,農業用IoTシステムにおける長距離無線通信の鍵となるLong Range(LoRa)技術の転換可能性について検討する。
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の展望と課題に焦点を当てた研究のギャップを特定する。
我々は,LoRaを基盤とした農業ネットワークの詳細,ネットワークアーキテクチャの設計,農業環境に合わせた物理層(PHY)の考察,土壌特性を考慮した水路モデリング技術について検討した。
さらに,大規模農業景観におけるネットワーク網の拡充とデータ伝達の最適化という課題に対処する中継・ルーティング機構について検討した。
現実的な側面に移行して,センサ配置戦略とエネルギー管理技術について議論し,実世界の展開に対する洞察を提供する。
LoRaと農業用IoTアプリケーションで使用されている他の無線通信技術の比較分析は、この文脈におけるその強みと弱点を強調している。
さらに,LoRaをベースとした農業4.0の可能性を活用するための今後の研究の方向性について概説する。
これには、多様な農業環境のため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といった新興センサー技術の統合、オンデバイス人工知能(AI)モデル、持続可能なソリューションなどが含まれる。
この調査は、研究者、技術者、実践者がLoRa技術を使ってスマート農業の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る。
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