Entwicklung von mobilen Anwendungsplattformen und IoT-Technologie in der Landwirtschaft

Das Internet der Dinge (IoT) wächst derzeit weltweit rasant. Laut einer Studie des Marktforschungsunternehmens Statista gab es Ende 2020 schätzungsweise 20 Milliarden IoT-Geräte weltweit, und jede Sekunde werden 127 weitere Geräte mit dem Internet verbunden. Statista prognostiziert, dass die Zahl der weltweit mit dem Internet verbundenen Geräte bis 2025 auf bis zu 75 Milliarden steigen wird.

Diese Tatsache inspirierte die Autorengruppe um Huynh Quy Khang, Nguyen Dai Nghia, Tu Huu Duc, Duong Nhat Duy und Duong Nhat Truong zur Entwicklung einer offenen Integrationsplattform namens „Smart Garden Management Integration Model“. „Neu ist, dass die Gruppe eine Lösung zur Organisation und Speicherung von Informationen verschiedener Sensortypen vorgeschlagen hat. Die Daten werden gemäß dem SensorThings-Standard (OGC-Standard) gespeichert. Das Datenübertragungsprotokoll zwischen Sensoren und mobilen Anwendungen wurde für den realen Einsatz optimiert. LoRa- und WLAN-Datenübertragungsprotokolle wurden kombiniert, um die Datenübertragung zu optimieren. Die mobile Softwarearchitektur vereint reaktive und imperative Programmierstile“, erklärte Nguyen Dai Nghia, Vertreter der Autorengruppe.

Nguyen Dai Nghia erläuterte die SensorThings API (OGC-Standard): „Sensing“ stellt Standards für die Verwaltung und den Abruf von Umgebungsparametern und Sensorinformationen aus IoT-Systemen bereit, während Tasking die Bereitstellung von Arbeitsplänen für Aktoren übernimmt. Die OGC SensorThings API bietet Vorteile wie: die Entwicklung neuer, hochwertiger Dienste mit geringeren Entwicklungskosten und größerer Reichweite; die Reduzierung von Risiken, Zeitaufwand und Kosten im gesamten Designzyklus von IoT-Produkten sowie die Vereinfachung der Verbindungen zwischen Geräten und Anwendungen.“

Über LoRa- und WLAN-Funknetzwerke: WLAN (Wireless Fidelity) ist eine Familie von Funknetzwerkprotokollen, basierend auf den IEEE-802.11-Standards. Es wird häufig zur Verbindung von Geräten in lokalen Netzwerken und zum Internetzugang verwendet und ermöglicht den Datenaustausch zwischen Geräten in der Nähe über Funkwellen. Der Nachteil dieser Technologie liegt jedoch im hohen Energieverbrauch, der maximalen Reichweite von nur 100 m und der sinkenden Bandbreite bei vielen gleichzeitig zugreifenden Geräten. LoRa ist die Abkürzung für „Long Range“ (Langstrecke). Es handelt sich um eine Funktechnologie für Low-Power Wide Area Networks (LPWAN). Der Vorteil dieser Technologie besteht darin, dass sie Daten in städtischen Gebieten bis zu 5 km und in ländlichen Gebieten 10 bis 15 km weit übertragen kann. Die Übertragungskapazität ist jedoch gering, und ein direkter Internetzugang ist nicht möglich.

Die kombinierte Nutzung von LoRa- und WLAN-Technologie zielt darauf ab, die Vorteile beider Technologien zu fördern und gleichzeitig deren Nachteile zu überwinden. Es soll ein Kommunikationssystem mit folgenden Eigenschaften geschaffen werden: Große Reichweite (

Durch die mobile Anwendung entsteht ein umfassendes IoT-System. Das Hardware-System nutzt Sensoren verschiedenster Art. Insbesondere wird die Entwicklung mobiler Anwendungsplattformen und IoT-Technologien in der Landwirtschaft im Zeitalter 4.0 gefördert. So können Anwender ihre Gärten wissenschaftlich bewirtschaften und eine höhere Wirtschaftlichkeit erzielen.

Die Arbeit „Vorschlag für ein integriertes Modell zur intelligenten Gartenverwaltung gemäß den SensorThings-API-Standards und der LoRa-Technologie“ der Autorengruppe der Universität Can Tho wurde auf der 2. Globalen Konferenz junger vietnamesischer Wissenschaftler als einer der vier besten Beiträge ausgezeichnet. Die Konferenz hat innerhalb von nur sechs Monaten nach ihrem Start zahlreiche Studierende, junge Dozenten und Doktoranden aus 16 Provinzen, Städten und fünf Ländern weltweit angezogen und 431 Themen behandelt (über 100 Beiträge mehr als auf der ersten Konferenz). Davon entfallen 109 Themen auf die Bereiche Wirtschaft und Finanzen, 230 auf die Bereiche Sozial- und Geisteswissenschaften und 92 auf die Bereiche Wissenschaft und Technologie.

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