The world population is anticipated to increase by close to 2 billion by 2050 causing a rapid escalation of food demand. A recent projection shows that the world is lagging behind accomplishing the "Zero Hunger" goal, in spite of some advancements. Socio-economic and well being fallout will affect the food security. Vulnerable groups of people will suffer malnutrition. To cater to the needs of the increasing population, the agricultural industry needs to be modernized, become smart, and automated. Traditional agriculture can be remade to efficient, sustainable, eco-friendly smart agriculture by adopting existing technologies. In this survey paper the authors present the applications, technological trends, available datasets, networking options, and challenges in smart agriculture. How Agro Cyber Physical Systems are built upon the Internet-of-Agro-Things is discussed through various application fields. Agriculture 4.0 is also discussed as a whole. We focus on the technologies, such as Artificial Intelligence (AI) and Machine Learning (ML) which support the automation, along with the Distributed Ledger Technology (DLT) which provides data integrity and security. After an in-depth study of different architectures, we also present a smart agriculture framework which relies on the location of data processing. We have divided open research problems of smart agriculture as future research work in two groups - from a technological perspective and from a networking perspective. AI, ML, the blockchain as a DLT, and Physical Unclonable Functions (PUF) based hardware security fall under the technology group, whereas any network related attacks, fake data injection and similar threats fall under the network research problem group.

Bản dịch tiếng Việt:

Dân số thế giới được dự đoán sẽ tăng gần 2 tỷ người vào năm 2050, khiến nhu cầu lương thực tăng nhanh. Một dự báo gần đây cho thấy thế giới đang tụt hậu so với việc hoàn thành mục tiêu "Không còn nạn đói", bất chấp một số tiến bộ. Suy thoái kinh tế xã hội và phúc lợi sẽ ảnh hưởng đến an ninh lương thực. Nhóm người dễ bị tổn thương sẽ bị suy dinh dưỡng. Để phục vụ nhu cầu của dân số ngày càng tăng, ngành nông nghiệp cần phải được hiện đại hóa, trở nên thông minh và tự động hóa. Nông nghiệp truyền thống có thể được chuyển đổi thành nông nghiệp thông minh hiệu quả, bền vững, thân thiện với môi trường bằng cách áp dụng các công nghệ hiện có. Trong bài khảo sát này, các tác giả trình bày các ứng dụng, xu hướng công nghệ, bộ dữ liệu sẵn có, các tùy chọn kết nối mạng và những thách thức trong nông nghiệp thông minh. Cách các Hệ thống Vật lý Mạng Nông nghiệp được xây dựng dựa trên Internet-of-Agro-Things được thảo luận thông qua các lĩnh vực ứng dụng khác nhau. Nông nghiệp 4.0 cũng được thảo luận tổng thể. Chúng tôi tập trung vào các công nghệ như Trí tuệ nhân tạo (AI) và Học máy (ML) hỗ trợ tự động hóa, cùng với Công nghệ sổ cái phân tán (DLT) cung cấp tính toàn vẹn và bảo mật dữ liệu. Sau khi nghiên cứu chuyên sâu về các kiến ​​trúc khác nhau, chúng tôi cũng trình bày một khuôn khổ nông nghiệp thông minh dựa trên vị trí xử lý dữ liệu. Chúng tôi đã chia các vấn đề nghiên cứu mở về nông nghiệp thông minh thành công việc nghiên cứu trong tương lai thành hai nhóm - từ góc độ công nghệ và từ góc độ mạng lưới. Bảo mật phần cứng dựa trên AI, ML, blockchain dưới dạng DLT và Chức năng không thể sao chép vật lý (PUF) thuộc nhóm công nghệ, trong khi mọi cuộc tấn công liên quan đến mạng, tiêm dữ liệu giả mạo và các mối đe dọa tương tự đều thuộc nhóm vấn đề nghiên cứu mạng.

Document Ready

Click below to load the full PDF document natively.