Large scale monitoring systems, enabled by the emergence of networked embedded sensing devices, offer the opportunity of fine grained online spatio-temporal collection, communication and analysis of physical parameters. Various applications have been proposed and validated so far for environmental monitoring, security and industrial control systems. One particular application domain has been shown suitable for the requirements of precision agriculture where such systems can improve yields, increase efficiency and reduce input usage. We present a data analysis and processing approach for distributed monitoring of crops and soil where hierarchical aggregation and modelling primitives contribute to the robustness of the network by alleviating communication bottlenecks and reducing the energy required for redundant data transmissions. The focus is on leveraging the fog computing paradigm to exploit local node computing resources and generate events towards upper decision systems. Key metrics are reported which highlight the improvements achieved. A case study is carried out on real field data for crop and soil monitoring with outlook on operational and implementation constraints.

Bản dịch tiếng Việt:

Các hệ thống giám sát quy mô lớn, được hỗ trợ bởi sự xuất hiện của các thiết bị cảm biến nhúng được nối mạng, mang đến cơ hội thu thập, truyền thông và phân tích các thông số vật lý trực tuyến chi tiết. Cho đến nay, nhiều ứng dụng khác nhau đã được đề xuất và xác nhận cho các hệ thống giám sát môi trường, an ninh và kiểm soát công nghiệp. Một miền ứng dụng cụ thể đã được chứng minh là phù hợp với yêu cầu của nông nghiệp chính xác, nơi các hệ thống như vậy có thể cải thiện năng suất, tăng hiệu quả và giảm mức sử dụng đầu vào. Chúng tôi trình bày một phương pháp phân tích và xử lý dữ liệu để giám sát phân tán cây trồng và đất, trong đó các mô hình nguyên thủy và tổng hợp phân cấp góp phần vào sự mạnh mẽ của mạng bằng cách giảm bớt tắc nghẽn truyền thông và giảm năng lượng cần thiết cho việc truyền dữ liệu dư thừa. Trọng tâm là tận dụng mô hình điện toán sương mù để khai thác tài nguyên điện toán nút cục bộ và tạo ra các sự kiện hướng tới các hệ thống có quyết định cao hơn. Các số liệu chính được báo cáo làm nổi bật những cải tiến đạt được. Một nghiên cứu điển hình được thực hiện trên dữ liệu thực địa để giám sát cây trồng và đất với quan điểm về những hạn chế trong vận hành và thực hiện.

Document Ready

Click below to load the full PDF document natively.