CAREER: LoRa Enabled Space-air-ground Integrated Networks for Next-Generation Agricultural IoT
职业生涯:LoRa 支持下一代农业物联网的天地一体化网络
基本信息
- 批准号:2338976
- 负责人:
- 金额:$ 50万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Continuing Grant
- 财政年份:2024
- 资助国家:美国
- 起止时间:2024-05-01 至 2029-04-30
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The Internet-of-Things (IoT) paradigm will assume a pivotal role in future precision agriculture, concentrating on enhancing crop yield and reducing management expenses. Specifically, agricultural IoT acts as a conduit between traditional weather-dependent agricultural decision-making and data-driven computational intelligence by facilitating cost-effective and energy-efficient data collection in outdoor environments. Long Range, or LoRa, emerges as a wide-area IoT framework poised to empower agricultural IoT. Nonetheless, deploying LoRa for next-generation agricultural IoT encounters obstacles due to the varied deployment settings, limited power resources, and absence of connectivity infrastructure in rural locales. This project endeavors to lay the groundwork for a space-air-ground integrated agricultural IoT design. The research endeavors to establish a novel LoRa-based network architecture to foster a reliable, sustainable, and ubiquitous agricultural IoT network. The project promises to furnish granular field data to propel advancements in irrigation, disease mitigation, and climate management. Furthermore, it furnishes educational materials on agricultural IoT development for undergraduate and graduate studies. Additionally, it provides research training opportunities for underrepresented students across diverse demographics.To achieve its objectives, the project develops a new framework for cross-soil, ultra-low-energy, and large-scale IoT deployment in agricultural settings, with the overarching aim of establishing a reliable, sustainable, and ubiquitous IoT infrastructure for precision agriculture. The project encompasses three primary components: (i) Design of novel antenna configurations to bolster the reliability of cross-soil communication for subterranean sensors. (ii) The development of battery-free, high-throughput backscatter LoRa tags and the utilization of drones as mobile power sources to mitigate energy consumption at sensor nodes. (iii) Development of an alternative backhaul for LoRa gateways in rural regions that leverage the global coverage capability of Low-Earth-Orbit satellites to. Through collaboration with academic and industrial partners, this project explores diverse applications of the proposed agricultural IoT, including irrigation systems, water quality management, disease control, and greenhouse gas reduction. The research outcomes, source code, and datasets generated throughout the project are openly shared with the research community to foster further exploration and advancement.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
The Internet(IoT)范式将在未来的精确农业中扮演关键的作用,专注于提高农作物产量并降低管理费用。具体而言,农业物联网通过促进室外环境中的具有成本效益和节能的数据收集,是传统依赖天气的农业决策与数据驱动的计算智能之间的渠道。远距离或洛拉(Lora)是一个旨在增强农业物联网权力的大区域物联网框架。尽管如此,由于各种部署设置,有限的电力资源以及农村地区的连接基础设施的缺乏,部署LORA进行下一代农业IoT遇到了障碍。该项目努力为太空空间集成的农业物联网设计奠定基础。这项研究努力建立一种新颖的基于洛拉的网络体系结构,以促进一个可靠,可持续和无处不在的农业物联网网络。该项目有望提供颗粒状的现场数据,以推动灌溉,减轻疾病和气候管理方面的进步。此外,它提供了有关本科和研究生研究的农业物联网发展的教育材料。此外,它为各种各样的人口统计学的学生提供了研究培训机会。为了实现其目标,该项目为跨土壤,超低能量和大规模的物联网部署开发了一个新的框架,并在农业环境中部署了一项框架,以确立可靠的可靠,可持续和ubiquitous Infrascruct的总体目的,以确立可靠的目的。该项目包括三个主要组成部分:(i)新型天线构型的设计,以增强地下传感器跨土壤通信的可靠性。 (ii)开发无电池,高通量反向散射标签的开发,并利用无人机作为移动电源来减轻传感器节点的能源消耗。 (iii)开发农村地区洛拉门户的替代回程,该回程利用了低地球 - 轨卫星的全球覆盖能力。通过与学术和工业伙伴的合作,该项目探讨了拟议的农业物联网的各种应用,包括灌溉系统,水质管理,疾病控制和减少温室气体。在整个项目中生成的研究成果,源代码和数据集公开与研究社区共享,以促进进一步的探索和进步。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为是通过基金会的智力优点和更广泛的影响来通过评估来获得支持的。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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