مقاله انگلیسی مقایسه و چالش های تحقیق پروتکل های کاربردی اینترنت اشیا برای کشاورزی هوشمند (2020 الزویر)

دوران کشاورزی هوشمند از قبل آغاز شده است و انتظار می رود پیامدهای اجتماعی و زیست محیطی آن بسیار زیاد باشد. در این زمینه ، فناوری اینترنت اشیاء (IoT) به اصلی ترین مسیر پیش روی شیوه های نوین کشاورزی تبدیل شده است. توانایی بی سابقه ای برای جمع آوری و مدیریت داده های ارائه شده توسط IoT بر اساس چندین عامل معماری و فناوری شبکه ارتباطی اساسی است که یکی از مهمترین آنها پروتکل سطح برنامه است که در بین گره ها ، دروازه ها و سرورهای برنامه کاربردی استفاده می شود. این کار یک بررسی به روز از تلاشهای تحقیق در مورد پروتکل های لایه کاربرد IoT ، با تمرکز بر ویژگی های اصلی آنها ، عملکرد آنها و همچنین استفاده اخیر آنها در برنامه های کشاورزی ارائه می دهد. علاوه بر این ، از نظر شاخصهای مهم عملکردی و نظرات در مورد مناسب بودن آنها در چارچوب مزرعه هوشمند و همچنین چالش های مربوطه که باید در جهت اجرای کارآمد آنها با آن روبرو شوید ، مقایسه ای را بین آنها ارائه می دهد.

1. مقدمه

فن آوری های در حال ظهور اینترنت اشیا (IoT) پتانسیل بسیار خوبی برای راه حل های جدید و توسعه برنامه های هوشمندانه تر ارائه می دهد که می تواند تمام جنبه های بخش کشاورزی را بهبود بخشد. جمع آوری داده ها به دلیل پیشرفت های اخیر شبکه های ارتباطی و پروتکل ها ، به طور عمده در لایه های پایین ، یعنی لایه های فیزیکی ، پیوند و شبکه ، در طی یک دهه گذشته آسانتر شده است. با این حال ، علاوه بر این ، پروتکل های لایه بالایی از اهمیت عمده ای برای جمع آوری و به اشتراک گذاری داده های کارآمد برخوردار هستند. در زمینه IoT ، پروتکل های لایه برنامه عمدتا به قسمت پایین لایه برنامه مدل پشته TCP / IP مربوط می شوند که مطابق با لایه جلسه OSI است و آنها معمولاً به عنوان پروتکل های پیام رسانی نیز یاد می شوند. دو دسته اصلی پروتکل هایی هستند که از مدل درخواست / پاسخ پیروی می کنند و مواردی که از مدل انتشار / اشتراک پیروی می کنند. آنها می توانند فقط در بخش هایی از معماری ارتباطات IoT یا در کل آن استفاده شوند ، به این معنی که در حالی که می توان از پروتکل برنامه IoT برای برقراری ارتباط بین دستگاه های IoT و یک دروازه IoT استفاده کرد ، پروتکل های دیگری نیز ممکن است بین دروازه و ابر یا ابر و کاربر نهایی. به طور مشابه با تمام چارچوب های برنامه IoT ، برنامه های کاربردی کشاورزی هوشمند بر اساس پروتکل های لایه برنامه IoT برای انتقال داده ها است. اگرچه ، ماهیت و تنوع برنامه های کاربردی کشاورزی IoT که طیف گسترده ای از نیازها را هم در نوع داده و هم در محیط هایی که دستگاه های IoT در آن نصب شده اند ، چالش های اساسی مربوط به حجم ، تنوع ، صحت و سرعت داده ها را ایجاد می کند.

توجه؛ (این ترجمه توسط نرم افزار انجام شده و ویرایش نشده است و احتمال وجود اشتباه در آن وجود دارد. در صورت ثبت سفارش، ترجمه توسط مترجمین مجرب انجام خواهد شد. برای مشاهده نمونه ترجمه های تخصصی و اخیر مترجمین جهت اطمینان از کیفیت ترجمه، اینجا کلیک نمایید.)

Abstract

Smart farming era has already begun and its societal and environmental implications are expected to be huge. In this context, the Internet of Things (IoT) technologies have become the major path forward towards novel farming practices. The unprecedented capability of data collection and management offered by IoT is based on several factors of the underlying communication network architecture and technology, one of the most important being the application level protocol that is used among IoT nodes, gateways, and application servers. This work offers an up-to-date survey of research efforts on the IoT application layer protocols, focusing on their basic characteristics, their performance as well as their recent use in agricultural applications. Furthermore, it provides a comparison among them, in terms of well-accepted key performance indicators and comments on their suitability in the framework of smart farming as well as the corresponding challenges that have to be faced towards their efficient implementation.

1.Introduction

Emerging Internet of Things (IoT) technologies offer a great potential for novel solutions and smarter application development that can improve all aspects of the agricultural sector. Data collection has been made easier during the last decade due to recent advances of communication networks and protocols, mainly on the lower layers, i.e., the physical, link and network layers. However, in addition to these, the upper layer protocols are of major importance for efficient data collection and sharing. In the context of IoT, application layer protocols mainly refer to the lower part of the TCP/IP stack model’s application layer that corresponds to the OSI session layer and they are also commonly referred as messaging protocols. The two main categories are the protocols that follow the request/response model, and those that follow the publish/subscribe model. They can either be used in parts only of the IoT communication architecture or in the whole of it, meaning that while an IoT application protocol can be used for communication between the IoT devices and an IoT gateway, other protocols may be used between the gateway and the cloud or the cloud and the end user. Similarly to all IoT application frameworks, smart farming applications are based on IoT application layer protocols for data transfer. Though, the nature and diversity of IoT agricultural applications which span a wide range of requirements both in the type of data and the environments that the IoT devices are installed raise major challenges related to the volume, variety, veracity and velocity of the data.