[论文解读] Internet of Things (IoT) based Smart Agriculture Aiming to Achieve Sustainable Goals

Dewan Nur Anjum Ashir, Md Taimur Ahad+2 more|arXiv (Cornell University)|Jun 7, 2022

Smart Cities and Technologies被引用 7

一句话总结

本研究提出了一种基于物联网的智能农业模型，契合联合国可持续发展目标（SDGs），展示了技术如何支持可持续农业。通过整合实时环境监测与数据驱动决策，该模型支持清洁水（6）、可负担能源（7）、产业创新（8）、基础设施（9）、可持续城市（11）以及负责任消费（12）等目标的实现。

ABSTRACT

Despite the fact, a handful of scholars have endorsed the Internet of Things (IoT) as an effective transformative tool for shifting traditional farming to smart farming, relatively little study has addressed the enabling role of smart agriculture in achieving sustainable agriculture and green climate. Researchers are more focused on technological invention and model introduction rather than discussing societal or global development goals. Sustainable development goals (SDGs) designed by United Nations (UN), therefore demand discussions as SDGs targets have a closer implication of technology. To fill this gap, in this study a model of smart agriculture is developed and centring the model we investigated how the model addresses SDGs targets. The investigation suggests that smart agriculture supports targets mentioned in Goal 6, 7, 8, 9, 11 and 12 of SDG. This research is very important, both for developing and developed nations since most of the nations are moving more towards industrialization and aiming to achieve the SDG goals This research is expected to provide a path to the IT practitioners, governments and developing agencies on how technological intervention can provide a more sustainable agricultural world.

研究动机与目标

• 为弥合智能农业技术与全球可持续发展目标之间研究空白，特别是联合国可持续发展目标（SDGs）
• 探究基于物联网的农业系统如何在技术革新之外，对实现特定SDG目标做出贡献
• 为IT从业者、政府机构及发展机构提供一个可实施可持续农业解决方案的实用框架
• 强调智能农业的社会与环境影响，超越孤立的技术模型
• 将物联网在农业中的应用定位为实现更广泛可持续发展目标的工具，尤其在工业化进程中的国家

提出的方法

• 设计一种基于物联网的智能农业模型，集成传感器以实时监测土壤湿度、温度、湿度和光照
• 实施集中式数据处理系统，分析传感器数据并触发自动化操作（例如灌溉、警报）
• 通过结构化对齐框架，将模型功能映射至具体的SDG目标
• 采用多层架构，结合边缘设备、通信网络与基于云的分析系统，以实现可扩展性与可靠性
• 通过技术能力的定性与情境化分析，验证该模型与SDG目标的一致性
• 聚焦于农业环境中的实际部署，确保其对发展中国家与发达国家均具相关性

实验结果

研究问题

• RQ1 如何构建基于物联网的智能农业系统，以直接支持联合国可持续发展目标（SDGs）？
• RQ2 当前基于物联网的农业技术最有效支持哪些具体SDG目标？
• RQ3 物联网在农业中的整合在技术进步之外，对可持续发展贡献的程度如何？
• RQ4 IT从业者与政策制定者在推广基于物联网的可持续农业解决方案中扮演何种角色？
• RQ5 所提出的模型如何弥合技术创新与全球可持续发展目标之间的差距？

主要发现

• 所提出的基于物联网的智能农业模型直接支持SDG 6（清洁水与卫生）、SDG 7（可负担的清洁能源）、SDG 8（体面劳动与经济增长）、SDG 9（产业、创新与基础设施）、SDG 11（可持续城市与社区）以及SDG 12（负责任的消费与生产）的目标
• 该模型通过自动化灌溉与监测实现水资源与能源的高效利用，减少浪费，支持资源可持续性
• 通过支持数据驱动的农业决策，系统提升了农业生产力，促进农村经济发展，与SDG 8和SDG 11目标一致
• 物联网在农业中的整合通过最小化环境影响并促进可持续土地利用，增强了气候适应能力
• 本研究为政府与开发机构提供了一条清晰路径，使技术不仅用于效率提升，更用于实现更广泛的可持续发展目标
• 研究强调，技术解决方案的评估不仅应基于性能，还应基于其对全球可持续发展目标的贡献