Edge AI in Smart Farming IoT: CNNs at the Edge and Fog Computing with LoRa

LPWAN公司 边缘计算 计算机科学 云计算 边缘设备 计算机网络 默认网关 GSM演进的增强数据速率 服务器 电信 广域网 操作系统
作者
Tuan Nguyen Gia,Qingqing Li,Jorge Peña Queralta,Zhenhua Zou,Hannu Tenhunen,Tomi Westerlund
标识
DOI:10.1109/africon46755.2019.9134049
摘要

The agricultural and farming industries have been widely influenced by the disruption of the Internet of Things. The impact of the IoT is more limited in countries with less penetration of mobile internet such as sub-Saharan countries, where agriculture commonly accounts for 10 to 50% of their GPD. The boom of low-power wide-area networks (LPWAN) in the last decade, with technologies such as LoRa or NB-IoT, has mitigated this providing a relatively cheap infrastructure that enables low-power and long-range transmissions. Nonetheless, the benefits that LPWAN technologies enable have the disadvantage of low-bandwidth transmissions. Therefore, the integration of Edge and Fog computing, moving data analytics and compression near end devices, is key in order to extend functionality. By integrating artificial intelligence at the local network layer, or Edge AI, we present a system architecture and implementation that expands the possibilities of smart agriculture and farming applications with Edge and Fog computing and LPWAN technology for large area coverage. We propose and implement a system consisting on a sensor node, an Edge gateway, LoRa repeaters, Fog gateway, cloud servers and end-user terminal application. At the Edge layer, we propose the implementation of a CNN-based image compression method in order to send in a single message information about hundreds or thousands of sensor nodes within the gateway's range. We use advanced compression techniques to reduce the size of data up to 67% with a decompression error below 5%, within a novel scheme for IoT data.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
SS完成签到,获得积分10
刚刚
深情安青应助丁诗捷采纳,获得10
2秒前
小蘑菇应助小北采纳,获得10
3秒前
chengyue9939完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
徐臣玉发布了新的文献求助10
4秒前
tang008发布了新的文献求助30
4秒前
bkagyin应助LLL采纳,获得10
6秒前
李爱国应助ALBERT采纳,获得30
7秒前
忧郁平蝶完成签到,获得积分10
7秒前
Acc发布了新的文献求助10
8秒前
清脆的觅双完成签到,获得积分10
8秒前
Katalin完成签到,获得积分20
9秒前
洋洋杨完成签到 ,获得积分10
10秒前
科研通AI6.4应助tina采纳,获得10
12秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
行舟完成签到 ,获得积分10
13秒前
科研通AI6.4应助徐臣玉采纳,获得10
14秒前
15秒前
小何完成签到,获得积分10
16秒前
丁诗捷发布了新的文献求助10
18秒前
研友_VZG7GZ应助Amy采纳,获得10
19秒前
小北发布了新的文献求助10
21秒前
正直无极完成签到,获得积分10
24秒前
骄傲慕尼黑完成签到,获得积分10
24秒前
沉默小玉发布了新的文献求助10
24秒前
小二郎应助lily采纳,获得10
25秒前
科研小弟完成签到,获得积分10
25秒前
乐乐应助wztao采纳,获得10
27秒前
曲奇曲奇发布了新的文献求助10
28秒前
guo完成签到 ,获得积分10
28秒前
Derik完成签到,获得积分10
30秒前
kaka发布了新的文献求助10
32秒前
Lucas应助等你下课采纳,获得10
32秒前
34秒前
Manxi完成签到,获得积分10
34秒前
35秒前
35秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7299810
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8918285
关于积分的说明 18886723
捐赠科研通 6964767
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3210970
关于科研通互助平台的介绍 2380298
邀请新用户注册赠送积分活动 2187731