LPWAN とエッジインテリジェンスが農業に革命をもたらす方法

文明の礎である農業は、予測不可能な気象パターンや害虫の蔓延から資源不足や市場のボラティリティまで、ますます多くの障害に直面しています。これらの課題を克服するために、農家は持続可能でスマートな農業デバイスに目を向けています。

LPWAN（Low-Power Wide-Area Network）は、デバイス間の長距離で低コストの通信を可能にするワイヤレス技術であり、農業セクターの大幅な最適化に役立ちます。LPWAN をエッジインテリジェンスまたはデータ処理ソースと統合することで、農家は正確なリアルタイムの洞察にアクセスして、より多くの情報に基づいた意思決定を行うことができます。

LPWAN とは？

LPWAN は、センサー、メーター、トラッカー、コントローラーなど、最小限のデータおよび帯域幅ニーズを持つ IoT アプリケーションに最適です。LPWAN デバイスは消費電力が最小限で、多くの場合、1 つのバッテリーで何年も動作し、メンテナンスや交換の必要性を減らします。セルラーネットワークや Wi-Fi ネットワークに比べて広範囲に及ぶため、大規模な農場や遠隔地に最適です。LPWAN はコスト効率が高く、安価なデバイスと簡単な導入が必要です。ネットワークは高度にスケーラブルで、大規模な IoT 実装のために何千ものデバイスをサポートしています。LPWAN デバイスは、少量のデータを低頻度に送信することで、電池寿命とネットワーク容量の両方を最適化します。

LPWAN 技術は、認可と無認可に分類されます。Narrowband IoT (NB-IoT) や Long-Term Evolution for Machines (LTE-M) などの認可 LPWAN は、既存のセルラーネットワーク上で動作し、より広いカバレッジを提供しますが、より多くの電力と通信事業者の料金を必要とします。Wi-SUN、Wirepas、LoRaWAN などの無認可 LPWAN は、無料の産業、科学、医療（ISM）バンドを使用して、消費電力とコストを削減しますが、プロトコルと地域によってカバレッジが異なります。

スマート農業アプリケーションのリアルタイムかつ実用的な洞察を強化

LPWAN とエッジインテリジェンス技術は、より良い意思決定とリソース管理のために、農家にリアルタイムの実用的なデータを提供することで農業に革命をもたらしています。例えば、LPWAN 接続センサーとエッジコンピューティングは、土壌の水分と気象条件を監視するスマート灌漑システムを可能にし、水の使用を最適化し、作物収量を改善し、環境への影響を低減し、多くの場合、Wi-SUN のようなスケーラブルで低消費電力のプロトコルを使用します。

農場で直接データを収集して処理することにより、これらの技術は作物、家畜、環境条件の正確な監視を可能にし、最適化された資源配分、生産量の増加、廃棄物の削減につながります。LPWAN ソリューションを利用したウェアラブルセンサーとタグにより、農家は動物の健康、場所、行動を追跡し、早期の疾患検出を促進し、全体的な福祉と生産性を向上させることができます。

LPWAN とエッジインテリジェンスが提供するローカライズされた洞察とリアルタイムの適応性により、農家は精密農業やスマート灌漑などの持続可能な慣行を実施し、環境への影響を最小限に抑え、自然災害に対する回復力を高めることができます。Agri-PV アレイは、農業環境における太陽光発電設備の監視と制御を促進することで、LPWAN ネットワークから恩恵を受けています。エッジインテリジェンスは、太陽追跡型パネルや自動メンテナンスアラートなどのローカライズされた最適化を可能にし、効率を改善し、運用コストを削減します。Wi-SUN により、これらのソーラーアレイはネットワークインフラストラクチャをその他の農場内アプリケーションと共有し、接続性を高めることができます。

これらの技術は、農業従事者、研究者、専門家間の共同知識共有ネットワークを育成し、イノベーションを加速し、持続可能な農業ソリューションを促進します。技術的な複雑さやインフラストラクチャの限界などの課題は存在しますが、LPWAN と農業におけるエッジインテリジェンスの変革の可能性は否定できないため、世界中の農家にとってより持続可能で収益性の高い未来が生まれます。

継続的な研究とイノベーションは、これらの技術をよりアクセスしやすく、手頃な価格で、グローバルな農業コミュニティの多様なニーズに適応させるために不可欠です。

LPWAN ソリューションのための柔軟なプラットフォーム

農業用 LPWAN アプリケーションが低消費電力、長距離通信、またはマルチプロトコル・サポートを必要とする場合でも、Silicon Labs のセキュア・ワイヤレス MCU EFR32FG2x ファミリは、多様な RF 要件に対応する柔軟性の高いプラットフォームを提供します。

EFR32FG23 は、低消費電力システムに最適で、独自の RF ソリューション向けに最大 64kB RAM と 512kB フラッシュの RF パフォーマンスを優先します。EFR32FG25 は、Wi-SUN アーキテクチャと独自のアーキテクチャの両方をサポートし、OFDM、FSK、O-QPSK PHY のオプションを備えたハイスループットまたは長距離アプリケーションに適しています。マルチプロトコル・ソリューションの場合、EFR32FG28 はサブ GHz、Bluetooth LE、Wi-SUN、Amazon Sidewalk をサポートしています。すべての EFR32FG2x デバイスはファームウェアと互換性があり、接続製品と非接続製品に対してフットプリントと互換性のあるオプションを提供し、設計の柔軟性を確保します。

このプラットフォームは、当社の認定スタック、リファレンスデザイン、開発ツール、VS Code 統合ソリューションと組み合わせることで、LPWAN 製品の発売を加速し、シームレスで効率的な開発プロセスを実現します。

アクセス可能な農業ソリューションのための共同イノベーション

LPWAN とエッジインテリジェンスの採用が拡大するにつれ、当社はイノベーションを推進するためにお客様と積極的に協力し、これらのソリューションをより幅広いスマート農業アプリケーションに利用しやすくしています。当社の進捗状況をフォローして、LPWANソリューションの詳細をご覧ください。