ПЕРСПЕКТИВИ ЗАСТОСУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЇ LORAWAN У ЗАВДАННЯХ ТОЧНОГО ЗЕМЛЕРОБСТВА ПЕРЕДКАРПАТТЯ

Автор(и)

  • Б.І. РИМАР Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича Автор

DOI:

https://doi.org/10.31861/biosystems2025.01.171

Ключові слова:

LoRaWAN, точне землеробство, LPWAN, Передкарпаття, кислотність ґрунту, бездротові сенсори, IoT, аграрний моніторинг, автономні датчики, цифрове сільське господарство

Анотація

У представленій роботі здійснено огляд сучасних тенденцій та напрямів застосування технології LoRaWAN у завданнях точного землеробства. Наведено приклади із світової практики та оцінено перспективи її адаптації до умов Передкарпатського регіону України. Дослідження ґрунтується на детальному аналізі широкого кола джерел, включаючи міжнародні наукові публікації, практичні кейси реалізації мереж LoRaWAN у аграрному секторі різних країн та успішні ініціативи щодо цифровізації сільського господарства. Окрема увага приділяється перевагам технології LoRaWAN над іншими, зокрема великому радіусу дії, низькому енергоспоживанню, простоті розгортання мереж та можливості створення приватних IoT-інфраструктур. Дослідження містить порівняльний аналіз технічних характеристик LoRaWAN з іншими популярними бездротовими рішеннями на ринку, зокрема NB-IoT, Sigfox, Wi-Fi, LTE-M, враховуючи такі фактори, як дальність зв'язку, енергоефективність, пропускна здатність, надійність передачі даних, а також економічна доцільність їх використання у сільській місцевості, особливо у гірських та передгірських районах. Особливу увагу в роботі приділено аналізу агроекологічних та кліматичних умов Передкарпаття, зокрема рельєфу, особливостям ґрунтів (високий рівень кислотності, неоднорідність), що визначають специфіку ведення точного землеробства в регіоні. Виявлено, що застосування мережі LoRaWAN є оптимальним варіантом для ефективного вирішення завдань моніторингу кислотності ґрунтів, що дозволяє вчасно і точно реагувати на зміни параметрів середовища, економити ресурси та підвищувати врожайність. Представлена типова архітектура IoT-системи аграрного моніторингу, яка включає сенсорні пристрої, зокрема датчики вологості, кислотності, температури ґрунту, шлюзи передачі даних, а також хмарні платформи зберігання, обробки інформації та взаємодії із користувачем для агрономічного аналізу даних і оперативного управління процесами в господарстві. Детально описано схему та принцип функціонування даної системи, наведено рисунки та порівняльні таблиці, що ілюструють переваги використання LoRaWAN у порівнянні з іншими аналогічними технологіями. Робота містить практичні рекомендації щодо розгортання мереж LoRaWAN у Передкарпатті. У результаті проведеного огляду та аналізу зроблено висновок, що впровадження технології LoRaWAN є перспективним, економічно та технологічно виправданим рішенням, яке може забезпечити сталий розвиток аграрного сектора регіону, покращити екологічні показники сільського господарства та сприяти підвищенню конкурентоспроможності місцевих агровиробників на українському та міжнародному ринках.

Посилання

1. 555tv. (2025). Coverage Map of 4G/3G Mobile GSM Operators in Ukraine. Retrieved June 11, 2025, from https://555tv.com.ua/uk/karta-pokrytiya-4g-3g-operatorov-ukrainy

2. Aernouts, M., Singh, R., & Weyn, M. (2020). Leveraging LoRaWAN Technology for Precision Agriculture in Greenhouses. Sensors, 20(7), 1827. https://doi.org/10.3390/s20071827

3. Bicamumakuba, E., Habineza, E., Samsuzzaman, M. N. R., & Chung, S.-O. (2025). IoT-enabled LoRaWAN gateway for monitoring and predicting spatial environmental parameters in smart greenhouses: A review. Precision Agriculture and Sustainable Technologies, 7(1). https://doi.org/10.22765/pastj.20250003

4. Bilous, O. S. (2017). Automated greenhouse climate control systems. Ukrainian Journal of Educational Studies and Information Technology, 5(1), 40-43. https://doi.org/10.32919/uesit.2017.01.40-43

5. Choo, J., Yoon, J., Ji, M., & Jang, M. (2019). LoRa-based Visual Monitoring Scheme for Agriculture IoT. IEEE Sensors Applications Symposium. https://doi.org/10.1109/SAS.2019.8706100

6. Codeluppi, G., Cilfone, A., Davoli, L., & Ferrari, G. (2020). LoRaFarM: A LoRaWAN-based smart farming modular IoT architecture. Sensors, 20(7), 2028. https://doi.org/10.3390/s20072028

7. Davydiuk, G. V., Shkarivska, L. I., Klymenko, I. I., Dovbash, N. I., & Demianyuk, O. S. (2022). Ecological and agrochemical assessment of agro-landscapes in Ivano-Frankivsk region. Agroecological Journal, (1). https://doi.org/10.33730/2077-4893.1.2022.255188

8. Jooby. (2023). Comparing IoT Gateway Protocols: WiFi, LoRaWAN, and Zigbee. Retrieved May 2025, from https://store.jooby.eu/comparing-iot-gateway-protocols-wifi-lorawan-and-zigbee/

9. Levchenko, P., Bankov, D., Khorov, E., & Lyakhov, A. (2022). Performance Comparison of NB-Fi, Sigfox, and LoRaWAN Sensors. Sensors, 22(24), 9633. https://doi.org/10.3390/s22249633

10. LoRa Alliance. (2020). Why LoRaWAN is the Logical Choice for Crop Production Monitoring Solutions. https://lora-alliance.org/wp-content/uploads/2020/11/LA_WhitePaper_SmartAg_0520_v2.pdf

11. Minew. (2025). LoRaWAN Range: How Far Can It Reach & How to Maximize Its Coverage. Retrieved June 11, 2025, from https://www.minew.com/lorawan-range-overview/

12. Nebra Ltd. (2023). LoRa® Technology Revolutionises Agriculture: A Case Study (FarmX). Retrieved June 2025, from https://www.nebra.com/pages/agriculture

13. Nowatzki, J. (2021). Basics of LoRa Technology for Crop and Livestock Management. NDSU Agriculture Extension. Retrieved May 2025, from https://www.ndsu.edu/agriculture/extension/publications/basics-lora-technology-crop-and-livestock-management

14. Trackpac. (2025). Smart Agriculture IoT Sensors | LoRaWAN Farm Monitoring Solutions. Retrieved June 11, 2025, from https://trackpac.io/sensors/lorawan-smart-agriculture/

15. Zaitsev, Yu. O., Gunchak, M. V., & Romanova, S. A. (2022). Soil fertility status of Chernivtsi region. Agroecological Journal, (4). https://doi.org/10.33730/2077-4893.4.2022.273250

Завантаження


Переглядів анотації: 4

Опубліковано

2025-07-27

Номер

Розділ

ГРУНТОЗНАВСТВО