A revisit of Internet of Things Technologies for Monitoring and Control Strategies in Smart Agriculture

*
Correspondence: [e-mail] (A.R.); [e-mail] (T.S.)
Abstract:
With the rise of new technologies, such as the Internet of Things, raising the productivity of
agricultural and farming activities is critical to improving yields and cost-effectiveness. IoT, in particular,
can improve the efficiency of agriculture and farming processes by eliminating human intervention
through automation. The fast rise of Internet of Things (IoT)-based tools has changed nearly all life
sectors, including business, agriculture, surveillance, etc. These radical developments are upending
traditional agricultural practices and presenting new options in the face of various obstacles. IoT aids in
collecting data that is useful in the farming sector, such as changes in climatic conditions, soil fertility,
amount of water required for crops, irrigation, insect and pest detection, bug location disruption of
creatures to the sphere, and horticulture. IoT enables farmers to effectively use technology to monitor
their forms remotely round the clock. Several sensors, including distributed WSNs (wireless sensor
networks), are utilized for agricultural inspection and control, which is very important due to their exact
output and utilization. In addition, cameras are utilized to keep an eye on the field from afar. The goal
of this research is to evaluate smart agriculture using IoT approaches in depth. The paper demonstrates
IoT applications, benefits, current obstacles, and potential solutions in smart agriculture. This smart
agricultural system aims to find existing techniques that may be used to boost crop yield and save time,
such as water, pesticides, irrigation, crop, and fertilizer management.
Keywords:
agriculture; land monitoring; control strategies; IoT; sensors; economic growth; water
management and water resources
1. Introduction
The Internet of Things (IoT) is an interconnected network of computing devices,
people with unique IDs, and the capacity to communicate via a network without human
interaction. The Internet of Things (IoT) intends to connect the physical and virtual worlds
by interacting and exchanging data via the internet. Linked industries, smart cities, smart
homes, smart energy, connected vehicles, smart agriculture, connected buildings and
campuses, health care, and logistics are all examples of IoT applications [
1
]. The increasing
need for food, both in terms of quantity and quality, has required the development and
modernization of the agricultural sector. The “Internet of Things” (IoT) is a promising set of
technologies that may be used to provide a variety of agricultural modernization solutions.
Scientific institutions, research institutes, and the agricultural sector are racing to provide
more and more IoT solutions to agricultural business stakeholders, laying the foundation
for a clear role when IoT becomes a mainstream technology [
2
]. The world’s biodiversity
is anticipated to support between 9.4 and 10.1 billion people by 2050, increasing the need
for specialized food production zones, especially for harvesting and livestock. This means
Agronomy
2022
,
12
, 127. https://doi.org/10.3390/agronomy12010127
https://www.mdpi.com/journal/agronomy

---

Agronomy
2022
,
12
, 127
2 of 21
that by 2050, global food production will have to grow by 70% [
3
]. Crop production is
increasingly crucial in agriculture, with commodities, such as cotton, wheat, gum, and
others, playing significant roles in many nations’ economies.
In 2019, the IoT market was 690 billion dollars and was projected to be 1256.1 billion
dollars by 2025 with a 10.53% CAGR globally from 2020 to 2025. Solutions are needed to
assure timely and regular agricultural growth and yield due to the combined effects of a
growing population, natural weather unpredictability, soil degradation, and climate change.
Farm management, animal monitoring, irrigation control, greenhouse environmental con-
trol, autonomous agricultural machinery, and drones are examples of IoT applications in
agriculture, all of which contribute to agrarian automation. It also demands contributing to
agricultural food production’s long-term viability. Land appraisal, crop protection, and
crop yield projection, according to these needs, are essential to world food production [
4
].
Farmers, for example, can manage field environments in real-time and more effortlessly
regulate fields using wireless sensors and mobile networks. Farmers may also utilize IoT
technology to capture essential data, subsequently creating yield maps that enable precision
agriculture to produce low-cost high-quality crops [
5
]. Figure
1
depicts the smart precision
agriculture cycle.