【產業動態SNG】淺談低軌衛星物聯網於農業之應用
李楓蕙 (2023/10/05) 《台經月刊第46卷第10期》
全球數位科技時代來臨，農業亦參與其中且逐漸從傳統朝智慧農業邁進，以因應糧食安全、氣候變遷、全球化經濟等重大變化。而我國智慧農業發展過程中物聯網技術扮演重要角色，包括NB-IoT、Sigfox、LoRa等。本文介紹低軌衛星物聯網技術，輔以相關應用實例說明，亦建議我國政府可善用該技術，透過公私協力方式發展農業災害預警與監測水資源狀態之衛星商用服務，減少農業災情損害，輔助農業政策管理、實質提高農場生產力及保障農民收益等，進而開創我國農業發展新局面。
為迎接新太空世代的到來，全球正積極布局衛星產業，根據Northern Sky Research (NSR)報告，2022年全球衛星物聯網(Satellite IoT and M2M)產值預期達十億美元，推估2030年將上看22.6億美元。我國之國家科學及技術委員會（國科會）於2023年5月29日第五次委員會議表示，目前國內太空產業相關產值新台幣2,158億元，力拚2025年達3,000億元，2029年太空產業產值拚至兆元。
氣候變遷、環境衝擊及社經變化為全球議題，各國無法倖免，尤其台灣農業人力面臨高齡化以及務農人口流失等，儼然成為農業發展亟需面對與解決之課題。為讓新興技術助攻農業產業升級，並配合政府「新農業創新推動方案2.0」政策，打造健全基礎環境、完備農業基礎建設及縮短農業數位落差已刻不容緩，而為使台灣農業朝生產智慧化與產銷服務數位化邁進，善用衛星通訊網路可補足農業場域既有基地台無法覆蓋電波訊號之瓶頸，甚至解決海洋網路通訊之能力。
低軌衛星物聯網應用於農業的發展潛力，包含：田間感監測與動植物健康評估、農業災害監測和預警、土地利用規劃與資源管理、GPS精準管理、市場監測和貿易分析、作物風險評估和保險訂定。
低軌衛星物聯網的技術特性
低軌衛星物聯網(Low Earth Orbit Satellite Internet of Things, LEO IoT)是利用低軌道衛星系統進行物聯網傳輸的技術，相較於傳統的地面傳輸網路，低軌衛星物聯網具有更高的可靠性、更低的延遲、更大的通信容量及覆蓋範圍，更重要的是可節省更多的成本（附表）。
附表 低軌衛星物聯網的技術特性
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技術特性
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說明
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高可靠性
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LEO IoT系統具有冗餘設計*，即使其中一個衛星發生故障或除役，其他衛星可以接替其功能，保持系統的連接性與可靠性
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延遲低
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發展衛星物聯網位於低軌道，訊號往返時間相對較短，使得LEO IoT系統具有低延遲的優勢。對於需要即時傳輸與互動的應用場域，如智慧城市、智慧交通等發展相當重要
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大容量
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LEO IoT系統囊括的衛星數量多，可以提供更大的通信容量，以支持同時連接大量的物聯網設備，有助於大規模部署物聯網應用
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全球覆蓋
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LEO IoT系統由多個衛星組成，可以實現全球性的覆蓋範圍，無論是在陸地、海洋及極地等地區，都可以訊號連接。有助於偏遠地區、海上及空中等環境皆能提供穩定的通訊服務
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低成本
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發展衛星通訊技術是遠程部署和管理，不需要鋪設地面基礎設施，相較於傳統的地面網路，LEO IoT系統在設施建設和維護成本上更具競爭力，可以節省大量的成本和時間
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注：*指在產品「主機」或「本體」中，「內建」一套（或以上）「多餘」的部分功能或資源，提供當功能失效或耗弱時能由備援的另一套模組接棒運行的系統設計。
資料來源：IEEE Access、本研究整理，2023年7月。
低軌衛星、智慧農業、物聯網技術、農業監測、災害預警、精準管理、資源管理、氣候變遷、田間監控、農業保險
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