IoT-based monitoring system for hydroponics

• Autorzy: Sulaiman Siti Fatimah , Abu Kassim Amirul Hafiz , Samsudin Sharatul Izah , Sulaiman Noor Asyikin , Sunar Noorhazirah

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.08.24

Warianty tytułu

PL

System monitorowania oparty na IoT dla hydroponiki

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A hydroponic system is a method to grow plants using water. Hence, the quality of plant water must be at an optimal level to ensure the plants grow well. This project proposed Internet of Things (IoT) technology to monitor plant water quality. In this project, the NodeMCU ESP32 microcontroller is used to control the entire hydroponic system, while the Total Dissolves Solid (TDS) sensor and ultrasonic sensor (HCSR04) were used to measure the plant water quality (water concentration and water level inside the reservoir). The Cayenne myDevices App acts as a platform for mobile monitoring. The measured data from both sensors will be sent to NodeMCU ESP32 by using Wi-Fi connectivity, before being sent to Cayenne myDevices App to be displayed on mobile devices. The water concentration and the water level inside the reservoir are the elements that were monitored in this project, and this project focuses on mustard green cultivation. The results of several experiments that have been carried out show that the proposed hydroponic cultivation monitoring system-based IoT technology successfully displays the water quality of mustard green through display on mobile devices using the Cayenne myDevices App. Users will also be notified when the distance between the ultrasonic sensor and the water level inside the reservoir is more than 10 cm, and the reading of water concentration is lower than 840 ppm. Overall, the monitoring system developed in this project is proven to be able to effectively monitor the water quality of mustard green plants.

PL

System hydroponiczny to metoda uprawy roślin przy użyciu wody. Dlatego jakość wody roślinnej musi być na optymalnym poziomie, aby rośliny dobrze rosły. W ramach tego projektu zaproponowano technologię Internetu rzeczy (IoT) do monitorowania jakości wody w roślinach. W tym projekcie mikrokontroler NodeMCU ESP32 służy do sterowania całym systemem hydroponicznym, natomiast czujnik Total Dissolves Solid (TDS) oraz czujnik ultradźwiękowy (HCSR04) zostały wykorzystane do pomiaru jakości wody roślinnej (stężenia wody i poziomu wody w zbiorniku). Aplikacja Cayenne myDevices działa jako platforma do mobilnego monitorowania. Zmierzone dane z obu czujników zostaną przesłane do NodeMCU ESP32 za pomocą połączenia Wi-Fi, zanim zostaną przesłane do aplikacji Cayenne myDevices w celu wyświetlenia na urządzeniach mobilnych. Stężenie wody i poziom wody w zbiorniku to elementy, które były monitorowane w tym projekcie, który koncentruje się na uprawie gorczycy. Wyniki kilku przeprowadzonych eksperymentów pokazują, że proponowany system monitorowania upraw hydroponicznych oparty na technologii IoT z powodzeniem wyświetla jakość wody musztardowej zieleni poprzez wyświetlanie na urządzeniach mobilnych za pomocą aplikacji Cayenne myDevices. Użytkownicy zostaną również powiadomieni, gdy odległość czujnika ultradźwiękowego od poziomu wody w zbiorniku przekroczy 10 cm, a odczyt stężenia wody będzie niższy niż 840 ppm. Ogólnie rzecz biorąc, udowodniono, że system monitorowania opracowany w ramach tego projektu jest w stanie skutecznie monitorować jakość wody gorczycy zielonej.

Słowa kluczowe

EN

hydroponics; IoT; NodeMcu; Mustard Green

PL

hydroponika; IoT; NodeMcu; Mustard Green

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 8
• Strony: 135--140
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sulaiman Siti Fatimah

• Centre for Telecommunication Research and Innovation (CeTRI), Fakulti Kejuruteraan Elektronik dan Kejuruteraan Komputer, Universiti Teknikal Malaysia Melaka (UTeM), Hang Tuah Jaya, 76100 Durian Tunggal, Melaka, Malaysia

• https://orcid.org/0000-0001-8251-8038

autor

Abu Kassim Amirul Hafiz

• Centre for Telecommunication Research and Innovation (CeTRI), Fakulti Kejuruteraan Elektronik dan Kejuruteraan Komputer, Universiti Teknikal Malaysia Melaka (UTeM), Hang Tuah Jaya, 76100 Durian Tunggal, Melaka, Malaysia

autor

Samsudin Sharatul Izah

• Centre for Telecommunication Research and Innovation (CeTRI), Fakulti Kejuruteraan Elektronik dan Kejuruteraan Komputer, Universiti Teknikal Malaysia Melaka (UTeM), Hang Tuah Jaya, 76100 Durian Tunggal, Melaka, Malaysia

autor

Sulaiman Noor Asyikin

• Centre for Telecommunication Research and Innovation (CeTRI), Fakulti Kejuruteraan Elektronik dan Kejuruteraan Komputer, Universiti Teknikal Malaysia Melaka (UTeM), Hang Tuah Jaya, 76100 Durian Tunggal, Melaka, Malaysia

autor

Sunar Noorhazirah

• Faculty of Electrical Engineering, Universiti Teknologi Malaysia, 81310 UTM Johor Bahru, Johor, Malaysia

Bibliografia

• [1] Malaysia Gross Domestic Product 2019. Department of Statistics Malaysia Official Portal [Online]. Available: https://www.statistics.gov.my/index.php?r=column/cone&men u_id=dDM2enNvM09oTGtQemZPVzRTWENmZz09. [Acessed Dec. 31, 2021].
• [2] Besthorn, F. H. (2013). Vertical farming: Social work and sustainable urban agriculture in an age of global food crises. Australian Social Work, 66(2), 187-203.
• [3] Gómez-Chabla, R., Real-Avilés, K., Calle, K., Morán, C., Gavilánez, F., Arcos-Jácome, D., & Chávez, C. (2018, December). A monitoring system for lettuce cultivation in an NFT hydroponic system: A case study. In ICT for Agriculture and Environment: Second International Conference, CITAMA 2019, Guayaquil, Ecuador, January 22-25, 2019, Proceedings (pp. 49-58). Cham: Springer International Publishing.
• [4] Calicioglu, O., Flammini, A., Bracco, S., Bellù, L., & Sims, R. (2019). The future challenges of food and agriculture: An integrated analysis of trends and solutions. Sustainability, 11(1), 222.
• [5] Sharma, N., Acharya, S., Kumar, K., Singh, N., & Chaurasia, O. P. (2018). Hydroponics as an advanced technique for vegetable production: An overview. Journal of Soil and Water Conservation, 17(4), 364-371.
• [6] Sengupta, A., & Banerjee, H. (2012). Soil-less culture in modern agriculture. World J. Sci. Technol, 2(7), 103-108.
• [7] Lakhiar, I. A., Gao, J., Syed, T. N., Chandio, F. A., & Buttar, N. A. (2018). Modern plant cultivation technologies in agriculture under controlled environment: A review on aeroponics. Journal of plant interactions, 13(1), 338-352.
• [8] Mariyappillai, A., Arumugam, G., & Raghavendran, V. B. (2020). The Techniques of Hydroponic System. Acta Scientific Agriculture, 4(7), 79-84.
• [9] Domingues, D. S., Takahashi, H. W., Camara, C. A., & Nixdorf, S. L. (2012). Automated system developed to control pH and concentration of nutrient solution evaluated in hydroponic lettuce production. Computers and electronics in agriculture, 84, 53-61.
• [10] N. Dubey and V. Nain, “Hydroponic-The Future of Farming,” International Journal of Environment, Agriculture and Biotechnology, vol. 5, no. 4, doi: 10.22161/ijeab.54.2.
• [11] Talaviya, T., Shah, D., Patel, N., Yagnik, H., & Shah, M. (2020). Implementation of artificial intelligence in agriculture for optimisation of irrigation and application of pesticides and herbicides. Artificial Intelligence in Agriculture, 4, 58-73.
• [12] Helmy, H., Nursyahid, A., Setyawan, T. A., & Hasan, A. (2016). Nutrient film technique (NFT) hydroponic monitoring system. JAICT, 1(1).
• [13] Sihombing, P., Karina, N. A., Tarigan, J. T., & Syarif, M. I. (2018, March). Automated hydroponics nutrition plants systems using arduino uno microcontroller based on android. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 978, No. 1, p. 012014). IOP Publishing.
• [14] Nurhasan, U., Prasetyo, A., Lazuardi, G., Rohadi, E., & Pradibta, H. (2018). Implementation IoT in system monitoring hydroponic plant water circulation and control. Int. J. Eng. Technol, 7(4.44), 122.
• [15] Haque, B., Moni, D. J., & Gracia, D. (2021). A literature survey on the applications of internet of things. Przegląd Elektrotechniczny, 97.
• [16] Hydroponic Mustard Greens - Everything You Need to Know. Eden Green Technology Portal [Online]. Available: https://www.edengreen.com/blog-collection/all-about-hydroponic-mustard-greens [Acessed Dec. 31, 2021].
• [17] Get the Tips & Guidelines on Growing Mustard Greens. Upstart University [Online]. Available: https://university.upstartfarmers.com/blog/growing-mustard-greens [Acessed Dec. 31, 2021].