T E L K O M NIKA   T elec o mm un ica t io n Co m pu t i ng   E lect ro nics   a nd   Co ntr o l   Vo l.  2 3 ,   No .   2 ,  A p r il   2 0 2 5 ,   p p .   455 ~ 465   I SS N:  1 6 9 3 - 6 9 3 0 ,   DOI : 1 0 . 1 2 9 2 8 / T E L KOM NI K A . v 2 3 i 2 . 26529           455     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //telko mn ika . u a d . a c. i d   Prototy pe of  alter na te  w ett ing  and  dry ing  rice  c ultiv a tion usin g   interne t  o f  things   for precisio n ag ri culture       A kk a cha i P hu ph a nin ,   M et ha   T a s a k o rn   D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   I n d u st r y   a n d   T e c h n o l o g y ,   R a j a ma n g a l a   U n i v e r si t y   o f   T e c h n o l o g y   I san ,   S a k o n   N a k h o n ,   T h a i l a n d       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   5 ,  2024   R ev i s ed   Dec   6 ,  2 0 2 4   A cc ep ted   Dec   26 ,  2 0 2 4       T h is  stu d y   in tro d u c e s  a   se m i - a u to m a ti c   s y ste m   f o r  a lt e rn a ti n g   w e t  a n d   d ry   rice   c u lt iv a ti o n   u sin g   in ter n e t  o f   th in g s  ( Io T )   tec h n o lo g y   to   e n h a n c e   p re c isio n   a g ricu lt u re   a n d   a d d re ss   c rit ica l  c h a ll e n g e s  in   w a ter  re so u rc e   m a n a g e m e n t.   T h e   p ro t o ty p e   c o n sists   o f   no de   a n d   m a ste r   d e v ic e s  p o w e r e d   b y   ES P 3 2   m icro c o n tro ll e rs  in teg ra ted   w it h   s e n so rs  to   m o n it o r  a ir   tem p e ra tu re ,   h u m id it y ,   a n d   w a ter  lev e ls.  Co m m u n ica ti o n   b e tw e e n   th e   d e v ice s  is  a c h iev e d   th ro u g h   t h e   lo w - late n c y ,   lo w - p o w e r  e n c r y p t e d   se c u re   p ro t o c o l - n e tw o rk   o v e r  w irele s s   ( ES P - NOW )   p ro t o c o l ,   e n a b li n g   r e a l - ti m e   m o n it o rin g   a n d   re m o te  c o n tro l  o f  w a t e r  p u m p s.  Da ta  c o ll e c ted   b y   th e   sy st e m   is  d is p lay e d   o n   T h in k S p e a k   se rv e r s   a n d   Ne x ti o n   to u c h   sc re e n s,  a id i n g   e ff icie n t  irri g a ti o n   a n d   e n v iro n m e n tal  m a n a g e m e n t  f o r  fa r m e rs.  P e rf o r m a n c e   tes ti n g   d e m o n stra tes   th a t  th e   sy st e m   a c h iev e s  r e li a b le  c o m m u n ica ti o n   u p   t o   1 1 5   m e ters   w it h   e ff ici e n t  e n e rg y   c o n su m p ti o n ,   o p e ra ti n g   f o r  a p p ro x im a t e l y   t w o   h o u rs  w it h   a   3 , 0 0 0   m A h   b a tt e ry .   B y   o p ti m izin g   irri g a ti o n   p ra c ti c e s,  t h e   sy ste m   re d u c e s  wa ter   w a st e   w h il e   e n su rin g   a d e q u a te  c ro p   h y d ra ti o n ,   p r o m o ti n g   su sta in a b l e   f a r m in g   p ra c ti c e s.  T h is  sc a lab le  Io T   so l u ti o n   n o t  o n ly   e n h a n c e s  p ro d u c ti v it y   a n d   re so u rc e   e f f i c ien c y   b u t  a lso   c o n tri b u tes   to   b r o a d e r  e ff o rts  in   a g ricu lt u ra l  su sta in a b il it y   b y   su p p o rti n g   p re c ise   e n v iro n m e n tal  c o n tro l   a n d   m in im izin g   d e p e n d e n c y   o n   m a n u a l  lab o r.   K ey w o r d s :   A lter n ate  w ett in g   an d   d r y i n g   E n cr y p ted   s ec u r e  p r o to co l - n et w o r k   o v er   w ir ele s s   p r o to co l   I n ter n et  o f   t h i n g s   I r r ig atio n   P r ec is io n   ag r icu l tu r e   Sen s o r   n e t w o r k s   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Me th a  T asak o r n   Dep ar t m en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,   Fac u lt y   o f   I n d u s tr y   a n d   T ec h n o lo g y   R aj a m an g ala  U n i v er s it y   o f   T ec h n o lo g y   I s a n   Sak o n   Na k h o n   C a m p u s ,   4 7 1 6 0 ,   T h ailan d   E m ail:  m et h a. ta@ r m u ti.a c. th       1.   I NT RO D UCT I O N   C li m ate  c h an g e  i s   i n cr ea s i n g l y   u n p r ed ictab le,   d ir ec tl y   a f f ec tin g   w ater   s to r ag e  a n d   m a n ag e m e n t   w o r ld w id e.   T h is   u n ce r tai n t y   i m p ac ts   w ater   s y s te m s   b o th   d ir ec tl y   an d   in d ir ec tl y ,   p o s in g   c h allen g es  f o r   ef f icie n t   w ater   u s e,   esp ec iall y   as  w at er   r eso u r ce s   ar e  ex p ec ted   to   b ec o m e  cr iticall y   li m ited .   E n h a n ci n g   ir r i g atio n   ef f icien c y   a n d   cu lti v ati n g   cr o p s   th at  m in i m ize  w a ter   lo s s   ar e  k e y   s tr ateg ie s .   I n   A SE A N  c o u n tr ies,  w h er e  r ice   is   a  p r im ar y   ec o n o m ic  cr o p ,   p o p u lar   m et h o d s   lik e  alter n ati n g   w et  an d   d r y   f ar m i n g ,   also   k n o w n   as  “tea s i n g   r ice, ”  h elp   co n s er v e  w ater   an d   ar e   g ain i n g   p o p u lar it y .   Gi v en   r ice ’ s   w ater - in ten s i v e  n at u r e  an d   its   ec o n o m ic   i m p o r tan ce ,   f i n d in g   s u s tai n ab le  ir r ig atio n   s o lu tio n s   is   ess e n tial  f o r   ag r icu l tu r al  r esil ie n c e  an d   f o o d   s ec u r it y   a m id   escalati n g   w ater   s ca r cit y   co n ce r n s .   A l t e r n a tin g   w e tt in g   an d   d r y in g   ( A W D )   i s   a   w a te r - s av in g   te c h n i q u e   t h a t   p e r i o d i c al ly   a ll o w s   r i ce   f ie l d s   t o   d r y   o u t   b et w ee n   i r r ig a ti o n   cy c l e s ,   in s te a d   o f   r em a in in g   c o n t in u o u s ly   f l o o d e d   [ 1 ] .   W h il e  s im il a r   in t e r m it te n t  f l o o d in g   p r a c ti c e s   h a v e   ex is t e d   f o r   d e c a d es ,   th e   I n te r n a t i o n a l   R i c e  R es e a r ch   I n s t itu t e   ( I R R I )   e s t a b li s h e d   o f f i ci al  A W D   g u i d e l in es   in   2 0 0 2 .   R e s ea r c h   in   th e   Ph i l i p p in es   h a s   s h o w n   t h a t   A W D   c an   r e d u c e   i r r i g a t i o n   h o u r s   b y   a b o u t  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  2 3 ,   No .   2 ,  A p r il   20 2 5 :  4 5 5 - 465   456   3 8 %   w it h o u t  s i g n i f i c an tly   af f e c t in g   y i el d   o r   p r o f it s ,   l e a d in g   t o   s u b s t an t ia l   s av in g s   in   w a t e r   an d   en e r g y   [ 2 ] .   A d d it i o n a l ly ,   c o m b in in g   A W D   w i th   r i c e   s t r a w   a n d   m an u r e  i n c r e as e s   g r a i n   y i e l d   b y   6 4 %,   e v en   w i th   r e d u ce d   f e r ti l i ze r   a n d   s t r aw   i n p u ts ,   a ch ie v in g   a   5 1 %   y i el d   b o o s t   c o m p a r e d   t o   c o n v en t i o n a l   f l o o d i n g   [ 3 ] .   A lt h o u g h   A W D  i s   h ig h ly   ef f e ct iv e   f o r   w a t e r   c o n s e r v a t i o n ,   ch a ll en g e s   i n   m o n ito r i n g   an d   c o n t r o l   h in d e r   i ts   w i d e s p r e a d   a d o p t i o n .   T ec h n o lo g y   i s   i n cr ea s i n g l y   u s ed   to   en h a n ce   a g r icu lt u r al  p r o d u ctio n   p r o ce s s es,  p ar tic u lar l y   t h r o u g h   th e  i n ter n e t  o f   th i n g s   ( I o T ) ,   w h ich   ca n   i m p r o v e  e f f icie n c y   a n d   y ie ld   r ates.  Go v er n m e n t   in itiativ e s   e n co u r ag e   lar g e  r ice  f a r m e r s   to   ad o p t  I o T   to   b o o s t  ex p o r t  p o ten tial,  p r o m o tin g   in n o v atio n s   li k e  p r ec is io n   ir r ig atio n ,   en v ir o n m e n tal   m o n ito r in g ,   an d   cr o p   h ea lth   m a n ag e m e n t  to   in cr ea s e  r eso u r ce   ef f icie n c y   in   r ice  f ar m i n g     [ 4 ] ,   [ 5 ] .   Fo r   w id esp r ea d   ad o p tio n ,   I o T   s y s te m s   s h o u ld   b e  s ca lab le  an d   co s t - ef f ec ti v e,   w i t h   ca r ef u ll y   c h o s e n   s en s o r s ,   ac tu ato r s ,   an d   co m m u n ica tio n   tec h n o lo g ies  [ 6 ] ,   [ 7 ] .   A d v an ce d   d ata  p r o ce s s i n g   m e th o d s ,   s u c h   as   m ac h in e  lear n i n g   ( M L )   an d   ar t if icial  i n tel lig e n ce   ( A I ) ,   ar e  cr u cial  f o r   p r ec is io n   ag r ic u lt u r e,   alo n g s id e  f o g /ed g e   co m p u ti n g   a n d   s o f t w ar e - de f in ed   n et w o r k in g   ( SDN) ,   w h ich   s u p p o r t  d ec is io n - m a k i n g   [ 8 ] - [ 1 0 ] .   I n teg r atin g   I o T   w it h   A W D  o f f er s   r ea l - ti m e  m o n ito r in g   an d   co n tr o l,  ad d r ess in g   t h e  li m ita tio n s   o f   tr ad itio n al  ir r ig atio n   m et h o d s   an d   i m p r o v i n g   a g r icu ltu r al  p r o d u ctiv it y   an d   s u s tain ab il it y .   I n   I o T   tech n o lo g y ,   e f f ec t iv e   co m m u n icatio n   i s   es s en tial  f o r   d ev ices   to   in ter ac t  w it h   s y s te m s   an d   u s er s .   T h e  c h o i c e   o f   co m m u n icat io n   m et h o d   d ep en d s   o n   f ac to r s   l i k e  d ev ice  t y p e,   d is ta n ce ,   d ata  s p ee d ,   an d   p o w er   li m ita tio n s .   W i - Fi,  f o r   in s ta n ce ,   is   w id el y   u s ed   f o r   co n n ec tin g   I o T   d ev ices  to   th e  I n ter n et,   o f f er in g   co m p atib ilit y   w it h   m an y   d ev ices  a n d   h ig h   d ata  r ates  [ 1 1 ] - [ 1 3 ] .   B lu eto o th ,   w it h   lo w   d ata  r ates  b u t  lo w   p o w er   co n s u m p tio n ,   is   id ea l  f o r   s h o r t - r an g e  co m m u n icat io n ,   o f ten   li n k in g   s e n s o r s   to   m o b ile  d ev ices  f o r   lo ca l  d ata  c o llectio n ,   co m m o n l y   u s ed   i n   in d u s tr ial  f ield   eq u ip m en t  [ 1 4 ] .   Z ig b ee   is   f r eq u en tl y   c h o s e n   f o r   h o m e  s m ar t  s y s te m s ,   s u c h   as  lig h tin g   o r   h u m id it y   s e n s o r s ,   as  it  s u p p o r ts   u p   t o   6 4 , 0 0 0   d ev ices  w it h   lo w   p o w er   u s ag e  an d   s h o r t - r a n g e   co m m u n icatio n   [ 1 5 ] .   Fo r   lo n g - d i s tan ce   co m m u n icatio n ,   lo n g   r a n g e  ( L o R a )   co n n ec ts   I o T   d ev ices  o v er   w id e   ar ea s   an d   is   p ar ticu lar l y   s u it ab le  f o r   ap p licatio n s   n ee d i n g   m i n i m al  d ata  tr an s m i s s io n ,   lik e  e n v ir o n m e n ta l   s en s o r s   m ea s u r i n g   w ea t h er   co n d itio n s   [ 1 6 ] .   A n o th er   o p tio n ,   en cr y p ted   s ec u r e  p r o to co l - n et w o r k   o v er   w ir ele s s   ( E SP - NOW ) ,   d ev elo p ed   b y   es p r ess if   f o r   E SP 3 2   an d   E S P 8 2 6 6   d ev ices,  is   ef f icie n t  f o r   s p ec if ic  I o T   ap p licatio n s   d u e  to   its   r eliab le  p er f o r m a n c e.   I n   ag r ic u lt u r e,   h o w e v er ,   I o T   im p le m en tatio n   f ac e s   ch a ll en g e s .   Hi g h   co s ts ,   n et w o r k   co m p lex i t y ,   a n d   t h e  d if f icu lt y   o f   m ai n tai n i n g   co n n e ctiv it y   ac r o s s   lar g e,   o f te n   r e m o te  f ield s   ca n   h i n d er   ad o p tio n .   A g r icu ltu r al  I o T   s y s te m s   m u s t  b alan ce   p o w e r   ef f icie n c y   w it h   th e  n ee d   f o r   r ea l - ti m e  d at a   tr an s m is s io n ,   esp ec iall y   in   r u r al  ar ea s   w ith   li m it ed   p o w er   an d   n et w o r k   in f r astr u ct u r e.   T h er ef o r e,   d ev elo p in g   co s t - e f f ec tiv e,   s ca lab le  s o lu t io n s   t h at  co n s er v e  r eso u r ce s   w h i le  en s u r in g   r eliab le  co m m u n ic atio n   is   cr u c ial  f o r   I o T   in   ag r icu lt u r e.   T h e  E SP - NOW   p r o to co l  o p er ates  o n   th e   8 0 2 . 1 1   w ir ele s s   s ta n d ar d   at  2 . 4   GHz ,   tr an s m i tti n g   d ata  u p   to   2 5 0   b y tes at  a  r ate  o f   1   M b p s   o v er   d is tan ce s   o f   u p   to   2 2 0   m e ter s   [ 1 7 ] .   T h is   lo w - laten c y ,   d ir ec t  co m m u n ica tio n   p r o to co l   d o es  n o t  r eq u ir e  a  W i - Fi  n et w o r k ,   s u p p o r tin g   b o th   b r o ad ca s t  an d   u n icast  co m m u n icatio n   w i t h   en cr y p tio n   f o r   s ec u r e  d ata  ex ch an g e.   I d ea l  f o r   I o T   ap p licatio n s ,   s e n s o r   n et w o r k s ,   an d   h o m e  au to m atio n ,   E SP - NOW   en ab les  ef f icie n t  p ee r - to - p ee r   co m m u n icatio n   w i th   m i n i m al  s et u p ,   m a k in g   it  a  p r ac tical  ch o ice  f o r   s itu a tio n s   th at  d e m an d   f ast,  r e liab le  d ata  tr an s f er .   St u d ies   h i g h l ig h t  it s   u s e  i n   s m ar t  h o m e  s y s te m s   f o r   d ev ice  co n tr o l  v ia  a n   E SP - NOW   m e s h   n et w o r k   [ 1 8 ]   an d   in   r esid en t ial  m o n ito r in g   f o r   aler ts   o n   in t r u s io n s ,   g a s   lea k s ,   o r   f ir es  [ 1 9 ] .   Ho w e v er ,   f ac t o r s   lik e  s y s te m   d esi g n ,   al g o r ith m s ,   a n d   en v ir o n m en tal  c o n d itio n s — s u c h   a s   r ef lectio n s   a n d   o b s tacle s — ca n   af f ec t  tr a n s m i s s io n   ef f icie n c y   [ 2 0 ] .   T o   o v er co m e   th e s e  c h all en g e s ,   t h is   r e s ea r ch   p r o p o s es  a  s e m i - au to m ated   A W D  s y s te m   th a t  i n teg r ate s   I o T .   Usi n g   E SP 3 2   m icr o co n tr o ller s ,   th e   s y s te m   m o n ito r s   te m p er atu r e,   h u m id it y ,   an d   w ater   lev el s   in   r ice  f ie ld s .   No d e  an d   m a s ter   d ev ices  co m m u n icate   t h r o u g h   th e  E SP - NOW   p r o to co l,  ch o s en   f o r   its   lo w   laten c y   a n d   en er g y   e f f icie n c y ,   s u p p o r tin g   p r o lo n g ed   f ield   d ep lo y m en t.   Data   f r o m   t h e  s y s te m   is   v i s u al ized   o n   T h in k Sp ea k   s er v er s ,   e n ab lin g   f ar m er s   t o   r em o tel y   m a n ag e   ir r ig atio n   w it h   p r ec is io n ,   w h ic h   co u ld   en h an ce   A W D  ad o p tio n   r ates.   T h e  r ev ie w ed   li ter atu r e  e m p h asize s   t h e  g r o w i n g   r o le  o f   I o T   tech n o lo g y   i n   p r ec is io n   a g r icu l tu r e ,   p ar ticu lar l y   i n   s elec ti n g   s u it ab le  co m m u n icatio n   p r o to co ls   an d   e v al u ati n g   s y s te m   p er f o r m an ce   ac r o s s   en v ir o n m e n t s .   T h is   ar ticle  in tr o d u ce s   a  s e m i - a u to m ated   w e t  an d   d r y   r ice  c u lti v atio n   p r o to ty p e  u s i n g   I o T ,   w it h   a  f o cu s   o n   ev a lu at in g   t h e  E S P - NOW   w ir ele s s   co m m u n icat io n   p r o to co l ’ s   ef f icie n c y   w it h in   t h is   s y s te m .   T h e  ar ticle  is   o r g an ize d   as  f o llo w s :   s y s te m   o v er v ie w   an d   alg o r it h m ,   p r o to ty p e  p er f o r m an ce   e x p er i m en ts ,   s tr u c tu r e   co n n ec tio n   d esi g n ,   r e s u l t  an d   d is cu s s io n   a n d   f i n all y   co n cl u s io n .   T h is   s t u d y   en h a n ce s   p r ec i s io n   a g r icu l tu r e  b y   o f f er i n g   a  p r ac tical,   s ca lab le  I o T   s o lu tio n   tailo r ed   f o r   r ice  f ar m in g .   B y   ad d r ess in g   t h e  li m i t atio n s   o f   tr ad itio n al  A W D  m eth o d s   an d   h ig h - co s t  I o T   im p le m en ta tio n s ,   it  ai m s   to   p r o m o te  w ater   co n s er v atio n   an d   i m p r o v e  r ice  p r o d u ctio n   s u s tain ab il it y .       2.   SYST E M   O VE RVI E W  AN D  AL G O RI T H M   A n   o v er v ie w   o f   th e   p r o t o ty p e   s em i - a u t o m a t i c   w et   an d   d r y   r i c e  c u l ti v a t i o n   s y s t em   u s in g   I o T   t e c h n o l o g y   i s   s h o w n   in   F ig u r e   1 .   T h e  s y s tem   c o n s is ts   o f   tw o   p a r t s .   T h e  f i r s t  p a r t   i s   a   n o d e   d e v i c e   w i th   an   E S P3 2   ( n o d e )  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         P r o to typ e  o f a lter n a te  w ettin g   a n d   d r yin g   r ice  cu ltiva tio n   u s i n g   in tern et  o f th in g s   …   ( A kk a ch a i  P h u p h a n in )   457   c o n n e c t e d   t o   s en s o r s   th at   m e as u r e   a i r   t em p e r a tu r e   an d   h u m i d i ty ,   a n   u l t r as o n i c   w at e r   l ev el   s en s o r ,   an d   a   r el ay   m o d u l e   f o r   w a te r   p u m p   c o n t r o l.   I t   i s   p o w e r e d   b y   a   7 . 4 - v o lt   L i - Po   b a t t e r y ,   w ith   th e   v o l t ag e   r e d u c e d   t o   5 V   u s in g   a  s t e p - d o w n   DC - D C   c o n v e r t e r   an d   c o n n e c te d   t o   th e   m ic r o - U SB   p o r t   o f   th e  E S P3 2 .   T h e   s e c o n d   p a r t  is   t h e   m as t er   d e v i c e ,   w h i ch   i n c lu d e s   a n   E S P3 2   ( m as t e r )   c o n n e c te d   t o   r e a l  t im e   c l o ck   an d   t o u ch   d is p l ay   m o d u l e .   C o m m u n i c at i o n   b e tw e en   th e   E S P3 2   ( ma s t e r )   an d   th e   E S P3 2   ( g a t ew ay )   i s   ac h i e v e d   v ia   th e   in t e r - i n t eg r a t e d   ci r c u i t   (I 2 C )   Pr o t o c o l   t o   s en d   d a t a  t o   th e   T h i n k S p e ak   s e r v e r ,   w h e r e   i t   i s   d i s p l ay e d   o n   a   d ash b o a r d   f o r   m o n it o r in g .   T h e   n o d e   d ev i ce   an d   t h e   m as t e r   d ev i c e   c o m m u n i c at e   v i a   th e   E S P - N O W   p r o t o c o l ,   d e s i g n e d   f o r   E S P  m ic r o c o n tr o l l e r   d e v i ce s .   T h i s   p r o t o c o l   i s   l o w - c o s t ,   l o w - la t en cy ,   a n d   l o w - p o w e r ,   b u t   p o w e r f u l  en o u g h   f o r   s en d in g   a n d   r ec e i v in g   s en s o r   d at a ,   m ak in g   it   s u it a b l e   f o r   a   w i d e   r an g e   o f   a p p l i c at i o n s   [ 2 1 ] - [ 2 3 ] .           Fig u r e  1 .   Ov er v ie w   o f   a  s e m i - au to m at ic  alter n ati n g   w et  an d   d r y   r ice  p lan ti n g   s y s te m   u s i n g   I o T       T h e  p r o to ty p e  s y s te m   f o r   s e m i - au to m atic  a lter n at in g   w et  a n d   d r y   r ice  c u lti v atio n   u s i n g   I o T   t ec h n o lo g y   co m p r is e s   th r ee   E SP 3 2   m icr o co n tr o ller   b o ar d s ,   ea ch   w ith   d is tin ct  f u n ctio n s .   T h e   E S P3 2   ( m as t e r )   d e v i c e   i s   r e s p o n s i b l e  f o r   c o m m u n i c a ti o n   u s in g   th e   E S P - N O W   t wo - w ay   co m m u n i c a ti o n   p r o t o c o l   t o   r e c e iv e   d at a   an d   d is p l a y   r e s u l ts .   T h e   p r o c es s   b eg in s   w ith   s e tt in g   u p   th e   E S P3 2   a n d   E SP - N O W   c o m m u n i ca t i o n ,   in clu d i n g   s p e c if y in g   t h e   a d d r e s s es   o f   th e   n o d e   d ev ic e s   o n   th e   n e tw o r k .   T h e   m es s ag e   s t r u c tu r e   t o   b e   s en t   is   th en   d ef i n e d .   T h is   s t r u c tu r e  i n cl u d es   t h e   T i k e t _ m ess ag e ,   w h i ch   ac ts   a s   a   c o m m an d   ti ck e t   f o r   th e   r ec e iv in g   n o d e   d ev i c e  to   s en d   d a t a   b a ck   t o   t h e  m a s t e r   d ev i c e .   T h e   T i k e t _ m es s ag e  is   s e n t   in   a  l o o p   t o   e ac h   n o d e   d ev i ce   in   s e q u e n c e .   A n o th e r   c o m m an d   s en t  t o   th e   n o d e   d ev i c e s   is   t h e   R e l ay   s t a tu s   c o m m an d ,   al l o w in g   t h e   u s e r   t o   c o n t r o l   th e   w a t e r   p u m p   r em o t ely .   A f te r   th e  t i ck e t   m es s ag e   i s   s en t ,   th e   m as t e r   d ev i c e   en t e r s   a   w ai ti n g   s ta t e ,   an t i ci p a t in g   d a t a   f r o m   a   n o d e   d e v i c e .   U p o n   r e c e iv in g   th e   d at a ,   th e  m a s t e r   d e v i c e  r e a d s   th e   t im e   v al u e ,   u p d a t e s   t h e   d is p l ay ,   an d   s en d s   th e   d a t a   t o   th e   E S P3 2   ( g a t e w ay ) .   T h i s   p r o c ess   r e p e a ts   f o r   t h e   n u m b e r   o f   n o d e   d e v i ce s ,   as   i l lu s t r at e d   in   Fi g u r e   2 ( a ) .   Fig u r e  2 ( b )   i llu s t r at es  th e  f l o w ch ar t  o f   th e  E S P 3 2   ( g at ew a y ) .   On ce   th e   E S P3 2   is   s et  u p   an d   co n n e cte d   to   W i - Fi .   I n   o u r   s y s tem ,   W i - Fi   co n n e ctiv ity   is   f ac ili tat ed   b y   a  4 G  L T E   r o u te r   a ctin g   as  a   h o ts p o t  t o   d is tr ib u t e  th e   s ig n al.   A   s ep ar ate   E S P3 2   m icr o c o n tr o l le r   s er v es  as  a  d e d i c ate d   g atew ay ,   en ab lin g   ef f ic ie n t  m an ag em en t  an d   m in i m izin g   er r o r s   th at   c o u l d   ar is e  if   a  s in g l e  m icr o c o n t r o ll er   w er e  t ask e d   w ith   s im u ltan eo u s ly   h an d lin g   b o th   E S P - NO W   an d   W i - Fi   c o n n ec tio n s .   T h e  n e tw o r k   n am e  an d   p ass w o r d   a r e   p r e - c o n f ig u r e d   in   th e  p r o g r am   f o r   s ea m less   in t eg r a ti o n .   T h e  s y s tem   co n n ec ts   t o   th e   T h in k S p ea k   s e r v e r   an d   w aits   t o   r e ce iv e   d ata   f r o m   th e   m aster   d ev i ce   v ia   w ir e d   I 2 C   c o m m u n icat io n .   U p o n   r ec eiv in g   a   Da t a_ m ess ag e,   i t   d is p lay s   tem p e r atu r e,   h u m id ity ,   an d   w ater   lev el.   T h e  n o d e   d ev ic e,   e q u i p p e d   w ith   an   E S P3 2   ( n o d e ) ,   w aits   t o   r ec eiv e   c o m m an d s ,   s p e cif ic ally   th e   T ick e t_ m ess ag e ,   f r o m   th e   m aster   d ev i ce .   Up o n   r ec ei p t,   i t  r ea d s   th e  tem p e r atu r e   an d   h u m id i ty   d at a   f r o m   th e  DH T 2 2   s en s o r   an d   th e   d is t an c e  v alu e   f r o m   th e   u lt r as o n i c  s en s o r .   T h e   w ater   lev e l   is   c alcu l at ed   b y   s u b t r a ctin g   th e   d is t an ce   r e ad   f r o m   th e   s en s o r   f r o m   th e   l en g th   o f   th e   p i p e .   A d d iti o n al ly ,   th e   w ater   p u m p ’ s   o p e r at in g   s t atu s   is   d et e r m in ed   f r o m   th e  R el ay   s ta tu s .   On c e  all   in f o r m atio n   is   o b tain e d ,   it   is   f o r m atted   in t o   s tr i n g s   an d   s en t  v i a  th e   E S P - NO W   p r o to co l,   as   d e p ic t ed   in   th e  f l o w ch ar t  in   Fig u r e  2 ( c ) .   T h e  s ep ar atio n   o f   f u n ctio n s   b et w ee n   th e  E SP 3 2   ( m aster ) ,   w h ich   u s e s   th e  E SP - NOW   p r o to c o l  f o r   tw o - w a y   co m m u n icatio n ,   an d   th e   E SP 3 2   ( g ate w a y ) ,   w h ic h   u s es  W i - Fi  co m m u n icatio n ,   is   i n ten d ed   to   e n h an ce   s y s te m   s tab ili t y   a n d   s i m p li f y   alg o r ith m   d e v elo p m e n t.  C o m m u n icat io n   b et w ee n   t h e  m ast er   d ev ice  an d   n o d e   d ev ices  is   d esi g n ed   s u c h   th at   d ata  tr an s m i s s io n   f r o m   ea c h   n o d e   d ev ice  o cc u r s   o n l y   u p o n   r eq u est  f r o m   t h e   m aster   d ev ice.   T h is   ap p r o ac h   m i n i m izes  t h e  r is k   o f   s i m u lta n eo u s   d ata  tr an s m is s io n   f r o m   m u ltip le  n o d e   d ev ices,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  2 3 ,   No .   2 ,  A p r il   20 2 5 :  4 5 5 - 465   458   w h ich   co u ld   lea d   to   d ata  lo s s   a n d   p r ev en t th e  m aster   d ev ice  f r o m   r ec eiv in g   d ata.   A d d itio n al l y ,   th i s   s y s te m   ca n   s u p p o r t th e  in te g r atio n   o f   ad d itio n al  n o d e   d ev ices i n   t h e  f u t u r e.         ( a)   ( b )   ( c)     Fig u r e  2 .   Flo w c h ar t o f   t h e  p r o to t y p e  o f   a  s e m i - a u to m atic  alt er n atin g   w et  a n d   d r y   r ice  p lan t in g   s y s te m   u s i n g   I o T ;   ( a)   E S P 3 2   m a s ter   d ev ice ,   ( b )   E S P 3 2   g ate w a y ,   a n d   ( c)   E SP 3 2   n o d e   d ev ice       3.   P RO T O T YP E   P E RF O RC E M ANCE E XP E R I M E NT S   T o   s tu d y   an d   tes t  th e   p e r f o r m an ce   o f   th e  w ir el ess   c o m m u n icatio n   s y s tem   u s in g   th e  E S P - NO W   p r o to co l,   w e  cr ea t e d   a   p r elim in ar y   test   k it c o n s is t in g   o f   a   n o d e   d ev ic e  e q u i p p ed   w ith   all  n ec ess a r y   s en s o r s   an d   d ev ices   t o   m ea s u r e  p o w er   co n s u m p tio n   a n d   r an g e .   D ata   is   t r an s m itted   v ia  th e   E S P - N OW   p r o t o co l  f r o m   th e  n o d e   d ev i ce .   T h e  p r in ci p l e  f o r   tes tin g   en er g y   u s e  in v o lv es  m ea s u r in g   th e  v o lt ag e  ac r o s s   a   1 - o h m   r esis to r   ( a ctu ally   m ea s u r e d   at  0 . 9   o h m s )   co n n e cte d   in   s er i es  b etw ee n   th e   p o w er   s u p p ly   an d   th e   s y s tem   [ 1 7 ] .   T h e   r e c eiv er   is   e q u ip p ed   w ith   an   o r g an ic  lig h t - em itti n g   d i o d e   ( OL E D )   s c r ee n   t o   d is p lay   th e  t em p er a tu r e ,   h u m id ity ,   an d   r e ce iv ed   s ig n al  s t r en g th   in d ic at o r   ( R SS I )   v a lu es   r ec eiv ed   f r o m   th e   n o d e   d ev i ce .   A d d i tio n a lly ,   th e  r e lay   s ta tu s   an d   d ata   t r an s m is s io n   a r e  in d ic at ed   u s in g   l ig h t - em itti n g   d i o d e s   ( L E Ds ) ,   as   s h o w n   in   F ig u r e   3 .   T h e   r ec eiv e r   d o es  n o t   r e q u ir e  en e r g y   u s e  test in g   b e ca u s e   i t u ti liz es  a  2 2 0 - v o lt   h o m e  p o w er   s u p p ly .   T h e  p er f o r m an ce   test in g   o f   t h e  p r o to ty p e  s y s te m   f o r   s e m i - au to m atic  alter n ati n g   w et  an d   d r y   r ice  cu lti v atio n   u s i n g   I o T   tech n o lo g y   w as  co n d u cted   i n   ter m s   o f   en er g y   co n s u m p t io n   i n   tr a n s m itti n g   d ata  o v er   a   w ir ele s s   n e t w o r k .   T h e  n o d e   d ev ice  d ata  co n s is t s   o f   te m p er a tu r e  ( 4   b y tes),   h u m id it y   ( 4   b y tes ),   w ater   lev e l  ( 4   b y te)   a n d   w ater   p u m p   o p er atin g   s tatu s   ( 4   b y te s ) ,   to talin g   1 6   b y tes.  T h e  p o w er   co n s u m p tio n   t est  co n s id er ed   t w o   ca s es:  o n e  w h er e  all  d ev ices  a n d   s e n s o r s   w er e  co n n ec ted   b u t   n o   d ata  w as   tr an s m itted ,   an d   t h e  s ec o n d   w h er e  1 6   b y te s   o f   d ata  w er e  s e n t.  I n   ea c h   ca s e,   a  to tal  o f   3 0   d ata  p o in t s   w er e  co llecte d   to   f i n d   th e  a v er ag e.   T h e  av er ag e  p o w er   co n s u m p tio n   w a s   ca lcu lated   b y   m u ltip l y i n g   t h e  cu r r en t  ( A cc o r d in g   to   Oh m ’ s   law ,   o n ce   th e  v o ltag e   m ea s u r e m e n t  is   o b tain ed   an d   th e  r esis to r   v al u e  is   k n o w n ,   th e  cu r r en t  ca n   b e  ca lcu lated )   b y   t h e  v o lta g e  f r o m   th e  b atter y   ( 7 . 4 4   v o lts ) .   T h e  test   r es u lts   s h o w ed   t h at  th e  p o wer   co n s u m p tio n   d u r i n g   n o   d at a  tr an s m i s s io n   w as   1 4 4 2 . 5 4   m W ,   w h i le  t h e  p o w e r   co n s u m p tio n   d u r i n g   d ata  tr a n s m i s s io n   b y   t h e  n o d e   d ev ice   w a s   1 4 8 9 . 9 8   m W .   Sin ce   o u r   s y s te m   u s e s   ad d itio n al  s e n s o r   m o d u le s ,   it  h as  a   h ig h er   p o w er   co n s u m p tio n   co m p ar ed   to   t h e  s tu d y   [ 1 7 ]   th at  co n s id er ed   th e  tr an s m is s io n   o f   2 0 0   b y tes  ( t h e  m a x i m u m )   o f   d ata  an d   d id   n o t  ac co u n t  f o r   p o w er   co n s u m p tio n   f r o m   o t h er   s en s o r   m o d u les.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         P r o to typ e  o f a lter n a te  w ettin g   a n d   d r yin g   r ice  cu ltiva tio n   u s i n g   in tern et  o f th in g s   …   ( A kk a ch a i  P h u p h a n in )   459       Fig u r e  3 .   S y s te m   p er f o r m a n ce   test in g   k it       Fro m   th e   test   d ata,   t h e  d i f f er en ce   i n   p o w er   co n s u m p tio n   b et w ee n   t h e  t w o   ca s e s   w as  f o u n d   to   b e    4 7 . 4 4   m W ,   w h ic h   is   s m aller   t h an   t h e  d if f er en ce   o b s er v ed   in   th e  s tu d y   [ 1 7 ] .   T h is   in d icate s   th at  th e  a m o u n t  o f   d ata  s en t  af f ec ts   en er g y   co n s u m p tio n ,   b u t  th e  r elati o n s h ip   is   n o t  lin ea r .   Facto r s   s u ch   as  tr an s m is s io n   ti m e,   p ac k et  s ize,   tr an s m i s s io n   f r eq u en c y ,   an d   e n v ir o n m en t  also   in f l u e n ce   t h is   r elat io n s h ip .   P er f o r m an c e   me ch a n i s m s   o f   t h e  p r o to co l,  s u ch   a s   p ac k et  s ize  m a n ag e m e n t  an d   ac k n o w led g m en t,  p la y   a  r o le  in   d eter m in i n g   o v er all  en er g y   u s e.   I f   d ata  is   s en t e v er y   h o u r ,   w e  ca lc u late  t h e  av er ag e  p o w er   co n s u m p tio n   o v er   th is   p er io d .     =  +  2   ( 1 )     W h en      is   t h e  p o w er   co n s u m p tio n   d u r i n g   d ata  tr a n s m i s s io n   an d      is   t h e  p o w er   co n s u m p ti o n   d u r in g   id le  s tate.   Fro m   t h e  test   r esu lts ,   it  ca n   b e  ca lcu lated     as  1 , 4 6 6 . 2 6   m W .   No w ,   to   f i n d   th e  b atter y   lif e   ( )   in   h o u r s :     =     ( 2 )     T h er ef o r e,   w it h   a  3 , 0 0 0   m A h .   b atter y   ca p ac it y   a n d   co n s id er i n g   t h e  av er a g e  p o w er   co n s u m p tio n ,   th e  b atter y   ca n   last   ap p r o x i m atel y   2 . 0 4   h o u r s   ( ap p r o x im atel y   2   h o u r s   an d   2   m i n u te s )   u n d er   th e  d escr ib ed   o p er atin g   co n d itio n s ,   w h er e  d ata  is   s e n t e v er y   h o u r .   Fig u r e  4   s h o w s   t h e  r elatio n s h i p   b et w ee n   d is ta n ce   an d   t h e  ac ce p tab le  R SS I   v a lu e.   T h e  tes t  is   d iv id ed   in to   t w o   ca s es.  T h e  f ir s t  ca s e   in v o lv e s   d ata  tr an s m is s io n   b et w ee n   th e  r ec eiv er   an d   tr an s m itter   w it h o u t  an y   p ac k ag i n g   ( n o   o b s tacle s ) .   T h e  s ec o n d   c ase  i n v o lv e s   d ata  tr a n s m i s s io n   w i th   th e   d ev ice  i n s tal led   in   a  P V C   p last ic   b o x   ( as  u s ed   in   ac t u al  co n d itio n s )   f o r   b o th   t h e  r ec ei v in g   a n d   t r an s m itti n g   p ar ts .   B o th   te s t  ca s es  w er e  co n d u cted   o n   an   o p en   w al k w a y ,   w it h   R S SI  v al u es   m ea s u r ed   at   ea ch   lo ca tio n   1 0   ti m es a n d   a v er ag ed .   T h e  r esu lts   i n d icate   th at  R SS I   v alu e s   d ec r ea s e  as  d is tan ce   in cr ea s e s ,   ch ar ac ter ize d   b y   a n   ex p o n e n tial  d ec li n e.   A t  t h e  s tar tin g   p o in t   o f   5   m e ter s ,   t h e  R SS I   v al u es   in   b o th   ca s e s   w er e  - 5 0 . 7   an d   - 5 1 . 8   d B m ,   r esp ec ti v el y ,   s h o w i n g   a  s li g h t  d if f er e n ce .   Ho w e v er ,   as  th e  d is tan ce   in cr e ases ,   th e  r ate  o f   d ec lin e  f o r   th e  ca s e  w it h   th e  b o x   is   n o ticea b l y   g r ea ter   th a n   th a t   f o r   th e  ca s e  w it h o u t  t h e  b o x .   T ests   s h o w ed   th a t w h e n   t h e  R S SI  v al u e  is   lo w er   t h an   - 9 0   d B m ,   d ata  tr an s m i s s io n   in   b o th   ca s e s   s o m eti m es  f ai ls .   T h is   co n clu s io n   i s   b ased   o n   1 0   tr an s m i s s io n   atte m p t s ,   w h er e  n o t  all  atte m p t s   s u cc ee d ed ,   w h ic h   is   co n s i s te n t  w i th   p r ev io u s   r esear c h   [ 1 7 ] ,   [ 2 4 ]   th at  id en tif ied   - 9 0   d B m   R SS I   as  a  cr it ical   th r es h o ld   f o r   r eliab le  d ata  tr an s m i s s io n .   W h en   co n s id er in g   t h e  m a x i m u m   d is ta n ce   f o r   b o th   ca s es,  it  w a s   f o u n d   th at  w i th o u t  t h e  b o x ,   d ata  ca n   b e  tr an s m itted   u p   to   1 3 5   m et er s .   W ith   t h e  b o x ,   d ata  ca n   b e   tr an s m it ted   v ia  th e   E SP - NOW   p r o to co l  u p   to   1 1 5   m eter s .   Ho w e v er ,   th e  m ax i m u m   d is tan ce   f o r   d ata  tr an s m is s io n   d ep en d s   o n   v ar io u s   f ac to r s ,   s u ch   a s   g r as s y   ar ea s ,   w al k w a y s ,   b alco n ies,  o r   p lay g r o u n d s   [ 2 5 ] .   E v en   test i n g   i n   t h e  s a m e  o p en   ar ea   m a y   y ield   d if f er en t  m a x i m u m   d is ta n ce s .   W e  ca n   m o d el   th e  r elatio n s h ip   b et w ee n   d is ta n ce   an d   R SS I   v a lu e,   w h ic h   ca n   ac c u r atel y   c h ar ac te r ize  th e  ac tu al   co n d itio n   o f   R S SI  in   p o s itio n   e s ti m atio n   s p ac e.   R SS I   is   i n v er s el y   p r o p o r tio n al  to   th e  d is tan ce     b et w ee n   th e  tr an s m i tter   an d   r ec eiv er   in   t w o - d i m e n s io n al  s p ac e.   I n   th is   m o d el,   th e  eq u a tio n   ac co u n t s   f o r   th e   ef f ec t  o f   o b s tr u ctio n s ,   k n o w n   as   th e   lo g - n o r m al  s h ad o w i n g   m o d el  [ 2 6 ] .   T h e  r ec eiv ed   p o w er    ( )   is   r elate d   to   th e  d is ta n ce     th r o u g h   t h e  f o llo w i n g   m o d el  [ 2 7 ] .      ( ) =  ( 0 ) − 10 l og ( 0 ) +   ( 3 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  2 3 ,   No .   2 ,  A p r il   20 2 5 :  4 5 5 - 465   460   W h er e   ( 0 )   is   th e  tr an s m itted   p o w er   in   d B m   r ec ei v ed   at  th e  r ef e r en ce   p o s itio n   0   in   m eter s .     is   t h e  p at h   lo s s   ex p o n e n t,  w h i ch   d ep en d s   o n   t h e  s u r r o u n d in g   e n v ir o n m e n t   an d   v ar ies  b et w ee n   1. 4   an d   5 . 1   f o r   o u td o o r   s ettin g s .     r ep r esen t s   a   Gau s s ia n   d is tr ib u tio n   o f   r a n d o m   v ar iab le s   w it h   a   s ta n d ar d   d ev iatio n   .   Fo r   o u td o o r   en v ir o n m en ts ,     r an g e s   f r o m   1 . 7 3   to   3 . 3 2 ,   as  in d icate d   in   T ab le  1   [ 2 5 ].   T o   s tu d y   t h e   ef f icie n c y   o f   t h e  p r o to ty p e  s y s te m   f o r   s e m i - au t o m a tic  alter n at in g   w et  an d   d r y   r ice  cu ltiv a tio n   u s i n g   I o T   tech n o l o g y ,   t h i s   r esear ch   s i m u late s   a  m a th e m atica l  m o d el  to   ca lcu late  t h e  R S SI  v al u e  co r r esp o n d in g   to   th e  s y s te m ,   s h o w n   b y   t h e  g r ee n   lin e.   T h e    ( 0 )   m e asu r e d   a t   a   r ef e r en c e   d is t an ce   ( 0 )  o f   5   m e t e r s   is   - 5 1 . 8   d B m   ( w i th   c as e ) ,   w i th   = 1 . 9   a n d   = 3 . 3 2   ( p l ay g r o u n d ) .   I t   c an   b e   o b s e r v e d   th a t   w h en   t h e   R S S I   v alu e   is   g r e a te r   th an   - 80   d B m ,   th e   s im u l at i o n   r e s u lts   f r o m   th e   m ath em a ti c a l  m o d el   cl o s e ly   m at ch   th e  a c tu al   m e asu r em en t  r e s u l t s .   T h is   m a th em at i ca l   m o d e l   c an   b e   u s ed   a s   a   r ef e r en c e   f o r   d e t e r m in in g   th e   in s t al l a ti o n   d is ta n c e   b e tw ee n   th e   m as t e r   d ev ic e   an d   th e   n o d e   d e v i c e .           Fig u r e  4 .   R SS I   m ea s u r e m e n t  o f   test i n g   k it       T ab le  1 .     an d     v alu e  f o r   d if f er e n t c o n d itio n   C o n d i t i o n       L a w n   4 . 6 ~ 5 . 1   1 . 6 7 ~ 2 . 2 3   B a l c o n y   1 . 4 ~ 2 . 4   2 . 0 0 ~ 4 . 0 0   L a b o r a t o r y   1 . 4 ~ 2 . 2   2 . 3 9 ~ 3 . 4 6   P l a y g r o u n d   1 . 9 ~ 2 . 2   1 . 7 3 ~ 3 . 3 2       4.   ST RUC T UR E   AND  CO N N E CT I O N  DE SI G N   T h is   s ec tio n   d is c u s s es  t h e  d esig n   p r o ce s s   in v o l v ed   in   co n n ec ti n g   t h e  h ar d w ar e  an d   s tr u ctu r e  o f   a   p r o to ty p e  s e m i - a u to m atic   w et  an d   d r y   r ice  c u lti v atio n   s y s te m   u s in g   I o T   tech n o lo g y .   Fi g u r e  5   s h o w s   t h e  cir cu it   co n n ec tio n s :  Fig u r e  5 ( a)   n o d e   d ev ice  cir cu it   co n n ec tio n s :  T h e  n o d e   d ev ice  u s es  a  7 . 4 - v o lt  b atter y   p o w er   s u p p l y .   A   v o lt m eter   is   co n n ec ted   to   th e  b atter y   to   d is p la y   t h e  v o ltag e  s tatu s   o f   th e  s y s te m .   T h e  u lt r aso n ic  s e n s o r   an d   DHT 2 2   s en s o r   ar e  co n n ec ted   to   th e  d ig ital  p i n s   o f   th e  E SP 3 2   b o ar d ,   w h ic h   s er v e  as  i n p u t s ,   an d   u s e  t h e  5 V  an d   3 . 3 V  o u tp u ts   f r o m   th e  E SP 3 2   as  th eir   p o w er   s u p p l y .   T h e  r elay ,   w h ic h   co n tr o ls   th e  o p er atio n   o f   th e  w ater   p u m p ,   is   co n n ec ted   to   a  d ig ital  p in   as  an   o u tp u t  an d   u s e s   a  3 . 3   V  s u p p ly .   Fi g u r e  5 ( b )   m aster   d ev ice  cir cu it  co n n ec t io n s :   T h e  m aster   d ev ice  is   p o w er ed   b y   a  2 2 0 - v o lt  h o u s e  p o w er   s u p p l y ,   u s i n g   a  v o ltag e  co n v er ter   to   s tep   d o w n   to     5   v o lts   f o r   co n n ec tio n   to   th e  E SP 3 2   b o ar d s .   A   r ea l - ti m e  clo c k   m o d u le,   d r iv e n   b y   a  5 - v o lt  s u p p l y ,   u s e s   I 2 C   s er ial   co m m u n icatio n   t h r o u g h   t w o   d ig ital  p in s ,   w h ich   s er v e  a s   in p u t  p i n s .   T h e  Nex tio n   t o u ch - s cr ee n   d is p la y   co m m u n icate s   d ata  v ia  t w o   d ig ital  p in s   u s i n g   th e  R S 2 3 2   s tan d ar d ,   w h ic h   s u p p o r ts   f u ll - d u p lex   d ata   tr an s m is s io n ,   al lo w in g   s i m u lta n eo u s   s e n d in g   a n d   r ec eiv i n g   o f   d ata.   T h e  d is p la y   al s o   u s e s   a  5 - v o lt su p p l y   f r o m   th e  E SP 3 2 .   Fig u r e  6   s h o w s   t h e  s tr u ct u r e  a n d   p lace m e n t  o f   t h e  n o d e   d ev i ce .   T h e  m ain   s tr u ctu r e  is   a  4 - i n ch   P VC   p ip e  w it h   h o les  d r illed   at  th e  en d   to   allo w   w ater   to   f lo w   i n t o   th e  p ip e.   A t  t h e  to p   is   a  co n e - s h ap ed   tu b e  t h a t   h o ld s   th e  cir cu it   b o ar d .   A   h o le  is   d r illed   in   th e  s id e  to   in s tall a   m ale  p o w er   p lu g   f o r   co n n ec t in g   t h e  w ater   p u m p   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         P r o to typ e  o f a lter n a te  w ettin g   a n d   d r yin g   r ice  cu ltiva tio n   u s i n g   in tern et  o f th in g s   …   ( A kk a ch a i  P h u p h a n in )   461   an d   DHT 2 2   s en s o r .   T h e  to p   th r ea d ed   ca p   is   eq u ip p ed   w it h   a  v o lt m e ter   an d   an   o n - o f f   s w i tc h .   T h e  len g t h   o f   t h e   p ip e  is   m ea s u r ed   f r o m   t h e  tip   o f   th e  u ltra s o n ic  s e n s o r   to   th e  en d   o f   th e  p ip e,   to tali n g   5 0   ce n ti m eter s .   T h e  w ater   lev el  ca n   b e  d eter m in ed   b y   s u b tr ac tin g   t h e  d is ta n ce   m ea s u r ed   b y   t h e  s en s o r   f r o m   t h e  len g th   o f   th e  p ip e.   Ho w e v er ,   th e  le n g t h   t u b e  w ill  ch an g e  as t h e  p ip e  is   in s er ted   in to   th e  g r o u n d .           ( a)   ( b )     Fig u r e  5 .   Sch e m atic  cir cu i t d iag r a m   o f ;   ( a)   n o d e   d ev ice   an d   ( b )   m aster   d ev ice           Fig u r e  6 .   Stru ct u r e  o f   n o d e  d ev ice  p r o to ty p e  alter n ate  w etti n g   an d   d r y i n g   r ice  cu lti v atio n   u s in g   I o T       5.   O P E RAT I O N  AND  D I SPL AY   Fo r   th e  NE XT I ON  to u ch - s cr e en   d is p la y ,   w e  d esi g n ed   a  to tal  o f   f o u r   d is p lay   s cr ee n s ,   as  s h o w n   i n   Fig u r e  7 .   T h e  f ir s t  s cr ee n   s h o w s   th e  t i m e  a n d   d ate  r etr iev ed   f r o m   t h e  r ea l  ti m e  clo ck ,   alo n g   w it h   a  lo g in   b u tto n .   W h en   t h e   lo g i n   b u tto n   i s   p r ess ed ,   th e  s ec o n d   p a g e  ap p ea r s ,   w h er e  a  4 - d ig it  p ass w o r d   m u s t  b e  en ter ed .   Af ter   en ter in g   t h e  p ass w o r d ,   p r ess i n g   t h e  e n ter   b u tto n   ( b o tto m   l ef t)   w ill  ta k e  y o u   to   th e  t h ir d   p ag e  if   t h e  co d e  is   co r r ec t.  T h e  th ir d   p ag e  d is p la y s   all  t h e  n o d e  s en s o r s   i n   th e  n et w o r k   i n s talled   i n   th e  r ice  f i eld s .   Yo u   ca n   p r ess   th e  ch ec k - i n   b u tto n   ( r ed )   to   g o   to   th e  f o u r t h   p ag e,   w h ich   s h o w s   t h e  te m p er a t u r e,   h u m id it y ,   an d   cu r r en t  w ater   lev els i n   th e  f ie ld s .   A d d itio n a l l y ,   th er e  is   a  w ater   p u m p   co n tr o l b u tto n   to   m a n ag e  w ater   lev els in   th e  r ice  f ield s   ac co r d in g   to   th e   d esire d   s etti n g s .   P r ess i n g   th e   n u m b er   1   b u t to n   o n   t h e  d is p la y   w il l  p u m p   w ater   i n to   t h e  r ic e  f ield s   u n til  th e   s et  lev el   is   r ea c h ed ,   w h i le  p r ess i n g   t h e  n u m b e r   2   b u tto n   w i ll  p u m p   w ater   o u t  o f   t h e  r ice  f ield s .   As  s h o w n   in   Fig u r e  8 ,   all  f o u r   s cr ee n s   w er e  d esig n ed   u s i n g   th e  Nex tio n   ed ito r   p r o g r am ,   a  to o l  f o r   d esig n in g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  2 3 ,   No .   2 ,  A p r il   20 2 5 :  4 5 5 - 465   462   h u m a n - m ac h i n e  in ter f ac es  ( H MI ) .   Var io u s   p ar am eter   d ata  ar e  d is p lay ed   an d   r ec eiv ed   t h r o u g h   t h e  p r o g r a m m i n g   s cr ee n   u s i n g   t h e  A r d u i n o   I DE ,   allo w i n g   t h e  E SP 3 2   ( m a s ter )   an d   th e  Ne x tio n   d i s p la y   to   co m m u n icate   v ia  t h e   u n i v er s al  a s y n c h r o n o u s   r ec eiv er - tr an s m i tter   ( UART )   co m m u n ica tio n   p r o to co l.                 Fig u r e  7 .   Nex tio n   d is p la y   s cr e en   o f   m aster   n o d e           Fig u r e  8 .   P r o t o ty p e  o f   alter n at e  w etti n g   an d   d r y i n g   r ice  c u lti v atio n   u s i n g   I o T   f o r   p r ec is io n   ag r icu l tu r e       Fig u r e  9  illu s tr ates  d ata  tr a n s m is s io n   f r o m   a  p r o to t y p e  o f   a  s e m i - a u to m a tic  w et  a n d   d r y   r ice  p lan tin g   s y s te m   u s i n g   I o T   tech n o lo g y ,   u tili zi n g   T h in k Sp ea k   as  a  s er v er   to   d is p lay   r es u lt s   th r o u g h   th e  d ash b o ar d .   T h e  f i g u r e  co m p r is e s   g r ap h s   d is p l a y in g   te m p er atu r e,   h u m id it y ,   an d   w ater   le v el  d ata  m ea s u r ed   f r o m   t w o   n o d e   s en s o r s   ( f ield   1 ,  3 ,  5  f o r   n o d e   s en s o r   1  an d   f ie ld   2 ,  4 ,  6  f o r   n o d e   s en s o r   2 )   o v er   a  p er io d   o f   3  d a y s ,   w i th   d ata   s en t  e v er y   h o u r .   A ll  s i x   ch ar t s   d em o n s tr ate  t h e  w ater   le v el  m ea s u r e m en t s :  n o d e   s en s o r   1  p u m p ed   w ater   i n   u n t il   it  r ea ch ed   a  lev el  o f   15  ce n ti m eter s   a n d   p u m p ed   w ater   o u t   u n t il  it  r ea ch ed   le v els  o f   10  an d   5  ce n ti m eter s ,   r esp ec tiv el y .   No d e  s en s o r   2  alter n ated   p u m p i n g   w ater   i n   a n d   o u t a t le v els   o f   5  a n d   10  ce n ti m eter s .   T h ese  te s t s   ai m ed   to   e v alu a te  t h e  ac cu r ac y   a n d   p r ec is io n   o f   w ater   le v e l  m ea s u r e m e n t.  T h e  ch ar t s   p r o v id e  in s ig h t s   i n to   v ar iatio n s   in   te m p er at u r e,   h u m id it y ,   a n d   w ater   le v els  o v e r   th e  s p ec if ied   ti m e  p er io d .   C o n s is te n c y   i n   d ata   f o r m att i n g   ac r o s s   b o th   f ield s   f o r   ea ch   p a r am eter   in d icate s   th e  r eliab ilit y   a n d   v alid it y   o f   th e   d ata.   Su ch   d etailed   an al y s is   o f   ti m e - v ar y in g   d ata  ca n   s i g n if ica n tl y   aid   in   e n v ir o n m e n tal  m o n ito r in g ,   r eso u r ce   m an a g e m en t,  an d   u n d er s ta n d in g   d ail y   c li m ate  c h an g es i n   r ic e  f ield s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         P r o to typ e  o f a lter n a te  w ettin g   a n d   d r yin g   r ice  cu ltiva tio n   u s i n g   in tern et  o f th in g s   …   ( A kk a ch a i  P h u p h a n in )   463       Fig u r e  9 .   T h in g Sp ea k   d ash b o ar d       6.   RE SU L T   AND  DI SCUS SI O N   T h e  p r o t o ty p e  s y s te m   d e m o n s tr ate  its   e f f ec tiv e n es s   i n   s u p p o r tin g   s e m i - au to m atic  alter n ate  w ett in g   an d   d r y i n g   r ice  cu lti v atio n   th r o u g h   r eliab le  a n d   e f f ic ien t   d at a  co m m u n icatio n   a n d   co n tr o l  m ec h a n i s m s .   U s i n g   E SP 3 2   m icr o co n tr o ller s   a n d   t h e  E SP - N OW   p r o to co l,  th e  s y s te m   m ai n tai n ed   lo w   e n er g y   co n s u m p tio n   a n d   s tab le  d ata  tr an s m i s s io n   o v er   a  r an g e  o f   u p   to   1 1 5   m eter s ,   ev en   i n   o u td o o r   co n d itio n s ,   m a k in g   it  s u itab le  f o r   f ield   ap p licatio n s .   T h e  clea r   s ep ar atio n   o f   f u n ctio n s   b et w ee n   th e  m a s ter   an d   g ate w a y   E SP 3 2   d ev ices  i m p r o v ed   s y s te m   s tab ilit y   a n d   r ed u ce d   d ata  lo s s   b y   e n s u r i n g   th a t  d ata  tr an s m i s s io n   f r o m   n o d e   d ev ice s   o n l y   o cc u r r ed   u p o n   r eq u est  f r o m   th e  m a s ter ,   m i n i m izi n g   i n ter f er e n ce .   T h e  r ela y   m o d u le  ef f ec ti v el y   co n tr o ll ed   th e  w a ter   p u m p   b ased   o n   r ea l - ti m e  s e n s o r   d ata,   allo w i n g   r esp o n s iv e   w ater   lev el  ad j u s t m e n t s   ac co r d in g   to   th e  p r ed ef i n ed   s etti n g s .   T h e  T h in k Sp ea k   s er v er ’ s   in te g r atio n   e n ab led   r em o t e  m o n ito r in g   an d   v is u aliza tio n   o f   k e y   p ar a m eter s ,   s u c h   as  te m p er atu r e,   h u m id it y ,   an d   w ater   lev el s ,   w h ic h   co u ld   ass is t  f ar m er s   in   m a n ag in g   ir r ig atio n   n ee d s   m o r e  p r ec is el y .   T h is   s y s te m ’ s   s u cc e s s f u l  i m p le m e n tatio n   a n d   p er f o r m a n ce   in   m a n ag in g   w ater   r eso u r ce s   ali g n   w i t h   th e  o b j ec tiv es  o f   p r ec is io n   ag r icu lt u r e,   p r o v id in g   a  s ca lab le  an d   s u s tain ab le  s o l u tio n   th at  c an   b e  ex p an d ed   b y   ad d in g   m o r e  n o d es o r   in te g r ati n g   ad v an ce d   d ata  an al y s i s   f o r   f u r t h er   o p ti m izatio n .   A d d itio n al l y ,   w e  h av e  p r ese n ted   a  co m m u n icatio n   p r o to co l  b et w ee n   th e  m a s ter   d ev ice   an d   n o d e   d ev ices.  T h is   p r o to co l  ad d r ess es  p o ten tial  d ata  co lli s io n   is s u es,  w h ic h   ca n   o cc u r   i f   m u ltip l e  n o d e   d ev ices  ar e   d ep lo y ed   ac r o s s   a  lar g e  f ield   an d   n ee d   to   s en d   d ata  to   a  s in g le  m a s ter   d ev ice.   I f   all  n o d e   d ev ices  atte m p t  to   tr an s m it  d ata  s i m u ltan eo u s l y ,   d ata  co llis io n s   m a y   ar is e.   T o   m an a g e  t h e  o r d er   o f   co m m u n i ca tio n ,   o u r   p r o to co l   d esig n ates  t h e  m aster   d ev ice  as  th e  co n tr o ller   o f   d ata  tr an s m i s s io n .   T h e  m aster   d ev ice  s en d s   a  tick et  to   th e  f ir s t   n o d e   d ev ice  in   th e  n et w o r k ,   p r o m p ti n g   it  to   tr an s m it  its   d ata,   f o llo w ed   s eq u e n tial l y   b y   ea c h   n o d e   d ev ice  u n til  all  d ev ices  h a v e  s u cc e s s f u ll y   c o m m u n icate d .   W ith   th i s   tr an s m is s io n   p r o to co l,  n o d e   d ev ices  ar e  p r ev en ted   f r o m   s en d i n g   d ata  to   t h e  m aster   d e v ice  at   th e   s a m e  t i m e.   Ho w ev er ,   it  is   e s s e n tial   to   en s u r e  th at  all  n o d e   d ev ice s   w it h i n   t h e  n et w o r k   ar e  co n tin u o u s l y   o p er atio n al.   T h e  test in g   p r o to ty p e  f o c u s ed   o n   ev alu ati n g   t h e  en er g y   co n s u m p tio n   an d   tr an s m i s s io n   r an g e  o f   t h e  n o d e   d ev ice  u s i n g   t h e  E SP - NOW   p r o to c o l.  P er f o r m a n ce   w a s   ass es s ed   u n d er   t w o   co n d itio n s :  o n e  w it h   all   s en s o r s   co n n ec ted   b u t   id le,   a n d   an o t h er   d u r i n g   ac ti v e  d ata   tr an s m i s s io n ,   w h er e  te m p er a tu r e,   h u m id it y ,   a n d   w ater   p u m p   s tat u s   d ata  w er e  s en t.  B y   m ea s u r in g   v o ltag e  a cr o s s   a  k n o w n   r esis to r ,   cu r r e n t  co n s u m p tio n   w a s   ca lcu lated   to   d eter m i n e  p o w er   u s ag e,   r ev ea l in g   a  s li g h t  i n cr ea s e  in   en er g y   co n s u m p tio n   d u r in g   tr an s m is s io n .   T h e  r esu lts   also   ex p lo r ed   h o w   f ac to r s   li k e  d ata  p ac k et  s ize  an d   tr an s m i s s io n   f r eq u e n c y   i m p ac t  p o w er   co n s u m p tio n ,   in d icati n g   th at  w h ile  d ata  s ize  a f f ec ts   e n er g y   u s e,   th e  r elatio n s h ip   is   n o n - li n ea r .   A d d itio n a ll y ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  2 3 ,   No .   2 ,  A p r il   20 2 5 :  4 5 5 - 465   464   ex p er i m e n ts   o n   tr an s m is s io n   r an g e  h i g h li g h ted   th at  R S SI  v alu e s   d ec lin ed   w ith   d is ta n ce ,   w it h   r eliab le  d ata   tr an s m is s io n   ac h iev ab le  u p   to   1 1 5   m eter s   in   f ield   co n d itio n s ,   alig n i n g   w ith   a  cr itical  th r es h o ld   R SS I   v al u e  o f     - 9 0   d B m .   T h ese  r esu l ts   w er e  co m p le m e n ted   b y   an   R SS I - d i s tan ce   m o d el  to   g u id e  p r ac tic al  n o d e  p lace m e n t,  s u p p o r tin g   ef f icie n t e n er g y   a n d   d ata  m a n ag e m e n t i n   th e  f iel d .   T h e  d esig n   o f   t h e  n o d e   an d   m aster   d ev ices  is   p r esen ted   in   d etail,   e m p h a s izi n g   h o w   ea c h   c o m p o n en t   an d   co n n ec tio n   s e r v e s   t h e  s t u d y ’ s   o b j ec tiv es  o f   ac h ie v in g   e n er g y - e f f ic ien t   an d   r eliab le   co m m u n icatio n   f o r   r ice   f ield   ir r ig atio n .   T h e  n o d e   d ev ice  is   h o u s ed   in   a  d u r ab le  P VC   s tr u ct u r e,   s u p p o r tin g   b o th   w e ath er   r esis ta n ce   a n d   ea s e  o f   m ai n te n an ce ,   w i th   s e n s o r s   ca r ef u ll y   p o s itio n ed   f o r   o p ti m al  d ata  co llectio n   o n   w ater   l ev els,  te m p er at u r e,   an d   h u m id it y .   T h e  co n n ec tio n   o f   ea ch   s en s o r   to   th e  E SP 3 2   m icr o co n tr o ller   an d   its   p o w er   r eg u lat io n   s y s te m   is   illu s tr ated ,   an d   t h e  i n cl u s io n   o f   a  r ela y   f o r   w ater   p u m p   co n tr o l   is   o u tli n ed .   A  m a s ter   d ev ice,   p o w er ed   b y   a  s tab le   220   V  s u p p l y ,   i s   co n f i g u r ed   to   ag g r e g ate  d ata  f r o m   m u ltip le  node s   an d   tr an s m it  it  v ia  E SP - N OW   to   T h in k Sp ea k   f o r   m o n ito r i n g .       7.   CO NCLU SI O N   T h is   s tu d y   p r esen t s   a  s ca lab le,   I o T - b ased   p r o to ty p e  f o r   alter n ati n g   w e t  an d   d r y   r ice  cu l ti v atio n ,   w it h   f i n d in g s   t h at  u n d er s co r e  th e  s y s te m ’ s   p o ten tial  to   en h an ce   p r ec is io n   ag r icu lt u r e  th r o u g h   ef f icie n t  w ate r   m an a g e m e n t  an d   r ea l - ti m e  en v ir o n m en tal  m o n i to r in g .   T h e  s y s te m ’ s   u s e  o f   E SP 3 2   m icr o co n tr o ller s   an d   th e  E SP - NOW   p r o to co l  d em o n s t r ated   lo w   e n er g y   co n s u m p ti o n ,   r eliab le  d ata  tr an s m is s io n ,   an d   a   p r ac tical   co m m u n icatio n   r an g e  s u itab le   f o r   f ield   d ep lo y m e n t,  ad d r ess in g   cr itical  o b j ec tiv es  r elate d   t o   en er g y   ef f icie n c y   an d   r eso u r ce   co n s er v atio n .   P er f o r m a n ce   ev al u atio n s   co n f ir m ed   th at  th e  s y s te m   co u ld   r eliab l y   tr an s m it d ata  u p   to   1 1 5   m eter s ,   w i th   t h e  d esig n e d   h ar d w ar e  co n f ig u r atio n   p r o v in g   r esil ien t  i n   o u td o o r   ag r icu ltu r al  en v ir o n m e n t s .   T h ese  r esu lts   al ig n   w it h   p r ev io u s   r esear c h   o n   I o T   a p p licatio n s   in   a g r icu l tu r e,   w h ile  t h e  ad d itio n   o f   u s er - f r ie n d l y   in t er f ac e s   an d   r o b u s t  r ea l - t i m e  co n tr o l  co n tr ib u tes  s i g n if ica n tl y   to   p r ac tical  ap p licatio n s ,   m ak in g   t h is   s y s te m   ac ce s s ib le  an d   m an a g ea b le  f o r   f ar m er s   ai m i n g   to   i m p r o v e  r eso u r ce   u s e  a n d   cr o p   y ield .   Fo r   th e  r esear ch   f ield   an d   ag r i cu lt u r al  co m m u n it y ,   th ese  f i n d i n g s   r ep r esen t a   s u b s ta n tia l ste p   f o r w ar d   in   d ev elo p in g   s u s tain ab le,   co s t - e f f ec tiv e  tec h n o lo g y   f o r   cr o p   m a n ag e m e n t,  esp ec iall y   i n   w ater - s ca r ce   r eg io n s .   T h e  ad ap ta b ilit y   o f   th i s   s y s te m   a llo w s   f o r   f u r t h er   ex ten s io n s ,   s u ch   as  i n co r p o r atin g   s o l ar   p o w er   to   ex ten d  b atter y   li f e,   ad d in g   m o r e  n o d es   to   co v er   la r g er   ar ea s ,   o r   in teg r atin g   ML   al g o r ith m s   to   r ef in e  i r r ig atio n   s c h ed u le s   b ased   o n   p r e d ictiv e  d ata  m o d els.  Fu tu r e  r esear ch   co u ld   ex p lo r e  o p tim izi n g   s en s o r   n et w o r k s   f o r   v ar ied   en v ir o n m e n tal   co n d itio n s   o r   i n teg r at in g   t h i s   s y s te m   w it h   o t h er   I o T - b ased   s o lu tio n s   i n   a g r icu lt u r e,   cr ea tin g   a   co m p r e h en s iv e  ap p r o ac h   to   r e s o u r ce   m an a g e m e n t.  Ulti m ate l y ,   th is   r esear ch   co n tr ib u tes a  v alu ab le  to o l f o r   th e   ag r icu l tu r al  co m m u n it y ,   ad v a n cin g   t h e  ad o p tio n   o f   p r ec is io n   ag r ic u lt u r e  tech n o lo g ies  to   a d d r ess   b o th   cu r r en t   an d   f u tu r e  c h alle n g e s   in   f o o d   p r o d u ctio n   an d   s u s tai n ab ilit y .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   R .   M .   L a m p a y a n ,   R .   M .   R e j e s u s ,   G .   R .   S i n g l e t o n ,   a n d   B .   A .   M .   B o u m a n ,   “ A d o p t i o n   a n d   e c o n o m i c s   o f   a l t e r n a t e   w e t t i n g   a n d   d r y i n g   w a t e r   m a n a g e me n t   f o r   i r r i g a t e d   l o w l a n d   r i c e , ”   F i e l d   C r o p s   R e s e a r c h ,   v o l .   1 7 0 ,   p p .   9 5 – 1 0 8 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . f c r . 2 0 1 4 . 1 0 . 0 1 3 .   [ 2 ]   R .   M .   R e j e su s,   F .   G .   P a l i s,  D .   G .   P .   R o d r i g u e z ,   R .   M .   L a mp a y a n ,   a n d   B .   A .   M .   B o u ma n   “ I mp a c t   o f   t h e   a l t e r n a t e   w e t t i n g   a n d   d r y i n g   ( A W D )   w a t e r - sav i n g   i r r i g a t i o n   t e c h n i q u e :   Ev i d e n c e   f r o m  r i c e   p r o d u c e r s  i n   t h e   P h i l i p p i n e s, ”  F o o d   P o l i c y ,  vol .   3 6 ,   n o .   2 ,   p p . 2 8 0 – 2 8 8 ,   2 0 1 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . f o o d p o l . 2 0 1 0 . 1 1 . 0 2 6 .   [ 3 ]   Y .   S u z u k i ,   S .   K a mm a ,   C .   C h u t t e a n g ,   N .   C h a i c h a n a ,   a n d   T .   P a k o k t o m ,   “ Ef f e c t s  o f   a l t e r n a t e   w e t t i n g   a n d   d r y i n g   w a t e r   ma n a g e me n t   a n d   r i c e   st r a w   i n c o r p o r a t i o n   o n   su s t a i n a b l e   r i c e   p r o d u c t i o n   u n d e r   r a i n y   sea so n   c o n d i t i o n s  i n   c e n t r a l   T h a i l a n d , ”   Ag r i c u l t u r e   a n d   N a t u r a l   R e so u rc e s ,  vol .   5 7 ,   n o .   5 ,  p p .   7 7 7 – 786 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 4 0 4 4 / j . a n r e s.2 0 2 3 . 5 7 . 5 . 0 4 .   [ 4 ]   R a y   a n d   P .   P r a t i m ,   “ I n t e r n e t   o f   T h i n g s  f o r   S mart  A g r i c u l t u r e :   Te c h n o l o g i e s,  P r a c t i c e s  a n d   F u t u r e   D i r e c t i o n , ”   J o u rn a l   o f   Am b i e n t   I n t e l l i g e n c e   a n d   S m a r t   E n v i r o n m e n t s ,  vol .   9 ,   n o .   4 ,   p p .   3 9 5 – 4 2 0 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 3 2 3 3 / A I S - 1 7 0 4 4 0 .   [ 5 ]   L.   K u mar,  P .   A h l a w a t ,   P .   R a j p u t ,   R .   I .   N a v sare ,   a n d   P .   S i n g h ,   “ I n t e r n e t   O f   T h i n g s  ( I o t )   F o r   S mart  P r e c i si o n   F a r mi n g   A n d   A g r i c u l t u r a l   S y st e ms Pr o d u c t i v i t y :   A   R e v i e w ,”  I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   En g i n e e ri n g   A p p l i e d   S c i e n c e s   a n d   T e c h n o l o g y ,  vol .   5 ,   n o .   9 ,   p p .   1 4 1 - 1 4 6 ,   d o i :   1 0 . 3 3 5 6 4 / I JE A S T . 2 0 2 1 . V 0 5 I 0 9 . 0 2 2 .   [ 6 ]   N .   S a l e s,  O .   R e me d i o s ,   a n d   A .   A r sé n i o ,   “ W i r e l e ss  se n so r   a n d   a c t u a t o r   sy st e m  f o r   smar t   i r r i g a t i o n   o n   t h e   c l o u d , ”   i n   W o rl d   F o r u m   o n   I n t e rn e t   o f   T h i n g s ,   i n   I EE E  2 n d   W o rl d   F o r u m   o n   I n t e r n e t   o f   T h i n g s  ( WF - I o T ) ,   M i l a n ,   I t a l y ,   2 0 1 5 ,   p p .   6 9 3 - 6 9 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / W F - I o T . 2 0 1 5 . 7 3 8 9 1 3 8 .   [ 7 ]   M .   N .   M o w l a ,   N .   M o w l a ,   A .   F .   M .   S .   S h a h ,   K .   M .   R a b i e ,   a n d   T .   S h o n g w e ,   " I n t e r n e t   o f   T h i n g s   a n d   W i r e l e s s   S e n so r   N e t w o r k s   f o r   S m a r t   A g r i c u l t u r e   A p p l i c a t i o n s:   A   S u r v e y , "   I EE E   A c c e ss ,   v o l .   1 1 ,   p p .   1 4 5 8 1 3 - 1 4 5 8 5 2 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ES S . 2 0 2 3 . 3 3 4 6 2 9 9 .   [ 8 ]   R .   K .   S i n g h ,   R .   B e r k v e n s ,   a n d   M .   W e y n ,   “ A g r i F u si o n :   A n   A r c h i t e c t u r e   f o r   I o T   a n d   Eme r g i n g   T e c h n o l o g i e s  B a se d   o n   a   P r e c i s i o n   A g r i c u l t u r e   S u r v e y , ”   I EEE  A c c e ss,  v o l .   9 ,   p p .   1 3 6 2 5 3 - 1 3 6 2 8 3 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 1 . 3 1 1 6 8 1 4 .     [ 9 ]   W .   K .   A l a z z a i ,   S h .   Z .   A b o o d ,   M .   A l - Jaw a h r y ,   a n d   M .   K .   O b a i d ,   “ P r e c i si o n   F a r mi n g :   T h e   P o w e r   o f   A I   a n d   I o T   T e c h n o l o g i e s,”   i n   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   E n v i r o n m e n t a l   D e v e l o p m e n t   U si n g   C o m p u t e r   S c i e n c e   ( I C E C S ’ 24) ,   T a m i l   N a d u ,   I n d i a ,   Ja n.   2 0 2 4 ,   p p .   1 – 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 5 1 / e 3 s c o n f / 2 0 2 4 4 9 1 0 4 0 0 6 .   [ 1 0 ]   N i t i n   a n d   S .   B .   G u p t a ,   “ A r t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   i n   S m a r t   A g r i c u l t u r e :   A p p l i c a t i o n s   a n d   C h a l l e n g e s,”   C u rre n t   A p p l i e d   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,  vol .   2 4 ,   n o .   2 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 5 5 0 0 3 / c a s t . 2 0 2 3 . 2 5 4 4 2 7 .   [ 1 1 ]   B .   S a r ma,   R .   B a r u a h ,   a n d   A .   B o r a h ,   " I n t e r n e t   o f   T h i n g s  b a se d   S mart   F a r mi n g , "   i n   2 0 2 0   F o u rt h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   I - S MA C   ( I o T   i n   S o c i a l ,   Mo b i l e ,   A n a l y t i c s a n d   C l o u d )   ( I - S MA C ) ,   2 0 2 0 ,   p p .   3 0 - 3 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I - S M A C 4 9 0 9 0 . 2 0 2 0 . 9 2 4 3 3 6 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.