I nte rna t io na l J o urna l o f   Adv a nces in Applie d Science s   ( I J AAS)   Vo l.  13 ,   No .   4 ,  Dec em b er   2 0 2 4 ,   p p .   7 8 1 ~ 7 90   I SS N:  2252 - 8 8 1 4 ,  DOI :  1 0 . 1 1 5 9 1 /ijaas . v13. i 4 . pp 781 - 7 9 0          781       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij a a s . ia esco r e. co m   Potentiome tric  fie ld - ef fect trans isto r  pH   sens ing  in  a  lo w - po wer  wide - a rea ne twor k       Ak m a l Mu s t a f f a   Z ulh a k im 1 ,   Wa n F a zlida   H a nim   Abdu ll a h 1 ,   Ahm a d Z a k i A bu   B a k a r 2 ,    Ro ba ia h M a m a t 1 ,   I li Sha ira h Abdu l H a lim 1 ,   M uh a m m a d Izza t   Alif   M us la n 1 ,  Su k re en  H a na   H er ma n 1   1 I n t e g r a t e d   S e n s o r s  R e s e a r c h   G r o u p ,   S c h o o l   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g ,   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   U n i v e r s i t i   T e k n o l o g i   M A R A ,     S h a h   A l a m,   M a l a y s i a   2 M i m o s   B e r h a d ,   Te c h n o l o g y   P a r k   M a l a y si a ,   K u a l a   Lu m p u r ,   M a l a y si a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   7 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Ma y   2 4 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   J u n   1 9 ,   2 0 2 4       Th is  re se a rc h   p a p e r  e x p l o re s  th e   a p p li c a ti o n   o f  e x ten d e d - g a te  f ield - e ffe c t  tran sisto rs  (EG F ET )  a s  a   p o ten t i o m e tri c   se n sin g   m e th o d   f o r  p H  d e tec ti o n   with in   a n   in tern e t  o f   th i n g s   (I o T)  s y ste m .   T h e   p H   EG F ET   se n so r  is   in teg ra ted   wit h   a   l o n g - ra n g e   ( Lo Ra )   m icro c o n tro l ler,  e n a b li n g   d a ta  tran sm issio n   v ia  a   lo w - p o we r,   l o n g - ra n g e   wi d e - a re a   n e two r k   (L o Ra WAN)  Io T  fra m e wo rk   t o   a   d e d ica ted   Io T   a p p l ica ti o n   se rv e r.   Th e   fra m e wo rk   u ti li z e s   a   m e ss a g e   q u e u in g   tele m e try   tran sp o rt   (M QTT)   b ro k e r,   e m p lo y in g   a   p u b li sh /s u b sc r ib e   m e ss a g e   a rc h it e c tu re   fo r  e fficie n t  d a ta  tran sm is sio n .   Th e   stu d y   f o c u se s  o n   a d d re ss in g   t h e   p r o b lem   o f  d e term in i n g   wh e th e r  EG F ET   tec h n o l o g y   c a n   p r o v id e   p re c ise   a n d   d e p e n d a b le  m e a su re m e n ts  in   v a rio u s  se tt in g s.   To   a c h iev e   t h is,   th e   d a ta  fro m   t h e   I o T  fra m e w o rk   is  c o m p a re d   wit h   d a ta  sig n a ls  fr o m   a  se m ico n d u c to r  p a ra m e tri c   a n a ly z e r   a n d   a  re a d o u t   in terfa c in g   c ircu it   se rial  d a ta  a c q u isit i o n   (DA Q) .   F ro m   t h e   st u d y ,   EG F ET   se n so rs  p ro v id e   a   se n siti v it y   o f   6 1 . 1   m V/p H  with   a  li n e a rit y   o f  0 . 9 9 6 8   th ro u g h   th e   I o T  m e th o d .   M e a n wh il e ,   n o n - Io T  m e th o d s  y iel d   slig h tl y   d iffere n t  se n siti v it ies   of   5 3 . 1   a n d   5 0 . 5   m V/p H  with   c o m p a ra b le  li n e a rit y   o f   0 . 9 9 8 4   a n d   0 . 9 9 7 9 .   Ov e ra ll ,   t h e   re se a r c h   d e m o n stra tes   th e   v e r sa ti li ty   o f   EG F ET   tec h n o lo g y ,   h ig h li g h ti n g   it s   e ffe c ti v e   u se   i n   v a rio u s   se n s in g   in stru m e n ts ,   wh il e   e n su ri n g   re li a b le  d a ta  tran sfe r  th ro u g h   th e   L o Ra WAN  fra m e wo rk .   K ey w o r d s :   E x ten d ed   g ate  f ield   e f f ec t  tr an s is to r   I n ter n et  o f   t h in g s   Lo ng - r an g e  wid e   ar ea   n etwo r k   P o ten tio m etr ic  s en s in g   S en s o r   in ter f ac es   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 :   W an   Fazlid a  Han im   Ab d u llah   I n teg r ated   Sen s o r s   R esear ch   Gr o u p ,   Sch o o l o f   E lectr ical  E n g in ee r in g ,   C o lleg e  o f   E n g i n e er in g   Un iv er s iti T ek n o lo g i M AR A   4 0 4 5 0 ,   Sh ah   Alam ,   Selan g o r ,   Ma lay s ia   E m ail:  wan f az @ u itm . ed u . m y       1.   I NT RO D UCT I O N   Sen s o r s   ar e  d e v ices  th at  p r o d u ce   a  v o ltag e   in   r esp o n se   to   wh at  th ey   m ea s u r e  [ 1 ] .   Am o n g   v a r io u s   s en s o r   ty p es,  p o ten tio m etr ic  s en s o r s   s tan d   o u t f o r   th ei r   ab ilit y   to   d etec t io n s   [ 2 ] .   A n   ex ten d ed - g ate  f ield - e f f ec t   tr an s is to r   ( E GFET )   is   an   ex a m p le  o f   a   p o ten tio m etr ic  s en s o r   wh e r e  th e   g ate   ter m in al  is   ex ter n ally   c o n n ec te d   an d   in d ep en d en t  o f   th e   tr an s is to r   [ 3 ] .   Un lik e   co n v en tio n al  f ield - ef f ec t  tr an s is to r s   ( FET s ) ,   th e  E GFET   p h y s ically   s ep ar ates  th e   s en s in g   m em b r an e   ( wh er e   io n s   ar e  ca p tu r e d )   f r o m   th e   g ate   ar ea .   T h e  s en s in g   m em b r an e  g en er ates  a  s u r f ac e  p o ten tial  th at  m o d u lates  th e  ch an n el  c u r r en t  b etwe en   th e  d r ain   an d   s o u r ce   ter m in als o f   th e  m etal - o x id e - s em ico n d u ct o r   f ield - e f f ec t tr an s is to r   ( MO SF E T ) .   E G F E T   s e n s o r s   f ac e   c h a l le n g e s   r e l a t e d   t o   t h e   d e v e l o p m e n t   o f   s u i t a b l e   s e n s i n g   l a y e r s   a n d   t h e  d e s i g n   o f   r e a d o u t   c i r c u i t r y   [ 4 ] .   T h e s e   s en s o r s   e m p l o y   a   d i p   a n d   m e a s u r e   t e c h n i q u e ,   w h e r e   c h a n g e s   in   t h r e s h o l d   v o l t a g e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4   I n t J Ad v   Ap p l Sci ,   Vo l.   13 ,   No .   4 ,  Dec em b er   2 0 2 4 :  781 - 7 9 0   782   c o r r e s p o n d   t o   i o n   a c ti v i t y   w h en   t h e   s e n s i n g   l a y e r   i n t e r a ct s   w it h   t h e   t a r g et   a n a l y te   [ 5 ] .   I n   t h is   s t u d y ,   t h e   E G F E T   s e n s o r   wa s   u s e d   t o   m e as u r e   a n d   a n a l y z e   p H   v a l u es   b y   d e t e ct in g   h y d r o g e n   i o n s   i n   a   s o l u t i o n .   T h e   e n d   g o a l   i s   t o   a d a p t   t h is   E GF E T   p H  s e n s o r   f o r   s o i l   p H   d e t e ct i o n   i n   l a r g e   a g r i c u l t u r a l   a r e a s .   T h e r e f o r e ,   t h e   E G F E T   s e n s o r   w as  i n t e g r a t e d   wi t h   t h e  i n t e r n et   o f   t h i n g s   ( I o T )   s y s t e m   t o   al l o w   s c a l a b i li t y   [ 6 ] .   W h i l e  W i - F i  is   c o m m o n l y   u s e d   f o r   I o T   c o n n e c t i v i t y ,   t h is   s t u d y   e x p l o r e s   t h e   p o t e n ti a l   o f   l o n g - r a n g e   w i d e - a r e a   n e tw o r k   ( L o R aWA N )   t e c h n o l o g y   a s   i t   o f f e r s   a d v a n t a g es   s u c h   as   l o w e r   p o w e r   c o n s u m p t i o n   a n d   wi d e r   c o v e r a g e   [ 7 ] ,   [ 8 ] .   T h e  L o R aWAN   I o T   f r am ewo r k   h as  two   m ain   p ar ts :  th e  L o R aWA N  ar ch itectu r e  an d   th e  ap p licatio n   s er v er .  T h e  ar ch itectu r e  in clu d es  en d   d ev ices,  a  g atew ay ,   an d   a  n etwo r k   s er v er   [ 9 ] – [ 1 1 ] .   T h ese  en d   d ev ices   tr an s m it  d ata  m ess ag es  to   th e   g atew ay   v ia  L o R a  r ad io   f r e q u en cy   ( R F)  m o d u latio n ,   co n n ec tin g   to   th e  th in g s   n etwo r k   ( T T N)   s er v er   u s in g   a n   au th en ticated   a p p licatio n   p r o g r am m in g   in ter f ac e   ( API )   k e y .   T h e  T T N  s er v er   also   p r o ce s s es a n d   v alid ates in f o r m atio n   f r o m   th e  en d   d e v ices  [ 1 2 ] .    T h e  I o T   a r ch itectu r e  is   b u ilt  a r o u n d   co r e  s y s tem   ap p licatio n s   [ 1 3 ] ,   in clu d in g   t h e  I n f l u x DB   d atab ase,   No d e - R E D  au to m atio n   p latf o r m ,   Mo s q u i t to   c o m m u n icatio n   p r o to co ls ,   a n d   th e   Gr af an a   d as h b o ar d .   Data   f r o m   th e  T T N  s er v er   is   co llected   u s in g   th e  lig h tweig h t  m ess ag e  q u eu in g   telem etr y   tr a n s p o r t   ( MQ T T )   p r o to co l   [ 1 4 ] ,   [ 1 5 ] ,   wh ic h   em p lo y s   a  Pu b /Su b   ar ch itectu r e.   No d e - R E D  s im p lifie s   s y s tem   d ev el o p m en t  with   co lo r - co d ed   b u ild i n g   b lo c k s   [ 1 6 ]   an d   p as se s   th e  d ata  to   I n f lu x DB ,   wh ich   is   k n o wn   f o r   its   s u p er io r   p er f o r m an ce   i n   h an d lin g   tim e  s er ies  d ata  [ 1 7 ] ,   [ 1 8 ] .   T h e  d ata  will  th en   b e  s en t  to   Gr a f an a,   wh ic h   o f f er s   in ter ac tiv e   v is u aliza tio n   an d   ad d itio n al  f e atu r es f o r   e v en t tr ac k in g   [ 1 9 ] .   T h e  s tu d y   b u ild s   u p o n   e x is tin g   r esear ch ,   in co r p o r atin g   th e  s en s in g   m e m b r an e   r ec ip e  b y     Z u lk ef le  et  a l.   [ 2 0 ]   an d   t h e  E GFET   r ea d o u t  in ter f ac in g   cir c u itry   d esig n ed   b y   Gu lig a  et  a l .   [ 2 1 ] .   T h e  cu r r en t  E GFET   p H  s o il  s en s o r s   d o   n o t  co m e  with   an y   co n n ec tiv ity   ch ip   o r   a n y   c o n n ec tiv ity   m o d u le  to   c o m m u n icate   with   L o R aWAN  an d   th e   I o T   s y s tem .   T h e r ef o r e,   th e   s tu d y   aim s   t o   p r ep ar e   an   E GF E T   p H   s en s o r   with   L o R aWAN  co n n ec tiv ity   f o r   s o il  s en s in g ,   en s u r in g   d ata  s to r ag e  an d   v is u aliza tio n   with in   t h e  L o R aWAN  I o T   f r am ewo r k .   T h e   ex p e r im en ts   in   th is   s tu d y   ar e   co n d u cted   t o   d em o n s tr ate  th e  c o n s is ten t  p er f o r m an ce   o f   th e   E GFET   s en s o r   in   ter m s   o f   s e n s itiv ity   an d   lin ea r ity ,   as  well  as  its   ef f ec tiv e  in teg r atio n   wi th   L o R a W AN.   T h e  f o llo win g   m et h o d o lo g y   s ec tio n s   will  co v er   t h e  ex p er im e n tal  s etu p ,   L o R aWAN  s er v er   co n f ig u r atio n ,   an d   p r o p o s ed   clo u d   ap p licatio n s   f o r   I o T   in teg r atio n .       2.   RE S E ARCH   M E T H O D     T o   p r ep a r e  f o r   s en s o r   v alid a tio n ,   th e  E GFET   s en s o r   was  test ed   with   a  co m m er cial   p H  b u f f er   s o lu tio n   f r o m   Su p elc o   I n c .,   an d   RE - 1 B   ( Ag /Ag C l)   f r o m   AL S  C o . ,   L td   wh ich   ac ts   a s   th e  r ef er en ce   elec tr o d e .  T h e  b u f f er   s o l u tio n   h ad   c o n c en tr atio n s   o f   2 ,   4 ,   7 ,   1 0 ,   a n d   1 2 .   T h r ee   m ea s u r em en t   in s tr u m en ts   ar e  u s ed   to   co llect  s en s o r   d ata:  a   d ata  ac q u is itio n   ( DAQ)   in s tr u m en t   f r o m   T ex as  I n s tr u m en ts ,   th e   B 1 5 0 0 A  s em ico n d u cto r   d ev ice  p a r am eter   a n aly ze r   ( B 1 5 0 0 )   f r o m   k e y   s ig h t   tech n o lo g ies ,   an d   a  L o R a  T T GO  m icr o co n t r o ller   co n n ec ted   t o   th e  I o T   s er v e r .   T h e  f o llo win g   s u b s ec tio n s   will  ex p lain   th e  m ea s u r e m en t  s etu p   f o r   all   m ea s u r em en t in s tr u m e n ts   an d   th e  I o T   s er v e r   s etu p .     2 . 1 .    T he  m ea s urem ent   m et h o d  s et up   T o   d etec t  th e  p H  io n s   ac tiv ity ,   th e   s en s in g   lay er   o f   an   E GF E T   will  b e  d ip p ed   in s id e  th e  p H  b u f f er ,   alo n g   with   a   g r o u n d ed   r ef er en ce   elec tr o d e   wh ich   s er v es  as  a  s tab le  r ef er e n ce   p o in t   to   th e  g ate  o f   th e   MO SF E T   as  s h o wn   in   Fig u r e  1 .  T h is   way ,   an y   ch an g es  in   th e  b eh av io r   o f   th e  MO SF E T ’ s   g ate  ar e  o n ly   d u e   to   th e  in f lu e n ce   o f   th e   an aly te  o n   th e  s en s in g   lay e r .   Fo r   m ea s u r em en t  with   DAQ,   E GFET   was  p air ed   with   th e  in ter f ac in g   cir c u itry   c o n n ec te d   to   th e  NI   DAQ  m o d u le.   T h e  f in al  o u tp u t  v o ltag e  wa s   d eter m in ed   as  an   av er ag e  o f   v o ltag es  o v er   tim e  u s in g   NI   DAQE x p r ess   s o f twa r e  co n n ec ted   v ia  a  USB   ca b le.   T h is   m ea s u r em en t   m eth o d   r eq u ir es  p air in g   th e  s en s in g   lay er   with   a  MO SF E T   in   a  co n s tan t  v o ltag e  co n s tan t  cu r r en t  ( C VC C )   cir cu itry   b iasi n g   [ 2 2 ] ,   s h ar in g   th e  s am e  g r o u n d   as th e  r ef er e n ce   elec tr o d e.     Me an wh ile,   f o r   th e   B 1 5 0 0   i n s tr u m en t,  th e  s o u r ce - m ea s u r e  u n it  ( SMU)   1   o f   th e  B 1 5 0 0   wa s   lin k ed   to   th e  r ef e r en ce   elec tr o d e,   SMU  2   to   th e   MO SF E T ’ s   d r ain   ter m in al,   an d   SMU  3   to   th e   s o u r ce   ter m in al   as  s h o wn   in   Fig u r e   2 .   T h e   MO SF E T ’ s   g ate  ter m in al   was  co n n ec ted   to   th e   s en s in g   lay e r   wh er e  t h e  g ate  v o ltag e   ( V g )   was  s we pt   f r o m   0   to   3   V,   cr ea tin g   a  tr an s f er   cu r v e  o f   g at e  v o ltag e  ag ain s t  d r ain   cu r r e n t  ( I d )   at  a  co n s tan t  d r ain   v o ltag e   ( Vd )   o f   1 0 0   m V.   T h e   o u tp u t  v o ltag e  was  m ea s u r ed   at  t h e  is o th er m al  p o in t,  wh er e   th e   d r ain - s o u r ce   cu r r en t ( I d s )   r em ain e d   co n s tan t a cr o s s   v ar io u s   tem p e r atu r e  d if f er en ce s   [ 2 3 ] .   T h e  last   m ea s u r em en t   m eth o d   with   L o R aWAN  was  also   p air ed   with   t h e  in ter f ac in g   cir cu itry ,   b u t   th is   tim e,   th e  o u tp u t  was  co n n ec ted   to   th e  an alo g - to - d ig ital  co n v er ter   ( ADC)  in p u t  p in   o f   th e  T T GO  L o R a3 2   m icr o co n tr o ller   m o d u le   as  s h o wn   in   Fig u r e   3 .   T h is   m o d u l e  f ea tu r es   a  b u ilt - in   a n ten n a   f o r   d etec tin g   L o R a  m o d u latio n   th er ef o r e  th e   r esu ltin g   o u tp u t  v o ltag e   r ea d in g s   ar e  tr an s m itted   b y   th e  L o R a  tr an s m itter   to   th e   ap p licatio n   s er v er   v ia  th e  L o R aWAN  g atew ay .   T h e  m icr o co n tr o ller   m ea s u r es  an alo g   in p u ts   at  a  lo wer   s am p lin g   r ate  co m p ar ed   to   DAQ  s p ec if ically   5   s am p les  p er   s ec o n d   d u e  to   co d e   lim itatio n s .   E ac h   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ad v   Ap p l Sci     I SS N:   2252 - 8 8 1 4       P o ten tio metric field - effec t tra n s is to r   p H  s en s in g   in   a   lo w - p o w er w id e - a r ea   …   ( A kma l Mu s ta ffa   Zu lh a kim )   783   m ea s u r em en t  f o r   d if f er e n t  p H   b u f f er   co n ce n tr atio n s   is   r ep ea t ed   3   tim es,  with   a  30 - s ec o n d   d elay   b etwe en   ea ch   m ea s u r em en t.  T h e  o u tp u t  v o lt ag e  is   s av ed   in   a  co m m a - s ep ar ated   v alu e  ( C SV)   f ile  an d   p lo tted   in   Mic r o s o f t   E x ce l so f twar e.           Fig u r e  1 .   Ob tain i n g   av e r ag ed   d ata  o v er   tim e  with   DAQ           Fig u r e  2 .  B 1 5 0 0   m ea s u r e m en t   s etu p   f o r   MO SF E T   c h ar ac ter i za tio n           Fig u r e  3 .   Ob tain i n g   av e r ag ed   d ata  o v er   tim e  with   a  m icr o c o n tr o ller   v ia  L o R aWAN       2 . 2 .    T he  L o Ra WAN  inte rne t   o f   t hin g s   f ra m ewo r k   Fig u r e  4   illu s tr ates  th e  two   p r im ar y   co m p o n en ts   o f   th e  L o R aWAN  I o T   f r am ewo r k :  th e  L o R aWA N   ar ch itectu r e  ( co m p r is in g   en d   n o d es,  a  g atew ay ,   an d   T T N)   an d   th e  ap p licatio n   s er v er   ( wh ich   in clu d es  th e  No d e - R E D  ap p licatio n ,   I n f lu x DB   d atab ase,   an d   Gr af a n a  d ash b o ar d ) .   T h is   s u b s ec tio n   p r o v id es   d etails  o n   co n f ig u r in g   t h e  L o R aWAN g atew ay ,   T T N   s er v er ,   a n d   th e  a p p licatio n   s er v er .   N I  D A Q  In s tru m e n ts P o w e r  S u p p ly In t e rf acin g  Ci r cu itry N I  D A QE xp r e s s   Softw ar e R e f e r e n ce E le ct r o d e S e n sing   La y e r U S B   Cable A0 5V G N D V ary ing   p H  b u f f e r  so lut io n   fr o m  2  t o   12 S MU   1 S MU   2 S MU   3 V g V s V d     N - T y p e   MOSFE T B1 500 A  Se m ic on d u ct or  De v ice   P ar ame t e r  An aly z e r R e f e r e n ce E le ct r o d e S e n sing   La y e r V ary ing   p H  b u f f e r  so lut io n   fr o m  2  t o   12 G N D SL RE V CC G N D V o u t G N D T T G O  Lo Ra32  v 1.0  Lo Ra  915 MHz In t e rf acin g  C ir cu itry T T G O R S T 4 15 5 18 23 19 22 10 GN D RX 2 L o n g R an g e 17 16 R S T Tx 3 V 3 5V GN D 12 27 26 25 33 32 25 24 36 37 14 13 21 39 38 3 V 3 5V GN D Lo R aW AN   Ar c h it e c tu r e Ap p li c a tio n   S e r v e r MQ T T R e f e r e n c e E le c tr o d e S e n sing   La y e r V ary ing   p H  b u f f e r  so lut io n   fr o m  2  t o   12 5V G N D V o u t Lo R aW AN Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4   I n t J Ad v   Ap p l Sci ,   Vo l.   13 ,   No .   4 ,  Dec em b er   2 0 2 4 :  781 - 7 9 0   784   I n   th e  Dr ag in o   DL O S 8   g atew ay   co n f ig u r atio n   p a g e  o f   Fig u r e  5 ,   th e  L o R a  co n f ig u r atio n ,   L o R aWA N   co n f ig u r atio n   ( I o T   s er v ice) ,   a n d   W i - Fi  ac ce s s   p o in t   ar e  co n f ig u r e d .   T ab le  1   p r o v id es  a  co n cise  s u m m ar y   o f   th e  r eq u ir ed   ch a n g es  an d   th e  r ea s o n s   f o r   tailo r in g   th e  g ate way   co n f ig u r atio n s   to   b e  u s e d   in   Ma lay s ia.   B o th   th e  L o R a  m icr o co n tr o ller   an d   th e  g atew ay   m u s t  b e  ad d ed   t o   T T N  b y   r eg is ter in g   t h eir   en d - d ev ice  id e n tifie r .  Fig u r e   6   h ig h lig h ts   th e   T T N  a p p licatio n   in te r f ac e  al o n g   with   a  s am p le  o f   p a y lo ad   d ata   f r o m   th e   en d   n o d es  in   J av aScr ip t  o b ject  n o tatio n   ( J SON )   f o r m at.   T h e  m ea s u r em e n t  d ata  ar e  o r g a n ized   u n d er   t h e  d ec o d e d   p ay lo a d   m ess ag es   an d   all   th is   d ata  is   f o r war d ed   t o   th e  a p p licatio n   s e r v er .           Fig u r e  4 .  T h e  L o R aWAN I o T   f r am e wo r k           Fig u r e  5 .  DL OS8   Dr a g in o   g atew ay   co n f ig u r atio n   p ag e       T ab le  1 .   Su m m a r y   f o r   c h an g e s   in   Dr ag in o   DL O S8   g atew ay   co n f ig u r atio n   P a r e n t - c a t e g o r y   S u b - c a t e g o r y   V a l u e   R e mar k s   Lo R a   c o n f i g u r a t i o n   F r e q u e n c y   p l a n   A si a   9 2 0   t o   9 2 3   M H z   F r e q u e n c y   o f   L o R a W A N   i n   M a l a y si a   I o T  serv i c e   S e r v e r ’ s  a d d r e ss   a u 1 . c l o u d .   t h e   t h i n g s . n e t w o r k   TTN   ser v e r   f o r   t h e   r e g i o n   U p l i n k   p o r t   1 7 0 0   To   m a t c h   TTN   s e t t i n g s   D o w n l i n k   p o r t   1 7 0 0   To   m a t c h   TTN   s e t t i n g s   Wi - F i   a c c e ss  p o i n t   Wi - F i   a c c e ss  p o i n t   F o l l o w s  t h e   S S I D   o f   t h e   g a t e w a y   Lo c a t e d   a t   t h e   b a c k   o f   t h e   b o x   u p o n   p u r c h a si n g   t h e   g a t e w a y   Wi - F i   W A N   c l i e n t   F o l l o w s  t h e   W i - F i   c r e d e n t i a l s   a n d   p a ssw o r d   R e f e r r i n g   t o   t h e   r o u t e r   w i t h   I n t e r n e t   c o n n e c t i o n   E n d   N od e   De v ice s E G F E T   S e n so r - S e n sing   La y e r - R e f e r e n ce   E le ct r o d e Lo RaW AN   G a t e w a y Ap p lic a tio n Ser v er N e tw o rk   Se r v e r D L O S 8  O u t d o o r Lo R aW AN   G a t e w a y T h e   T h ing s  N e tw o rk (T T N )  S e r v e r MQ T T   P r o t o c o l Lo R a  R F   Mo d u la tio n E th e rn e t  c o n n e ct io n   t o   ac ce ss  I n t e rn e t S t o r e   d a t a F e t ch   d a t a C loud   S e r v e r N od e - R e d Appli ca tion Au t o ma tio n   P la tf o rm Gr af ana   D as hbo a r d  G r ap h ic al  U se r  I n t e rf ac e   (G U I ) I nflux   D B   D a t ab as e Cl o u d   D a t ab ase - I n t e rf ac ing   C ir cu itry - Micr o c o n tr o ll e r Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ad v   Ap p l Sci     I SS N:   2252 - 8 8 1 4       P o ten tio metric field - effec t tra n s is to r   p H  s en s in g   in   a   lo w - p o w er w id e - a r ea   …   ( A kma l Mu s ta ffa   Zu lh a kim )   785       Fig u r e  6 .   T T N  n etwo r k   s er v er   ap p licatio n   in ter f ac e       T h e  a p p licatio n   s er v er   is   a  clo u d   s er v er   s u b s cr ib ed   with   Dig ital  Oce an   h o s ted   o n   an   Ub u n tu   v er s io n   2 2 . 1 0   o p er atin g   s y s tem   eq u ip p ed   with   a  r eg u lar   I n tel  C PU  an d   25   GB   SS D.   I n   Fig u r e  7 ,   th e  MQ T T   n o d e  in   No d e - R E D  r ec eiv es  d ata  f r o m   T T N ,   th en   f ilter s   th e   r eq u ir ed   in f o r m atio n   an d   f o r m ats  t h e  d ata  ac c o r d i n g   to   th e  d atab ase  r eq u ir em en ts .   T h is   o u tp u t  d ata  s av ed   in   I n f lu x DB   i s   au to m atica lly   f o r m atted   in   tab les   b ased   o n   elap s ed   tim e  as  s h o wn   in   Fig u r e  8 .   Fin ally ,   Gr af an a  will  r etr iev e  d ata  f r o m   th e  d ata b ase  an d   p r esen t  it  in   ch ar ts   an d   lin e  g r ap h s .   T o   in t eg r ate  th e   d atab ase  with   Gr af an a,   ad d   it  as  a   d ata   s o u r ce   in   th e  d ata   s o u r ce   tab   with in   Gr af an a’ s   s ettin g s .             Fig u r e  7 .   No d e - R E D  b lo ck s   a n d   o u t p u t n o d e   T TN   de code d - pa y l oa d  of  s amp le   s e ns or   da t a AP I   K e y s   t o  conne ct   t o  N od e - R e d N od e - R e d  color - code d  no des   N od e - R e d  s ample  output  a t  the   debug   cons ole M Q T T  N od e   t o  r e ce iv e   da t a  fr om   T TN   s e r v e r T o  da t aba s e   no de Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4   I n t J Ad v   Ap p l Sci ,   Vo l.   13 ,   No .   4 ,  Dec em b er   2 0 2 4 :  781 - 7 9 0   786       Fig u r e  8 .   I n f lu x DB   d atab ase  d ata  s tr u ctu r e       3.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N     T h is   ch ap ter   p r esen ts   th e  r esu lts   o f   th e  s tu d y   an d   d is cu s s es  th eir   im p licatio n s .   T h is   s tu d y   lo o k s   in t o   th e  s en s o r   b eh a v io r   with   I o T ,   wh ich   th e  p r ev io u s   s tu d ies  d id n ’ t.  Ou tp u t  r ea d in g   f r o m   m ea s u r em e n t   in s tr u m en ts   is   s h o wn   in   Fig u r e  9 .   C h ar ac ter izin g   T iO2   s a m p les  u s in g   th e  B 1 5 0 0   a n aly ze r   y ield s   th e  lef t   g r ap h   o f   d r ain   c u r r en t  a g ain s t g ate  v o ltag e  i n   Fig u r e  9 ( a) .  T h e  s en s in g   lay er   u s ed   in   each   m eth o d   d if f er s   f r o m   ea ch   o th er ,  b u t   it  was  f ab r icat ed   with in   th e  s am e  b atch .   As  V g   in cr ea s es  ab o v e  th e   th r esh o ld   v o ltag e   ( V th )   o f   th e  MO SF E T   ar o u n d   0 . 7   V,   th e  d ev ice  b eg in s   to   co n d u ct  m o r e  cu r r en t,  r esu ltin g   in   an   in cr ea s e  in   th e  s lo p e  o f   th e  I d   v s .   V g   cu r v e.   T h e  f in al   o u tp u t  v o ltag e  i s   tak en   at  th e  is o th er m al  p o in t  wh e r e  th e   cu r r en t  is   1 0 0   u A.   Nex t,  Fig u r e  9 ( b )   d is p lay s   th e  s en s o r   r ea d i n g   i n   NI   DAQ E x p r ess   s o f twar e.   T h e  y ello w   lin e  r ep r esen ts   th e   co llected   in p u t  d ata  o v er   ti m e,   an d   th e  ‘ I n p u t  0 ’   th at  r ea d s   an   in itial  v o ltag e  o f   3 5 1   m V  o r   0 . 3 5 1   V  co r r esp o n d s   to   th e  co n n ec ted   DAQ  in p u t  p o r t  to   th e  s en s i n g   lay er .   L astl y ,   Fig u r e  9 ( c)   s h o ws  th e  g r ap h   o f   s en s o r   d ata  at  th e   Gr af an a   d ash b o ar d .   T h ese  g r ap h s   s er v e  as   ev id en ce   th at  d ata  a r e  s to r ed   i n   th e  d atab ase,   an d   No d e - R E D  s u cc ess f u lly   p ar s es d ata  f r o m   T T N  t o   I n f lu x DB .   T ab le  2   p r o v id es  a  co m p r e h en s iv e  s u m m ar y   o f   r esu lts   ac r o s s   all  m ea s u r em en t  m eth o d s ,   f o cu s in g   o n   av er ag e  v o ltag e  v al u es,  s am p le  s en s itiv ity ,   an d   lin ea r ity .   Me an wh ile,   th e  g r ap h   in   Fig u r e  1 0   v is u ally   r ep r esen ts   th e  d ata  p lo tted   in   T ab le  2 .  T h e  s lo p e  o f   th e   g r a p h   o r   th e  g r a d ien t  o f   th e  lin ea r   eq u atio n   r e p r esen ts   th e  s en s itiv ity   o f   th e  s en s o r ,   wh ile  th e  r eg r ess io n   f ac to r   ( R 2 )   in d icate s   th e  lin ea r ity   o f   th e  r elatio n s h ip   [ 2 4 ] .  Acc o r d in g   to   th e   f ig u r e,   th e   p H  s en s itiv ity   o f   th e  s am p le  in   B 1 5 0 0   is   f o u n d   to   b e  5 3   m V/ p H,   with   a  lin ea r ity   o f   0 . 9 9 8 4 .   T h is   v alu e   alig n s   with   th e  Ner n s tian   b eh av i o r   o f   5 9   m V/p H   [ 2 5 ]   wh ic h   im p lies   th at  th e  s en s o r   r esp o n d s   p r ed ictab ly   an d   c o n s is ten tly   ac r o s s   a  wid e  p H  r a n g e.   Me a n wh ile,   f o r   th e  p H  s en s o r   in   DAQ,   an   in cr ea s e  in   p H   v alu e   co r r esp o n d s   to   a   d ec r ea s e   in   th e   av er a g ed   o u tp u t   v o ltag e   r ea d i n g .   T h e  g r a p h   e x h ib its   a   n eg ativ e  s lo p e,   wh ich   d iv er g es  f r o m   th e   tr en d   o b s er v ed   u s in g   th e  B 1 5 0 0   in s tr u m e n t   w ith   a  s lig h tly   lo wer   s en s itiv ity   o f   5 0 . 5   m V/p H,   b u t  a  co n s tan t  lin ea r ity   o f   0 . 9 9 7 9 .   T h e   d if f e r en ce   a r is es  d u e  t o   v ar iatio n s   i n   h o w   th e  in s tr u m en ts   ar e  d esig n ed   in t er n ally .   T h e  B 1 5 0 0   in s tr u m en t is a  p ar am etr ic  an aly ze r   th at  is   s wep t  b e h av ior   wh ile  th e  in ter f ac i n g   cir c u itr y   is   p o in t   b iasi n g   th e r ef o r e   t h eir   b e h av ior  t o   r esp o n s e  to   ch an g es  i n   p H  is   d if f er en t.     L astl y ,   in   th e  L o R aWAN  I o T   f r am ewo r k ,   th e  p H  s en s itiv ity   o f   th e  s am p le  was  d eter m in ed   to   b e     6 1 . 1   m V/p H,   with   a  c o n s is ten t  lin ea r ity   o f   0 . 9 9 6 8 .   T h e  L o R aWAN  s am p le  ap p ea r s   s lig h tly   m o r e   s en s itiv e,   p o s s ib ly   d u e   to   u n f o r eseen   d i s tu r b an ce s   d u r in g   th e   s en s in g   lay er   d ep o s itio n   p r o ce s s   in   s am p le  p r ep ar atio n .   R eg ar d less ,   th e  d ec r ea s in g   v o ltag e  tr en d   r em ain s   co n s is ten t  with   NI   DAQ .  W h en   ex am in in g   ea ch   r o w  o f   t h e  p H  v alu es,  it  b ec o m es  ev id en t  th at  th e  v o ltag es  m ay   n o t  b e  id en tical.   Ho wev er ,   th e  cr u cial   o b s er v atio n   lies   in   th e  co n s is ten t  tr en d   o f   an   in cr e m en tal  in cr ea s e  o r   d ec r ea s e  o f   ap p r o x im ately   0 . 05 V /p H  v alu e .   W h en   th e   v o ltag e  a d h er es  to   th is   tr en d ,   th e  s en s itiv ity   an d   lin ea r ity   alig n   with   w h at  is   o b s er v ed   u s in g   th e   B 1 5 0 0   an d   DAQ  in s tr u m en ts .     I nflux D B   s amp le   ou tput  da t a  f or ma t ting   fr om   N od e - R e d Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ad v   Ap p l Sci     I SS N:   2252 - 8 8 1 4       P o ten tio metric field - effec t tra n s is to r   p H  s en s in g   in   a   lo w - p o w er w id e - a r ea   …   ( A kma l Mu s ta ffa   Zu lh a kim )   787     ( a)         ( b )         ( c)     Fig u r e  9 .   Ou t p u t r ea d i n g   f r o m   m ea s u r em en t in s tr u m e n ts   ( a)   B 1 5 0 0   an aly ze r ,   ( b )   NI   DAQ E x p r ess   s o f twar e ,  an d   ( c)   Gr af an a  d ash b o ar d       T ab le  2 .  R esu lts   s u m m ar y   f o r   all  m ea s u r em en t m eth o d s   To p i c   p H   v a l u e   B 1 5 0 0   DAQ   Lo R a W A N   A v e r a g e   v o l t a g e   v a l u e s   2   1 . 1 1 4 3   1 . 1 1 0 3   1 . 1 1 4 7   4   1 . 0 2 4 7   1 . 0 1 3 0   1 . 0 1 6 7   7   0 . 8 4 1 3   0 . 8 5 1 7   0 . 8 4 4 5   10   0 . 6 2 9 7   0 . 6 5 0 0   0 . 6 4 1 1   12   0 . 4 9 8 0   0 . 5 1 5 0   0 . 5 0 9 1   S e n s i t i v i t y   N o t   a p p l i c a b l e   5 3 . 1   mV / p H   5 0 . 5   mV / p H   6 1 . 1   mV / p H   Li n e a r i t y   N o t   a p p l i c a b l e   0 . 9 9 8 4   0 . 9 9 7 9   0 . 9 9 6 8   N I   D A Q E x pr e s s   S oftw ar e Gr af an a  D as hbo ar d 0 . 0 0 0 0 5 0 . 0 0 0 0 1 0 0 . 0 0 0 0 1 5 0 . 0 0 0 0 2 0 0 . 0 0 0 0 2 5 0 . 0 0 0 0 3 0 0 . 0 0 0 0 0 . 0 0 0 0 0 . 5 0 0 0 1 . 0 0 0 0 1 . 5 0 0 0 2 . 0 0 0 0 2 . 5 0 0 0 3 . 0 0 0 0 D rai n  C ur rent ,   I d Gat e  Vo l t ag e,   Vg S e mi c ond uc t or   De vi c e   C ha r a c t e r i z a t i on:   Id   vs   V g V o u t a t  100  μ A O utput  V olt ag e   fr om   B 1500 N I   D A Q E x pr e s s   S oftw ar e Gr af an a  D as hbo ar d 0 . 0 0 0 0 5 0 . 0 0 0 0 1 0 0 . 0 0 0 0 1 5 0 . 0 0 0 0 2 0 0 . 0 0 0 0 2 5 0 . 0 0 0 0 3 0 0 . 0 0 0 0 0 . 0 0 0 0 0 . 5 0 0 0 1 . 0 0 0 0 1 . 5 0 0 0 2 . 0 0 0 0 2 . 5 0 0 0 3 . 0 0 0 0 D rai n  C ur rent ,   I d Gat e  Vo l t ag e,   Vg S e mi c ond uc t or   De vi c e   C ha r a c t e r i z a t i on:   Id   vs   V g V o u t a t  100  μ A O utput  V olt ag e   fr om   B 1500 N I   D A Q E x pr e s s   S oftw ar e Gr af an a  D as hbo ar d 0 . 0 0 0 0 5 0 . 0 0 0 0 1 0 0 . 0 0 0 0 1 5 0 . 0 0 0 0 2 0 0 . 0 0 0 0 2 5 0 . 0 0 0 0 3 0 0 . 0 0 0 0 0 . 0 0 0 0 0 . 5 0 0 0 1 . 0 0 0 0 1 . 5 0 0 0 2 . 0 0 0 0 2 . 5 0 0 0 3 . 0 0 0 0 D rai n  C ur rent ,   I d Gat e  Vo l t ag e,   Vg S e mi c ond uc t or   De vi c e   C ha r a c t e r i z a t i on:   Id   vs   V g V o u t a t  100  μ A O utput  V olt ag e   fr om   B 1500 N I   D A Q E x pr e s s   S oftw ar e Gr af an a  D as hbo ar d 0 . 0 0 0 0 5 0 . 0 0 0 0 1 0 0 . 0 0 0 0 1 5 0 . 0 0 0 0 2 0 0 . 0 0 0 0 2 5 0 . 0 0 0 0 3 0 0 . 0 0 0 0 0 . 0 0 0 0 0 . 5 0 0 0 1 . 0 0 0 0 1 . 5 0 0 0 2 . 0 0 0 0 2 . 5 0 0 0 3 . 0 0 0 0 D rai n  C ur rent ,   I d Gat e  Vo l t ag e,   Vg S e mi c ond uc t or   De vi c e   C ha r a c t e r i z a t i on:   Id   vs   V g V o u t a t  100  μ A O utput  V olt ag e   fr om   B 1500 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4   I n t J Ad v   Ap p l Sci ,   Vo l.   13 ,   No .   4 ,  Dec em b er   2 0 2 4 :  781 - 7 9 0   788       Fig u r e  10 .  C o m p ar is o n   o f   v o ltag e  r esp o n s e  ch a r ac ter is tics   w ith   3   d if f e r en t in s tr u m e n ts       4.   CO NCLU SI O N     I n   co n cl u s io n ,   t h e  m ai n   f in d in g s   in d icate   th at  th e  p H  E GFET   s en s o r   co n s is ten tly   m ain tain s   s en s itiv ity   an d   lin ea r ity   ac r o s s   v ar io u s   m ea s u r em en t in s tr u m en ts .   T h e  s u cc ess f u l I o T   s er v er   s etu p   allo wed   p H  E GFET   s en s o r   d ata  to   b e  tr an s m itted   to   th e  T T N  s er v er ,   f ilt er ed   th r o u g h   No d e - R ed ,   s to r ed   in   I n f lu x DB ,   an d   d is p lay ed   v ia  Gr af an a.   I n teg r a tin g   th e  E GFET   with   L o R aW AN  I o T   at  a  lo w  s am p lin g   r ate  d o es  n o t  r esu lt  in   d ata  lo s s .   Ho wev er ,   th e   s en s o r ’ s   s e n s itiv ity   d ev iated   s lig h tly   f r o m   th e  e x p ec ted   Ner n s tian   b eh av io r     ( 6 1 . 1   m V/p H) ,   p o s s ib ly   d u e  t o   u n f o r eseen   d is tu r b a n ce s   d u r in g   f ab r icatio n   o r   i n s u f f icien t  d ata  av er ag in g   at  th e  I o T   s er v e r ’ s   o u tp u t.   T h e   c o n s is ten t  b e h av io r   o f   p H  E GFET   s u g g ests   th at  o th er   E G FET   s en s o r s   m ay   ex h ib it  s im ilar   ch ar ac ter is tics ,   ex p an d in g   th eir   p o te n tial  u s e  as  I o T   s en s o r s   in   v ar io u s   in d u s tr ies.   Ad d itio n ally ,   th e  s u cc ess f u l  L o R aWAN  in teg r atio n   o p en s   p o s s ib ilit ie s   f o r   f u r th er   test in g ,   s u ch   as  lo n g er   d is tan ce s   o r   en v ir o n m e n ts   wit h   m o r e  s ig n al  in ter f er e n ce .   T o   en h an ce   th e  r esear ch ,   f u tu r e  wo r k   co u ld   f o cu s   o n   im p r o v i n g   th e  m ic r o co n tr o ller   co d e  to   s en d   m o r e   d ata   to   L o R aWAN  I o T   o r   im p le m en tin g   a v er ag i n g   tech n iq u es  f o r   im p r o v ed   ac c u r ac y .   Ad d itio n ally ,   ex p lo r in g   asp ec ts   lik e  th e  ac tu al  p o wer   co n s u m p tio n ,   cr o s s talk   b etwe en   d ev ices ,   an d   ef f ec tiv e  c o m m u n icatio n   d is tan ce   f o r   L o R aWAN w o u ld   also   b e  b en ef icial.       ACK NO WL E DG E M E NT S   T h e  r esear ch   p r o ject  is   f u n d ed   b y   th e  Min is tr y   o f   Hig h er   E d u ca tio n   ( MO HE )   u n d e r   th e  Fu n d am en tal   R esear ch   Gr an t  Sch em e  ( FR GS) ( F R GS/1 /2 0 2 2 /TK 0 7 /UI T M/0 2 /3 8 )   an d   s u p p o r ted   b y   th e  C o lleg e   o f   E n g in ee r in g ,   Un iv e r s iti T ek n o lo g i M AR A.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   F .   R .   S i m õ e s   a n d   M .   G .   X a v i e r ,   “ E l e c t r o c h e mi c a l   se n so r s , ”   i n   N a n o s c i e n c e   a n d   i t s   Ap p l i c a t i o n s ,   E l se v i e r ,   2 0 1 7 ,   p p .   1 5 5 – 1 7 8 ,   d o i :  1 0 . 1 0 1 6 / B 9 7 8 - 0 - 323 - 4 9 7 8 0 - 0 . 0 0 0 0 6 - 5.   [ 2 ]   B .   W .   A n   e t   a l . ,   “ S m a r t   s e n s o r   s y s t e ms   f o r   w e a r a b l e   e l e c t r o n i c   d e v i c e s,”   Po l y m e rs ,   v o l .   9 ,   n o .   8 ,   p .   3 0 3 ,   Ju l .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / p o l y m 9 0 8 0 3 0 3 .   [ 3 ]     .   M o k h t a r i f a r ,   F .   G o l d s c h m i d t b o e i n g ,   a n d     .   W o i a s ,   “ I n d i u m  t i n   o x i d e   c o a t e d   p e t   f o r   d i f f e r e n t i a l   p h ‐ se n si n g   u si n g   f i e l d ‐ e f f e c t   t r a n s i st o r   b a s e d   se n s o r , ”   Mi c r o   &  N a n o   L e t t e rs ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 1 ,   p p .   1 5 2 5 – 1 5 3 0 ,   N o v .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / m n l . 2 0 1 8 . 5 2 4 0 .   [ 4 ]   S .   S i n h a   a n d   T.     a l ,   “ A   c o mp r e h e n si v e   r e v i e w   o f   f e t ‐ b a se d   p h   s e n s o r s:   mat e r i a l s,  f a b r i c a t i o n   t e c h n o l o g i e s,   a n d   mo d e l i n g , ”   El e c t r o c h e m i c a l   S c i e n c e   A d v a n c e s ,   v o l .   2 ,   n o .   5 ,   O c t .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / e l sa. 2 0 2 1 0 0 1 4 7 .   [ 5 ]   P .   S h a r ma   e t   a l . ,   “ H y d r o g e n   i o n   se n si n g   c h a r a c t e r i st i c s   o f   n a 3 b i o 4 – b i 2 o 3   mi x e d   o x i d e   n a n o s t r u c t u r e s  b a s e d   E g f e t   p h   se n so r , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   H y d r o g e n   E n e rg y ,   v o l .   4 5 ,   n o .   3 7 ,   p p .   1 8 7 4 3 – 1 8 7 5 1 ,   J u l .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i j h y d e n e . 2 0 1 9 . 0 7 . 2 5 2 .   [ 6 ]   Y .   X u   a n d   A .   H e l a l ,   “ S c a l a b l e   c l o u d – sen s o r   a r c h i t e c t u r e   f o r   t h e   i n t e r n e t   o f   t h i n g s, ”   I E EE  I n t e rn e t   o f   T h i n g s J o u r n a l ,   v o l .   3 ,   n o .   3 ,   p p .   2 8 5 – 2 9 8 ,   J u n .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JI O T. 2 0 1 5 . 2 4 5 5 5 5 5 .   [ 7 ]   P .   F e r r e i r a ,   R .   N .   M i r a n d a ,     .   M .   C r u z ,   a n d   H .   S .   M e n d o n c a ,   “ M u l t i - p r o t o c o l   l o r a w a n / WI - FI   sen so r   n o d e   p e r f o r man c e   a ss e ssm e n t   f o r   i n d u st r y   4 . 0   e n e r g y   m o n i t o r i n g , ”   i n   2 0 1 9   I EEE - A PS   T o p i c a l   C o n f e re n c e   o n   A n t e n n a s  a n d   Pr o p a g a t i o n   i n   W i re l e ss   C o m m u n i c a t i o n s ( APW C ) ,   I EEE,   S e p .   2 0 1 9 ,   p p .   4 0 3 – 4 0 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A P W C . 2 0 1 9 . 8 8 7 0 4 6 8 .   [ 8 ]   G .   K l i mi a sh v i l i ,   C .   T a p p a r e l l o ,   a n d   W .   H e i n z e l ma n ,   “ Lo R a   v s.   W I F I   a d   HOC :   a   p e r f o r ma n c e   a n a l y si s   a n d   c o mp a r i so n , ”   i n   2 0 2 0   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   C o m p u t i n g ,   N e t w o r k i n g   a n d   C o m m u n i c a t i o n s  ( I C N C ) ,  I EEE,   F e b .   2 0 2 0 ,   p p .   6 5 4 – 6 6 0 ,   d o i :  1 0 . 1 1 0 9 / I C N C 4 7 7 5 7 . 2 0 2 0 . 9 0 4 9 7 2 4 .       0 2 4 6 8 10 12 14 0 .0 0 .5 1 .0 1 .5 2 .0 2 .5 3 .0 y  =  - 0 . 0 5 0 5 x  +  1 . 1 8 8 7 R²  =  0 . 9 9 7 9 y  =  0 . 0 5 3 1 x  +  1 . 4 5 2 7 R²  =  0 . 9 9 8 4     A verag e   Read i n g   ( V ) pH   B1500   D A Q   L o Ra W A N y  =  - 0 . 0 6 1 1 x  +  1 . 2 5 2 9 R²  =  0 . 9 9 6 8 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ad v   Ap p l Sci     I SS N:   2252 - 8 8 1 4       P o ten tio metric field - effec t tra n s is to r   p H  s en s in g   in   a   lo w - p o w er w id e - a r ea   …   ( A kma l Mu s ta ffa   Zu lh a kim )   789   [ 9 ]   A .   Ta y e b i ,   L.   V e l t r i ,   F .   Z a n i c h e l l i ,   a n d   S .   C a s e l l i ,   “ I n t e r w o r k i n g   b e t w e e n   l o r a w a n   a n d   n o n - l o r a   I o T   sy st e m s,”   i n   2 0 2 2   I E EE  I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   P e rv a s i v e   C o m p u t i n g   a n d   C o m m u n i c a t i o n s  Wo rks h o p s  a n d   o t h e r  Af f i l i a t e d   Ev e n t s   ( Pe r C o m   Wo r k sh o p s) ,   I EEE,   M a r .   2 0 2 2 ,   p p .   4 1 5 – 4 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / P e r C o mW o r k s h o p s5 3 8 5 6 . 2 0 2 2 . 9 7 6 7 4 9 4 .   [ 1 0 ]   D .   S i n g h   e t   a l . ,   “ L o R a W A     g a t e w a y   a r c h i t e c t u r e   f o r   a q u a c u l t u r e   m o n i t o r i n g   i n   r u r a l   a r e a , ”   2 0 2 3   6 t 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 n f o rm a t i o n   S y st e m s  a n d   C o m p u t e r  N e t w o r k s,  I S C O N   2 0 2 3 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I S C O N 5 7 2 9 4 . 2 0 2 3 . 1 0 1 1 1 9 3 6 .   [ 1 1 ]   G .   C o d e l u p p i ,   A .   C i l f o n e ,   L.   D a v o l i ,   a n d   G .   F e r r a r i ,   “ L o R a F a r M :   a   l o r a w a n - b a se d   sm a r t   f a r mi n g   mo d u l a r   I o T   a r c h i t e c t u r e , ”   S e n so rs ,   v o l .   2 0 ,   n o .   7 ,   p .   2 0 2 8 ,   A p r .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s2 0 0 7 2 0 2 8 .   [ 1 2 ]   O .   T.   S a n c h e z ,   D .   R a p o s o ,   A .   R o d r i g u e s ,   F .   B o a v i d a ,   a n d   J .   S á   S i l v a ,   “   r i v a t e   l o r a w a n   n e t w o r k   g a t e w a y s:   a ssessme n t   a n d   mo n i t o r i n g   i n   t h e   c o n t e x t   o f   i I o T - b a sed   m a n a g e me n t , ”   i n   XX XI   C o n f e r e n c e   o n   E l e c t ri c a l   a n d   El e c t r o n i c   En g i n e e ri n g ,   B a se l   S w i t z e r l a n d :   M D P I ,   D e c .   2 0 2 3 ,   p .   4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n g p r o c 2 0 2 3 0 4 7 0 0 4 .   [ 1 3 ]   S .   W a n g   a n d   H .   Y a n ,   “ D e s i g n   o f   r e a l - t i me   m o n i t o r i n g   p l a t f o r m  f o r   i n t e r n e t   o f   t h i n g s  b a se d   o n   c l o u d   p l a t f o r m , ”   i n   2 0 2 0   I EEE   5 t h   I n f o rm a t i o n   T e c h n o l o g y   a n d   M e c h a t r o n i c s  E n g i n e e ri n g   C o n f e re n c e   ( I T O EC ) ,   I EEE,   Ju n .   2 0 2 0 ,   p p .   6 1 – 64 ,   d o i :  1 0 . 1 1 0 9 / I TO EC 4 9 0 7 2 . 2 0 2 0 . 9 1 4 1 8 8 1 .   [ 1 4 ]   G .   C .   H i l l a r ,   “ M Q T T  e ss e n t i a l s  -   a   l i g h t w e i g h t   I o T   p r o t o c o l , ”   J o u rn a l   o f   C h e m i c a l   I n f o rm a t i o n   a n d   Mo d e l i n g ,   v o l .   5 3 ,   n o .   9 ,   p .  2 7 3 ,   2 0 1 7 .   [ 1 5 ]   M .   C i m d i n s ,   F .   J o h n ,   a n d   H .   H e l l b r ü c k ,   “ F l e x i b l e   d a t a   a c q u i si t i o n   w i t h   l o r a w a n   a n d   M Q TT   f o r   sma l l   a n d   me d i u m - s i z e d   e n t e r p r i ses , ”   Mo b i l k o m m u n i k a t i o n :   T e c h n o l o g i e n   u n d   A n w e n d u n g e n   -   2 5 .   I T G - Fa c h t a g u n g ,   p p .   8 7 – 9 2 ,   2 0 2 1 .   [ 1 6 ]   A .   N .   R o sl i ,   R .   M o h a ma d ,   Y .   W .   M .   Y u so f ,   S .   S h a h b u d i n ,   a n d   F .   Y .   A .   R a h ma n ,   “ I mp l e m e n t a t i o n   o f   m q t t   a n d   l o r a w a n   s y st e m fo r   r e a l - t i me  e n v i r o n me n t a l   m o n i t o r i n g   a p p l i c a t i o n , ”   i n   2 0 2 0   I EEE  1 0 t h   S y m p o s i u m   o n   C o m p u t e r  Ap p l i c a t i o n s  &  I n d u s t ri a l   El e c t r o n i c s   ( I S C AI E) ,   I EEE,   A p r .   2 0 2 0 ,   p p .   2 8 7 – 2 9 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I S C A I E 4 7 3 0 5 . 2 0 2 0 . 9 1 0 8 8 0 8 .   [ 1 7 ]   M .   A l i ,   A .   A l q a h t a n i ,   M .   W .   Jo n e s ,   a n d   X .   X i e ,   “ C l u st e r i n g   a n d   c l a ss i f i c a t i o n   f o r   t i me   seri e s  d a t a   i n   v i s u a l   a n a l y t i c s :   a   su r v e y , ”   I EEE  A c c e ss ,   v o l .   7 ,   p p .   1 8 1 3 1 4 – 1 8 1 3 3 8 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 9 . 2 9 5 8 5 5 1 .   [ 1 8 ]   S .   D i   M a r t i n o ,   L.   F i a d o n e ,   A .     e r o n ,   A .   R i c c a b o n e ,   a n d   V .     .   V i t a l e ,   “ I n d u s t r i a l   i n t e r n e t   o f   t h i n g s:   p e r si s t e n c e   f o r   t i me   ser i e s   w i t h   N O S Q L  d a t a b a ses , ”   i n   2 0 1 9   I EEE  2 8 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   En a b l i n g   T e c h n o l o g i e s:   I n f ra s t ru c t u re   f o r   C o l l a b o r a t i v e   E n t e rp ri se s (WETI C E) ,   I EEE,   Ju n .   2 0 1 9 ,   p p .   3 4 0 – 345 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / W E TI C E. 2 0 1 9 . 0 0 0 7 6 .   [ 1 9 ]   Y .   A .   A h ma d ,   T.   S .   G u n a w a n ,   M .   H .   M .   R .   A l   M u n i r ,     .   M .   Y u so f f ,   M .   K a r t i w i ,   a n d   H .   M a n s o r ,   “ D e v e l o p m e n t   o f   v i su a l   d a s h b o a r d   f o r   r i v e r   mo n i t o r i n g   s y st e m,”   i n   2 0 2 2   I EE E  8 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   S m a r t   I n st ru m e n t a t i o n ,   Me a su r e m e n t   a n d   Ap p l i c a t i o n s (I C S I M A) ,   I EEE,   S e p .   2 0 2 2 ,   p p .   2 6 7 – 2 7 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C S I M A 5 5 6 5 2 . 2 0 2 2 . 9 9 2 8 9 7 3 .   [ 2 0 ]   M .   A .   Z u l k e f l e   e t   a l . ,   “ EV A LU A TI O     o n   t h e   e g f e t   p h   s e n s i n g   p e r f o r m a n c e   o f   s o l - g e l   sp i n   c o a t e d   t i t a n i u m  d i o x i d e   t h i n   f i l m, ”   J u r n a l   T e k n o l o g i ,   v o l .   8 3 ,   n o .   4 ,   p p .   1 1 9 – 1 2 5 ,   Ju n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 1 1 3 / j u r n a l t e k n o l o g i . v 8 3 . 1 6 3 1 3 .   [ 2 1 ]   H .   G u l i g a ,   W .   F .   H .   A b d u l l a h ,   a n d   S .   H .   H e r m a n ,   “ Ex t e n d e d   g a t e   f i e l d   e f f e c t   t r a n si s t o r   ( EG F ET )   i n t e g r a t e d   r e a d o u t   i n t e r f a c i n g   c i r c u i t   f o r   p h   se n si n g , ”   i n   2 0 1 4   2 n d   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 l e c t r i c a l ,   El e c t r o n i c s  a n d   S y st e m   En g i n e e r i n g   ( I C EE S E) ,   I EEE,   D e c .   2 0 1 4 ,   p p .   1 1 – 14 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C EESE . 2 0 1 4 . 7 1 5 4 6 0 5 .   [ 2 2 ]   W .   F .   H .   A b d u l l a h ,   M .   O t h ma n ,   a n d   M .   A .   M .   A l i ,   “ C h e mi c a l   f i e l d - e f f e c t   t r a n s i st o r   w i t h   c o n st a n t - v o l t a g e   c o n s t a n t - c u r r e n t   d r a i n - so u r c e   r e a d o u t   c i r c u i t , ”   i n   2 0 0 9   I EE E  S t u d e n t   C o n f e r e n c e   o n   R e se a rc h   a n d   D e v e l o p m e n t   ( S C O R e D ) ,   I EEE,   2 0 0 9 ,   p p .   2 1 9 – 2 2 1 ,  d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / S C O R ED . 2 0 0 9 . 5 4 4 3 1 1 2 .   [ 2 3 ]   N .   I .   M .   N o h ,   K .   A .   Y u s o f ,   M .   Z o l k a p l i ,   A .   Z .   A b d u l l a h ,   W .   F .   H .   A b d u l l a h ,   a n d   S .   H .   H e r ma n ,   “ Ef f e c t   o f   c h a n n e l   w i d t h - to - l e n g t h   r a t i o   o n   i s o t h e r mal   p o i n t   o f   m o sf e t - i sf e t   st r u c t u r e , ”   i n   R S M   2 0 1 3   I E EE   Re g i o n a l   S y m p o si u m   o n   M i c r o   a n d   N a n o e l e c t ro n i c s ,   I EEE,   S e p .   2 0 1 3 ,   p p .   1 3 0 – 1 3 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / R S M . 2 0 1 3 . 6 7 0 6 4 9 0 .   [ 2 4 ]   B .   S k i e r a ,   J.   R e i n e r ,   a n d   S .   A l b e r s ,   “ R e g r e ssi o n   a n a l y si s , ”   i n   H a n d b o o k   o f   M a rk e t   Re s e a r c h ,   v o l .   3 8 2 ,   n o .   8 5 2 0 ,   C h a m:   S p r i n g e r   I n t e r n a t i o n a l   P u b l i s h i n g ,   2 0 1 8 ,   p p .   1 – 29 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 319 - 0 5 5 4 2 - 8 _ 1 7 - 1.   [ 2 5 ]   M .   H u ss a i n ,   Z.   H .   I b u p o t o ,   M .   A .   A b b a s i ,   O .     u r ,   a n d   M .   W i l l a n d e r ,   “ Ef f e c t   o f   a n i o n s  o n   t h e   m o r p h o l o g y   o f   CO 3 O 4   n a n o s t r u c t u r e s   g r o w n   b y   h y d r o t h e r m a l   met h o d   a n d   t h e i r   p H   se n si n g   a p p l i c a t i o n , ”   J o u rn a l   o f   El e c t ro a n a l y t i c a l   C h e m i st ry ,   v o l .   7 1 7 – 7 1 8 ,   p p .   7 8 – 8 2 ,   M a r .   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j e l e c h e m. 2 0 1 4 . 0 1 . 0 1 1 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS         Akm a l   Mu st a ffa   Zu lh a k i m           is  a   M a ste r  o f   S c ien c e   stu d e n t  a t  U n iv e rsit i  Tek n o lo g i  M ARA .   He   re c e iv e d   h is  Ba c h e lo r  o f   En g in e e ri n g   (H o n s.)  El e c tro n ics   E n g in e e rin g   fro m   Un i v e rsiti   Tek n o lo g i  M AR A,  M a lay sia ,   i n   2 0 2 2 .   His  re se a rc h   in tere sts  i n c lu d e   se n so r   in terfa c in g   c ircu it r y ,   c ircu it   d e sig n ,   c o m p u ter   p r o g ra m m in g ,   t h e   I n tern e t  o f   T h in g s ,   a n d   c lo u d   se rv e r  c o n fig u ra ti o n s ,   a n d   h is  re c e n t  p ro jec ts  a re   re late d   to   th o se   a re a s.  He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  2 0 2 2 4 9 4 0 0 2 @s tu d e n t. u it m . e d u . m y   o r  a k m a lmu sta ffa 9 9 @g m a il . c o m .           Wa n   Fa z li d a   H a n i m   Abd u ll a h           is  a n   As sista n t  P ro fe ss o r  at   th e   S c h o o l  o f   El e c tri c a l  En g in e e rin g ,   Co ll e g e   o f  En g i n e e rin g ,   U n iv e rsiti   Tek n o l o g i  M ARA ,   M a lay sia .   He r  re se a rc h   in tere sts  in c l u d e   m icr o e lec tro n ic  d e v ice s,  so li d - sta te  se n so rs,   n a n o e lec tro n ics ,   a n d   se n so r - in terfa c in g   c ircu it s.   He r  re c e n t  p r o jec ts  a re   e x ten d e d - g a te  f i e ld - e ffe c t  tran sisto r   se n sin g   d e v e lo p m e n t  a n d   se n s o r  s y ste m   so lu ti o n s   fo r   a p p l ica ti o n s   su p p o r ti n g   S u sta in a b le   De v e lo p m e n t  G o a ls.  S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  wa n fa z @u it m . e d u . m y .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4   I n t J Ad v   Ap p l Sci ,   Vo l.   13 ,   No .   4 ,  Dec em b er   2 0 2 4 :  781 - 7 9 0   790     Ahm a d   Z a k i   Abu   Ba k a r           is  c u rre n tl y   a   S e n i o r  S taff  E n g i n e e r  at   t h e   Wi re les s   In n o v a ti o n   lab o ra to r y   in   M I M OS .   His  p rima ry   ro le  is  to   re a li z e   in terc o m m u n ica ti o n   b e twe e n   v a rio u s   h a rd wa re   d e v ice s  i n   term s  o f  e m b e d d e d   so ftwa re   p ro g ra m m in g .   He   is  a lso   re sp o n sib le  fo r  d e si g n i n g   a n d   imp l e m e n t i n g   t h e   d e v ice ’s  e n d - to - e n d   so ftwa re   f lo w  fo r   th e   in te g ra ti o n   wit h   M IM OS  IOT  p latfo rm .   He   h a s  v a st  wo rk i n g   e x p e rien c e   wit h   v a ri o u s  ro les   a n d   re sp o n sib il it ies   with in   t h e   e m b e d d e d   s y ste m   d e v e lo p m e n t   in   m u lt i n a ti o n a l  a n d   lo c a l  c o m p a n ies .   He   h o ld s   a   Ba c h e lo r 's   De g re e   in   E lec tri c a l  a n d   El e c tro n ics   En g in e e ri n g   fro m   S a lfo rd   Un i v e rsity ,   Un it e d   Kin g d o m .   A h m a d   Zak i  h o l d s  1 1   p a ten ts   (2   g ra n te d ,   9   f il e d ).   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t   e m a il :  z a k i. b a k a r@m imo s.m y .         Ro b a i a h   M a m a t           c o m p lete d   h e r  P h. D .   in   G ra p h e n e   Na n o m a teria l  a t  th e   F a c u lt y   o f  Ap p li e d   S c ien c e s,  Un i v e rsiti   T e k n o l o g i  M ARA .   S h e   re c e iv e d   h e r  M S c .   In   S u p e rc o n d u c to r   M a teria l  a t  th e   F a c u lt y   o f   Ap p li e d   S c ien c e s,  Un iv e rsiti   Tek n o l o g i   M ARA .   S h e   g ra d u a ted   wit h   h o n o rs   in   Ba c .   S c .   (H o n s)   P h y sic s  fr o m   th e   Un i v e rsiti   Te k n o lo g i   M a ra   S h a h   Ala m ,   M a lay sia .   S h e   is  a   re se a rc h   o fficia l  fo r  Re se a rc h   G r a n t  P RG S ,   S c h o o l  o f  El e c tri c a l  En g i n e e rin g ,   Co ll e g e   o f  En g i n e e rin g ,   Un i v e rsiti   Tek n o l o g i  M ARA ,   M a lay sia .   He r   re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   g ra p h e n e ,   n a n o m a teria ls,   n a n o e lec tro n ics ,   a n d   se n so r - in terfa c in g   c ircu it s.   He r  re c e n t  p ro jec ts  a re   e x ten d e d - g a te  fiel d - e ffe c t  tran sisto r  se n so r s ,   w h ich   a re   th e   d e v e lo p m e n t  o f  p H  se n so rs  a n d   n it ra te  se n so rs  wit h   d a ta  a n a ly ti c s.  S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t   e m a il :  ro b a iah h a ji m a m a t@g m a il . c o m   o r   Ro b a iah _ h jma m a t@y a h o o . c o m .           Ili  S h a ir a h   Abd u l  H a li m           is  a   S e n io r  Lec tu re r  i n   Co l leg e   o f  En g in e e ri n g ,   Un iv e rtsit i  Tek n o lo g i  M ARA .   S h e   re c e iv e d   h e r  Ba c h e lo r 's   De g re e   in   El e c tri c a l  En g in e e ri n g   (Ho n s)  fro m   Un iv e rsiti   Te k n o lo g i  M ARA ,   M a lay sia ,   in   2 0 0 7 .   S h e   o b tai n e d   h e r  M a ste r  o f   En g i n e e rin g   S c ien c e   fro m   th e   Un iv e rsity   o f  Ne w  S o u t h   Wale s,  Au stra li a ,   in   2 0 0 9 .   S h e   c u rre n tl y   re c e iv e d   h e r  P h . D.  in   2 0 2 1   fro m   UTM   in   t h e   a re a   o f  e m b e d d e d   sy ste m s  a n d   re c o n fig u ra b le co m p u ti n g .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  sh a irah @ u it m . e d u . m y .         Mu h a m m a d   Iz z a t  Alif   Mu sl a n           is  a   M a ste r  o f  S c ien c e   stu d e n t  a t  Un i v e rsit i   Tek n o lo g i  M ARA   a s  we ll   a s  a  P ro d u c t   De v e lo p m e n t  E n g i n e e r  a t  In tel  Co r p o ra ti o n .   He   o b tai n e d   h is  Ba c h e lo r   o f   En g in e e rin g   (Ho n s . )  El e c tro n ic  E n g in e e ri n g   in   2 0 1 9   fro m   Un iv e rsit i  Tek n o lo g i  M ARA   (UiTM )   S h a h   Ala m ,   S e lan g o r,   M a lay sia .   His  wo rk   in v o l v e s  c ircu it s   a n d   sy ste m s  m a d e   fo r  m o n it o ri n g ,   p a rti c u larly   i n   a g r icu lt u re .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :   2 0 2 1 7 2 2 8 7 9 @s tu d e n t. u it m . e d u . m y   o r   izz a t. a li f@h o tma il . c o m .         S u k r e e n   H a n a   H e r m a n           re c e iv e d   h e r   P h . D.  (M a teria ls  S c ien c e )   in   2 0 0 9   fro m   t h e   Ja p a n   Ad v a n c e d   In sti tu te  o f  S c ie n c e   a n d   Tec h n o l o g y   (JA IS T).   S u k re e n   wa s  with   S h a rp - Ro x y   b e fo re   p u rsu i n g   h e r  M a ste r’s.  S h e   jo in e d   Un i v e rsiti   Te k n o lo g i  M ARA   (UiTM )  in   2 0 0 4   a n d   n o w  is   a   se n io r   lec tu re r  a t   th e   S c h o o l  o f  El e c tri c a l  E n g i n e e rin g ,   C o ll e g e   o f  E n g in e e rin g   UiTM .   S h e   is   a   m e m b e r  o f  t h e   In te g ra ted   S e n so r  Re se a rc h   g ro u p   a t  t h e   C o ll e g e   o f  En g i n e e rin g .   He r  re se a rc h   i n tere sts  in c lu d e   F a b r ica ti o n   a n d   C h a ra c teriz a ti o n   o f   S e m ico n d u c to r   M a teria ls  i n   g e n e ra l  a n d   m a in l y   f o c u se d   o n   S e n so r  Ap p li c a ti o n s.  S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  h a n a 1 6 1 7 @ u i tm.e d u . m y .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.