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.  24 ,   No .   5 ,  Octo b er   20 26 ,   p p .   1 6 9 0 ~ 1 6 9 8   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 24 i 5 . 27889          1690       J o ur na l ho m ep a g e :   h ttp : //telko mn ika . u a d . a c. i d   Interne t  o f  things - ba sed s m a rt  i rri g a tion sy ste m   usi ng  so il  m o istur e and w ea ther  da ta       Z a k a rie  A bd i M o ha m u d 1, 2 ,   Ro ze ha   B inti  A.   Ra s hid 1 ,   Ya zid A bu ba k a r  Su f y a n 1   1 S c h o o l   o f   El e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   En g i n e e r i n g ,   U n i v e r si t i   T e k n o l o g i   M a l a y si a   ( U T M ) ,   Jo h o r ,   M a l a y si a   2 D e p a r t me n t   o f   T e l e c o mm u n i c a t i o n   E n g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   En g i n e e r i n g ,   H o r mu u d   U n i v e r si t y ,   M o g a d i sh u ,   S o mal i a       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   21 ,  2 0 2 6   R ev i s ed   J u n   18 ,  2026   A cc ep ted   J u n   30 ,  2026       W a ter  w a sta g e   in   a g ricu lt u re   re m a in s a   sig n if ica n t  c h a ll e n g e   d u e   to   irri g a ti o n   p ra c ti c e s  th a t  o f ten   re ly   o n   f ix e d   sc h e d u les   ra th e r   th a n   a c tu a l  f ield   c o n d i ti o n s.  T h is  stu d y   p re se n ts  a n   in tern e t  o f   th in g s  ( Io T ) - b a se d   sm a rt  irri g a ti o n   sy ste m   d e si g n e d   to   im p ro v e   wa ter - u se   e ff icie n c y   th ro u g h   re a l - ti m e   m o n it o rin g   a n d   a u t o m a ted   irri g a ti o n   c o n tr o l.   T h e   sy ste m   in teg ra tes   a   c a p a c it iv e   so il   m o istu re   se n so r  w it h   we a th e r  in f o r m a ti o n   o b ta in e d   f ro m   a n   o n li n e   a p p li c a ti o n   p ro g ra m m in g   i n terf a c e   ( A P I),   w h il e   a ll   d a ta  p ro c e ss in g   is   p e rf o r m e d   lo c a ll y   o n   a   Ra sp b e rry   P i  e d g e   d e v ice .   A   ru le - b a se d   d e c isio n   m e c h a n is m   is  u se d   to   c las sify   s o il   c o n d it i o n s  i n t o   d ry ,   o p ti m a l,   a n d   w e t   c a teg o ries   a n d   to   d e te rm in e   a p p ro p riate   irri g a ti o n   a c ti o n s  b a se d   o n   so il   m o istu re   lev e ls  a n d   ra in f a ll   f o re c a sts.  T h e   s y ste m   w a s  i m p le m e n ted   u sin g   lo w - c o st  a n d   re a d il y   a v a il a b le  c o m p o n e n ts  a n d   tes ted   u n d e r  c o n tro ll e d   c o n d i ti o n s  w it h   so il   m o istu re   l e v e ls  ra n g in g   f ro m   a p p ro x im a te l y   0 %   to   a b o v e   8 5 % .   Ex p e rim e n tal  re su lt s   sh o w e d   c o n siste n t   c las sif ica ti o n   o f   c rit ica l  d ry ,   o p ti m a l,   a n d   c rit ica l  w e t  c o n d it io n s,   e n a b li n g   a p p ro p riate   irri g a ti o n   re sp o n se s  u n d e r   d if f e re n t  sc e n a r io s.  I n   a d d it i o n ,   e m a il   n o ti f ica ti o n s  w e re   g e n e ra ted   o n ly   d u r in g   c rit ica l   c o n d it io n s,   w h il e   n o   a lerts   w e re   tri g g e re d   u n d e r   o p ti m a l  m o istu re   lev e ls,  d e m o n stra ti n g   sta b le  a n d   re li a b le   o p e ra ti o n .   T h e   p ro p o se d   sy ste m   p ro v id e s  a   p ra c ti c a l  a n d   c o st - e f f e c ti v e   so lu ti o n   f o r  su p p o rti n g   e ff icie n t  irri g a ti o n   m a n a g e m e n t  a n d   su sta in a b le  a g ricu lt u ra l  p ra c ti c e s.   K ey w o r d s :   Au to m a ted   d ec is io n - m a k i n g   E d g e  co m p u ti n g   I n ter n et  o f   t h i n g s   S m ar t ir r ig a tio n   s y s te m   So il  m o is t u r e   Su s tain ab le  a g r icu l tu r e   W ea th er   d ata   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 :   R o ze h a  B in ti  A .   R as h id   Sch o o l o f   E lectr ical  E n g i n ee r i n g ,   Fac u lt y   o f   E n g i n ee r i n g ,   U n iv er s iti  T ek n o lo g i M ala y s ia  ( UT M)   8 1 3 1 0   Sk u d ai,   J o h o r ,   Ma lay s i a   E m ail: r o ze h a @ u t m . m y       1.   I NT RO D UCT I O N   E f f icien t  w ater   m a n a g e m en t  r e m ai n s   o n e  o f   t h e  k e y   c h alle n g e s   i n   m o d er n   a g r icu ltu r e,   a s   ir r ig atio n   ac co u n t s   f o r   a  s ig n i f ican t  p o r t io n   o f   g lo b al  f r es h w ater   co n s u m p tio n .   A g r ic u lt u r e  is   w id el y   r ec o g n ized   as  t h e   lar g est  u s er   o f   f r es h w ater   r es o u r ce s ,   an d   i n cr ea s i n g   p r ess u r e  f r o m   cl i m ate   ch a n g e,   p o p u latio n   g r o w t h ,   a n d   r is in g   f o o d   d em a n d   h a s   in te n s i f ied   co n ce r n s   ab o u t  w a te r   s ca r cit y   an d   s u s tai n ab ilit y   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   I n   m a n y   ag r icu l tu r al  s et tin g s ,   ir r ig atio n   is   s ti ll  ca r r ied   o u t  b ased   o n   f i x ed   s ch ed u les  o r   m a n u a l   j u d g m en t,  w i th o u t  co n s id er in g   r ea l - ti m e  s o il  m o is tu r e  co n d itio n s   o r   s h o r t - ter m   w ea th er   v ar iatio n s .   As  a  r esu lt,  s u c h   p r ac tices  o f ten   lead   to   in e f f icie n t  w ater   u s e,   o v er - ir r ig atio n ,   an d   r ed u c ed   cr o p   p r o d u ctiv it y   [ 3 ] ,   [ 4 ] .    T o   ad d r ess   th ese  c h alle n g e s ,   r ec en t  r esear ch   h as  i n cr ea s i n g l y   e x p lo r ed   th e  u s e  o f   in ter n et   o f   th i n g s   ( I o T )   tech n o lo g ies  f o r   r ea l - ti m e  m o n ito r in g   a n d   co n tr o l  in   ag r i c u lt u r al  s y s te m s .   So il  m o is t u r e  s e n s o r s ,   to g eth er   w it h   en v ir o n m en tal  an d   cli m atic  d ata,   allo w   ir r ig atio n   s y s te m s   to   r esp o n d   m o r e  d y n a m ical l y   to   ac tu al  f ield   co n d itio n s   i n s tead   o f   r el y i n g   o n   s tatic  s c h ed u les   [ 5 ] ,   [ 6 ] .   P r ev io u s   s t u d ies  h av e  s h o w n   th at  I o T - 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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           I n tern et  o f th in g s - b a s ed   s ma r t irr ig a tio n   s ystem  u s in g   s o il  mo is tu r e  a n d   w ea th er   ( Za ka r i e  A b d i  Mo h a mu d )   1691   b ased   ir r ig atio n   s y s te m s   ca n   r ed u ce   w a ter   co n s u m p tio n   w h ile  m ai n tai n i n g   o r   ev e n   i m p r o v i n g   cr o p   p r o d u ctiv it y   b y   ap p l y in g   w at er   o n l y   w h e n   it  i s   n ee d ed   [ 7 ] ,   [ 8] .  T h ese  d ev elo p m e n ts   ali g n   clo s e l y   w i th   t h e   Un ited   Natio n s   Su s tai n ab le  D ev elo p m e n t G o al  ( SDG)   6 ,   w h ich   f o cu s e s   o n   e f f icie n t  w ater   u s e  a n d   s u s tai n ab le  w ater   m an a g e m e n t.   B ey o n d   s en s in g   tec h n o lo g ies,   d ata - d r iv en   ap p r o ac h es  h a v e   b ee n   in tr o d u ce d   to   im p r o v e   d ec is io n - m ak in g   i n   s m ar t  ir r ig at io n   s y s te m s .   T h ese  ap p r o ac h es  co m b in e  s o il  m o i s t u r e  d ata  w i th   w ea t h er   in f o r m a tio n   to   s u p p o r t  m o r e  ad ap tiv e  ir r ig atio n   s ch ed u li n g .   B o th   d ata - d r iv e n   ap p r o ac h es  an d   r u le - b ased   d ec is io n   m ec h a n i s m s   h a v e  d e m o n s tr at ed   p r o m i s i n g   r e s u lt s   in   o p ti m izin g   ir r ig atio n   ti m i n g   an d   r ed u cin g   u n n ec e s s ar y   w ater   u s a g e  [ 9 ] – [ 1 2 ] .  Su ch   a p p r o ac h es  co n tr ib u te  to   i m p r o v ed   ag r icu l tu r al  e f f icie n c y   a n d   s u p p o r t  SDG  2   ( Z er o   Hu n g er )   b y   p r o m o tin g   s u s tai n ab le  f o o d   p r o d u ctio n .   Desp ite  th e s e  ad v a n ce m en t s ,   m an y   e x is tin g   s m ar t  ir r i g atio n   s y s te m s   r el y   h ea v il y   o n   cl o u d - b ased   p latf o r m s   f o r   d ata  p r o ce s s in g   an d   d ec is io n - m a k in g .   W h ile  clo u d   s o lu tio n s   o f f er   h ig h   co m p u tatio n al   ca p ab ilit y ,   th e y   m a y   in tr o d u c e  co m m u n ica tio n   d ela y s ,   in cr ea s e  s y s te m   co m p lex i t y ,   an d   r aise  d ata  p r iv ac y   co n ce r n s ,   p ar ticu lar l y   i n   r u r al  o r   r eso u r ce - li m ited   en v ir o n m e n ts   w it h   u n s tab le  in ter n et  co n n ec ti v it y   [ 1 3 ] ,   [ 1 4 ] .  T h ese  li m itatio n s   ca n   n e g ati v el y   af f ec t  s y s te m   r esp o n s i v e n es s ,   r eliab ilit y ,   an d   r ea l - ti m e  ir r ig atio n   co n tr o l   ef f icien c y   [ 1 5 ] .   E d g e  co m p u ti n g   h as  r ec en tl y   e m er g ed   as  a  p r o m i s i n g   alter n ativ e  b y   en ab li n g   d ata  p r o ce s s in g   clo s er   to   th e  s o u r ce .   B y   p e r f o r m in g   d a t a   an a ly s is   an d   d e ci s i o n - m ak in g   l o ca l ly   o n   e d g e  d ev i c es   s u ch   as   s in g l e - b o a r d   c o m p u t e r s ,   s y s t em   l at en cy   c an   b e   r e d u c e d   a n d   d e p en d en c e   o n   c o n t in u o u s   in te r n et   c o n n ec t iv i ty   m in im i z e d   [ 1 6 ] ,   [ 1 7 ] .   E d g e - b a s e d   a p p r o a c h e s   h a v e  b e e n   s h o w n   t o   im p r o v e   r es p o n s iv en es s ,   r o b u s tn es s ,   a n d   e n e r g y   ef f ic i en cy   i n   I o T - e n a b l e d   ag r i cu l tu r a l   a p p li ca t i o n s ,   m ak in g   th em   w e l l   s u it ed   f o r   p r e c i s i o n   i r r ig a ti o n   s y s t em s   [ 1 8 ] ,   [ 1 9 ] .   Ho w e v er ,   s ev er al  li m itatio n s   s till   ex is t  i n   cu r r en t  s m ar t  ir r ig atio n   s o lu tio n s .   Ma n y   s y s te m s   f o cu s   m ai n l y   o n   eit h er   s en s o r - b ase d   m o n i to r in g   o r   clo u d - b ased   an al y tics ,   w it h o u t  o f f er in g   a  f u ll y   i n te g r ated   an d   p r ac tical   s o lu tio n   [ 2 0 ] ,   [ 2 1 ] .   C lo u d - d ep en d en t  ap p r o ac h es  m a y   s u f f er   f r o m   d ela y ed   r esp o n s es  a n d   r ed u ce d   r eliab ilit y   in   r ea l - ti m e  ap p licatio n s ,   esp ec iall y   i n   ar ea s   w i t h   u n s tab le  co n n ec tiv it y .   I n   a d d itio n ,   d ata - d r iv en   s y s te m s   o f te n   r eq u ir e  lar g e  d a tasets   a n d   h i g h er   co m p u tatio n al  r eso u r ce s ,   w h ic h   m a y   n o t  b e  s u itab le  f o r   lo w - co s t  o r   r eso u r ce - co n s tr ai n ed   en v ir o n m e n ts .   F u r th er m o r e,   s o m e  s y s te m s   d o   n o t  ef f e ctiv el y   in co r p o r ate  w ea t h er   f o r ec ast  d ata  i n to   ir r ig atio n   d ec is io n - m ak in g ,   li m i tin g   t h eir   ab ili t y   to   ad ap t  to   ch an g i n g   en v ir o n m e n tal  co n d itio n s   [ 2 2 ] ,   [ 2 3 ] .   R ec en t  s t u d ies  h av e  d e m o n s tr ated   th e  ef f ec ti v e n ess   o f   I o T   an d   au to m ated   d ec is io n - m ak in g   in   i m p r o v i n g   ir r ig atio n   m an a g e m en t.  Fo r   ex a m p le,   d ata - d r i v en   s y s te m s   i n   [ 7 ] ,   [ 8 ] ,   [ 1 1 ]   p r o v id e  d ata - d r iv en   ir r ig atio n   d ec is io n s   w i th   h i g h   p r e d ictiv e  ac cu r ac y .   Ho w e v e r ,   th ese  ap p r o ac h es  o f ten   r eq u ir e  lar g e  d atasets ,   m o d el   tr ain i n g ,   a n d   clo u d - b ased   in f r astr u ctu r e s ,   w h ich   i n cr ea s e  s y s te m   co m p le x it y   an d   li m it  r ea l - ti m e   r esp o n s iv e n e s s .   Si m ilar l y ,   I o T - b ased   s y s te m s   in   [ 5 ] ,   [ 6 ] ,   [ 2 1 ]   en ab le  r ea l - ti m e  m o n i to r in g   b u t  o f ten   lac k   in te g r ated   d ec is io n - m a k i n g   o r   ef f ec tiv e  u s e  o f   w ea th er   f o r ec ast d ata.   I n   co n tr ast   to   ex i s ti n g   ap p r o a ch es,  t h e  p r o p o s ed   s y s te m   ad d r ess es  t h ese  l i m itatio n s   b y   i n teg r at in g   s o il  m o is t u r e  s en s i n g ,   w ea t h er - a w ar e  d ec is io n - m a k in g ,   an d   ed g e - b ased   p r o ce s s in g   w i th i n   a  u n if ied   f r a m e w o r k .   Un li k e  clo u d - d e p en d en t  o r   d ata - d r iv en   s y s te m s ,   t h e  p r o p o s ed   ap p r o ac h   p er f o r m s   all  d ata   p r o ce s s in g   lo ca ll y   o n   a  R asp b er r y   P i,  en ab lin g   f aster   r esp o n s e  ti m es  an d   r ed u cin g   r eli an ce   o n   co n ti n u o u s   in ter n e t  co n n ec ti v it y .   I n   ad d itio n ,   a  lig h t w ei g h t  r u le - b ased   d ec is io n   m ec h an i s m   i s   ad o p te d   to   en s u r e  s y s te m   s i m p lic it y ,   co m p u tatio n al  ef f i cien c y ,   a n d   p r ac tical  d ep lo y m en t in   r ea l - w o r ld   ag r icu ltu r al  e n v ir o n m e n t s .   T h e  m ai n   co n tr ib u ti o n s   o f   th is   s tu d y   ar e  s u m m ar ized   as  f o ll o w s :   ( i)   d ev elo p m en t  o f   a  lo w - co s t  I o T - b ased   s m ar t   ir r ig atio n   s y s t e m   t h at  in te g r ates   s o il  m o is tu r e  s en s in g   w it h   r ea l - ti m e  w ea t h er   d ata ;    ( ii)  i m p le m e n tatio n   o f   a n   ed g e  co m p u tin g   ap p r o ac h   u s i n g   a  R asp b er r y   P i  to   en ab l e  f ast   an d   r eliab le  lo ca l   d ec is io n - m a k i n g ;  ( iii)  d esi g n   o f   a  li g h t w eig h t  r u le - b ased   d ec is io n   m ec h an i s m   f o r   ad ap tiv e  ir r ig atio n   co n tr o l   w it h o u t  r el y in g   o n   co m p lex   d ata - d r iv en   m o d els ;   an d   ( i v )   e x p er i m e n tal  v alid atio n   o f   t h e  s y s te m   u n d er   s o il  m o is t u r e  lev els  r an g i n g   f r o m   ap p r o x im a tel y   0 %  to   ab o v e  8 5 %,  r ep r esen ti n g   cr itical  d r y ,   o p tim a l,  an d   cr itical  w et  co n d itio n s .   Mo tiv a ted   b y   th ese  co n tr ib u t io n s ,   t h is   s t u d y   p r ese n ts   a n   I o T - b ased   s m ar t  ir r ig atio n   s y s te m   th at  i n teg r ate s   s e n s i n g ,   lo ca l  p r o ce s s in g ,   an d   r u le - b ase d   d ec is io n - m a k i n g   to   i m p r o v e  ir r ig a tio n   ef f icie n c y   a n d   r ed u ce   u n n ec es s ar y   w ater   u s a g e  [ 2 4 ] ,   [ 2 5 ] .       2.   M E T H O D    T h is   s ec tio n   d escr ib es  t h e  m et h o d o lo g y   u s ed   to   d esig n   a n d   i m p le m e n t  t h e  p r o p o s ed   I o T - b ased   s m ar t   ir r ig atio n   s y s te m .   T h e  f o cu s   i s   o n   d ev elo p in g   a  lo w - co s t  a n d   p r ac tical  s o lu tio n   th a t  in te g r ates  s o il  m o is tu r e  s en s in g ,   w ea t h er   i n f o r m atio n ,   an d   r u le - b ased   d ec is io n - m a k in g   u s i n g   a n   ed g e  co m p u t in g   ap p r o ac h .   Un lik e   co m p le x   d ec is io n - m ak in g   m o d el s ,   th e  p r o p o s ed   s y s te m   e m p lo y s   a  lig h t w ei g h t  r u le - b as ed   d ec is io n   m ec h a n i s m ,   m a k i n g   it  s u i tab le  f o r   r ea l - ti m e  o p er atio n   in   r eso u r ce - co n s tr ai n ed   en v ir o n m en t s .       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.  24 ,   No .   5 ,  Octo b e r   20 26 :  1 6 9 0 - 1698   1692   2 . 1 .     Sy s t em   ar chit ec t ure   T h e  p r o p o s ed   s m ar t  ir r i g atio n   s y s te m   co n s is t s   o f   f o u r   m a in   f u n ct io n al  co m p o n en ts :   s e n s i n g ,   d ata  ac q u is itio n ,   d ec is io n - m ak in g ,   an d   ac tu atio n .   So il  co n d itio n s   ar e  co n tin u o u s l y   m o n ito r ed   u s i n g   a  ca p ac itiv e   s o il  m o is t u r e  s en s o r   in s talled   in   th e  f ie ld ,   w h ic h   p r o v id es  r ea l - ti m e  m ea s u r e m e n ts   o f   s o il  m o is t u r e  lev els.  A t   th e  s a m e  ti m e,   r elev a n t  w e ath er   in f o r m atio n ,   s u c h   as  r ain f all  p r o b ab ilit y   a n d   a m b i en t  te m p er at u r e,   is   r etr iev ed   f r o m   an   o n li n e  w ea t h er   ap p licatio n   p r o g r a m m in g   i n ter f ac e  ( A P I ) .   A ll  co llected   d ata  ar e   tr an s m i tted   to   a  R asp b er r y   P i,  w h ic h   s er v es  as  t h e  ed g e  co m p u t in g   u n it.  T h e  R asp b er r y   P i  p r o ce s s es  b o th   s en s o r   an d   w ea t h er   d ata  lo ca ll y ,   e n ab lin g   r ea l - ti m e  d ec is io n - m ak i n g   w h ile   r ed u cin g   d ep en d en ce   o n   co n ti n u o u s   i n ter n et  co n n ec ti v it y .   B ased   o n   t h e  p r o ce s s ed   in p u t s ,   t h e  s y s te m   d eter m in e s   w h et h er   ir r ig atio n   is   r eq u ir ed   a n d   au to m atica ll y   co n tr o ls   w ater   f lo w   t h r o u g h   a  s o len o id   v a lv e   co n n ec ted   to   th e  ir r ig a tio n   s y s te m .   I n   a d d i t i o n ,   s y s tem   s ta tu s   an d   i r r i g at i o n   a c ti o n s   a r e   c o m m u n i c at e d   t o   th e   u s e r   th r o u g h   n o t i f i c a ti o n   s e r v i c es ,   en a b lin g   r em o t e  m o n i t o r in g   an d   im p r o v e d   a w a r en es s   o f   f i e l d   c o n d i t i o n s .   T h e  o v er a l l   d a ta   f l o w   o f   th e  s y s tem   c an   b e   s u m m a r i z e d   a s   f o l l o w s :   ( i )   s o i l   m o is tu r e   a n d   w ea th e r   d a t a   a r e   c o l l ec t e d ;   ( ii )   d a t a   a r e   p r o c e s s e d   l o c a l ly   o n   th e   R a s p b e r r y   Pi ;   ( ii i )   t h e   d e c i s i o n   m e ch an is m   ev a l u at es   i r r i g a t i o n   c o n d i t i o n s ;  an d   ( iv )   a p p r o p r i a t e   a c t i o n s   a r e   ex e cu t e d   th r o u g h   th e   ac tu a t o r   a n d   n o tif i c at i o n   s y s t em .   T h e  m o d u lar   d esi g n   o f   th e  s y s te m   allo ws   ea ch   co m p o n e n t  to   o p er ate  in d ep en d en tl y   w h ile  r e m ain i n g   f u ll y   i n t e g r ated   w it h i n   t h e  o v er all  ar ch itect u r e.   T h is   d esig n   s i m p li f ies  d ep lo y m en t,  m ai n te n a n ce ,   an d   f u t u r e   s y s te m   ex p an s io n .   Fi g u r e  1   il lu s tr ate s   t h e  o v er all   s y s te m   ar ch i tectu r e,   s h o w i n g   th e  i n te g r atio n   o f   s o il  m o is t u r e  s en s in g ,   w ea th er   d ata  ac q u is itio n   ed g e - b ase d  p r o ce s s in g   u s in g   R asp b er r y   P i,  r u le - b ased   d ec is io n - m a k i n g ,   au to m ated   ir r i g atio n   co n tr o l  th r o u g h   a  s o len o id   v alv e,   a n d   u s er   n o tific atio n   s e r v ices  f o r   m o n ito r i n g   a n d   s u p e r v is io n .           Fig u r e  1 .   Ov er all  s y s te m   ar ch i tectu r e       2 . 2 .     H a rdwa re   a nd   s o f t w a re   i m ple m e nta t io n   T h e  s y s te m   is   i m p le m en ted   u s in g   lo w - co s t a n d   r ea d il y   av a il ab le  h ar d w ar e  co m p o n en t s .   A   R asp b er r y   P i  3   Mo d el  B +  is   u s ed   as  th e  m ai n   co n tr o ller   d u e  to   its   co m p ac t  s ize  an d   s u f f icie n t  p r o ce s s in g   ca p ab ilit y   f o r   ed g e - b ased   ap p licatio n s .   A   c ap ac itiv e  s o il  m o is t u r e  s e n s o r   is   e m p lo y ed   to   m ea s u r e  s o il  m o is t u r e  le v els   r eliab l y .   Sin ce   R a s p b er r y   P i  d o es  n o t  s u p p o r t  d ir ec t   an alo g   in p u t,  an   MCP 3 0 0 8   an alo g - to - d ig ita l  co n v er ter   ( A D C )   is   u s ed   to   co n v er t  th e  s en s o r   o u tp u t  in to   d ig ital   s ig n a ls .   I r r ig ati o n   is   co n tr o lled   u s in g   a  r ela y - co n n ec ted   s o le n o id   v alv e,   w h i ch   en ab les  a u to m atic  r eg u lati o n   o f   w ater   f lo w   b ased   o n   s y s te m   d ec is io n s .   T h e   s o f t w ar e  i s   d ev e lo p ed   in   P y t h o n   an d   i s   r esp o n s ib le  f o r   s e n s o r   d ata  ac q u is itio n ,   w ea t h er   d ata  r etr iev al  f r o m   t h e   A P I ,   ex ec u tio n   o f   th e  d ec is io n   lo g ic,   an d   co n tr o l  o f   th e  ac tu ato r .   No tif icatio n   s er v ices  ar e  also   in teg r ated   to   in f o r m   th e  u s er   ab o u t so il c o n d itio n s   an d   ir r ig a tio n   s ta tu s .     2 . 3 .     Sy s t em   o pera t ing   a lg o rit h m   T h e  s y s te m   o p er atin g   al g o r ith m   g o v er n s   th e  ir r i g atio n   d ec is io n - m ak i n g   p r o ce s s .   T h e   alg o r ith m   co n tin u o u s l y   m o n ito r s   s o il  m o is tu r e  d ata  an d   clas s i f ies  s o il  co n d itio n s   i n to   th r ee   ca te g o r ies :  d r y ,   o p ti m al,   a n d   w et.   T h ese  clas s if icatio n s   ar e  b ased   o n   p r e d ef in ed   m o is tu r e  th r es h o ld s   d eter m i n ed   th r o u g h   e m p ir ica l   ca lib r atio n   d u r in g   co n tr o lled   test in g .   Sp ec if ical l y ,   s o il  m o is t u r e  v al u es  b elo w   ap p r o x i m ate l y   1 5 %  ar e  class i f ied   as  d r y ,   v al u es  b et w ee n   3 0 %  an d   4 5 %  ar e   co n s id er ed   o p tim al,   an d   v al u es  ab o v e   8 5 %   ar e  class if ied   as  w et.   T h ese  t h r es h o ld   r an g es  w er e  s elec ted   b ased   o n   ex p er i m e n tal  o b s er v atio n s   t o   r ef lect  p r ac tical   ir r ig atio n   r eq u ir e m en ts   u n d er   co n tr o lled   co n d itio n 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           I n tern et  o f th in g s - b a s ed   s ma r t irr ig a tio n   s ystem  u s in g   s o il  mo is tu r e  a n d   w ea th er   ( Za ka r i e  A b d i  Mo h a mu d )   1693   W h en   t h e  s o il  i s   clas s i f ied   as  d r y ,   th e  s y s te m   ev al u ate s   w ea t h er   i n f o r m atio n   o b tain ed   f r o m   t h e   w ea t h er   A P I ,   p ar ticu lar l y   r ai n f all  p r ed ictio n .   I f   r ai n f all  i s   ex p ec ted ,   ir r ig atio n   is   d ela y ed   to   av o id   u n n ec e s s ar y   w ater   u s a g e.   Oth er w i s e,   ir r ig a tio n   is   ac ti v ated   t h r o u g h   t h e  s o len o id   v alv e.   W h e n   t h e  s o il  m o is t u r e  lev el  f all s   w it h i n   th e  o p ti m al  r an g e,   ir r i g atio n   i s   n o t  tr ig g er ed ,   as  th e  s o il  alr ea d y   co n ta in s   s u f f icie n t  m o is t u r e  f o r   cr o p   g r o w t h .   Si m ilar l y ,   w h e n   t h e  s o il  is   c lass if ied   a s   w et,   ir r ig atio n   is   s to p p ed   i m m ed iatel y   to   p r ev e n t  o v er - ir r ig atio n   a n d   p o ten tial  w ater l o g g i n g .   T h e  alg o r ith m   o p er at es  in   a   co n ti n u o u s   lo o p ,   allo w i n g   t h e  s y s te m   to   ad ap t  d y n a m icall y   to   ch a n g i n g   en v ir o n m e n tal  co n d itio n s .   B y   in te g r ati n g   r ea l - t i m e  s e n s in g   w it h   w ea t h er - a w ar e  d ec is io n - m ak in g ,   th e  s y s te m   en s u r e s   ef f icie n t  an d   r esp o n s i v e  ir r ig atio n   co n tr o l.   I t  is   i m p o r tan t  to   n o te  th at  t h e  p r o p o s ed   s y s te m   d o es   n o t  r el y   o n   d ec is io n - m ak in g   o r   m o d el  tr ain i n g .   I n s tead ,   it  u tili ze s   a  r u le - b ased   d ec is io n   m ec h a n is m ,   w h ic h   p r o v id es  a  lig h t w ei g h t,  tr an s p ar en t,  an d   co m p u tatio n al l y   ef f icie n t  s o l u tio n   s u itab le  f o r   ed g e - b a s ed   d ep l o y m e n t.   Fig u r e  2   p r esen ts   th e  f lo w c h ar t  o f   th e  s y s te m   o p er atin g   alg o r it h m ,   illu s tr atin g   t h e  s eq u e n ce   o f   m o n ito r in g ,   d ec is io n - m ak i n g ,   an d   ac tu atio n   p r o ce s s es.           Fig u r e  2 .   Flo w c h ar t o f   t h e  s y s t e m   o p er atin g   al g o r ith m       3.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N    T h is   s ec tio n   p r esen ts   th e  p r elim i n ar y   ev al u atio n   o f   th e  p r o p o s ed   I o T - b ased   s m ar t  ir r ig atio n   s y s te m .   T h e  ass ess m e n t  f o c u s e s   o n   v a lid atin g   th e  s y s te m ’ s   ab ilit y   t o   ac cu r atel y   clas s i f y   s o il  m o is tu r e  co n d itio n s   an d   to   p r o v id e  r eliab le  n o tif icatio n   s u p p o r t.  T h e  r esu lts   ar e  in ten d ed   to   v er if y   th e  co r e  f u n ct io n alit y   o f   t h e  s y s t e m   p r io r   to   f u ll - s ca le  d ep lo y m e n t  an d   au to m a ted   ir r ig atio n   co n tr o l u n d er   r ea l f ield   co n d itio n s .     3 . 1 .     So il  m o i s t ure  cla s s if ica t io n r esu lt s   T h e  s y s te m   w a s   test ed   u n d er   th r ee   p r ed ef in ed   s o il  m o is tu r e  co n d itio n s :  cr itical  d r y ,   o p ti m al,   an d   cr itical  w et.   So il   m o i s t u r e  r ea d in g s   w er e  co n tin u o u s l y   ac q u ir ed   u s i n g   a  ca p ac iti v e  s e n s o r   an d   p r o ce s s ed   lo ca ll y   o n   t h e  R asp b er r y   P i.  B ased   o n   th e s e  r ea d in g s ,   t h e  s y s te m   c lass if ied   s o il  co n d itio n s   in to   t h e  p r ed ef in ed   ca teg o r ies u s i n g   t h e  p r o p o s ed   r u le - b ased   d ec is io n   m ec h a n is m.   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.  24 ,   No .   5 ,  Octo b e r   20 26 :  1 6 9 0 - 1698   1694   T h e  r esu lts   d e m o n s tr ate  t h at  th e  p r o p o s ed   s y s te m   p er f o r m ed   r eliab ly   u n d er   all  test ed   c o n d itio n s ,   w it h   ap p r o p r iate  ir r ig atio n   r e s p o n s es  a n d   n o tif ica tio n   b eh a v io r   ac r o s s   cr itical  d r y ,   o p ti m al,   an d   cr itical  w et   s ce n ar io s .   Fi g u r e  3   p r esen ts   t h e  co n s o le  o u tp u t  u n d er   d if f e r en t  s o il  m o is tu r e  co n d itio n s :  Fig u r e  3 ( a)   cr itical   d r y ,   Fi g u r e  3 ( b )   o p tim a l,  an d   Fig u r e  3 ( c)   cr itical  w et.   T h e  d is p la y ed   o u tp u t s   in c lu d e  m o i s tu r e  i n d ex   v alu e s ,   class i f icatio n   lab els,  an d   i n ter n al  co u n ter   v al u es  u s ed   to   en s u r e  d ec is io n   s tab il it y .   T h ese  r esu lt s   co n f ir m   t h at  th e  s y s te m   i s   ca p ab le  o f   co n t in u o u s   m o n i to r in g   an d   s tab le  class i f icatio n   w it h o u t  f l u ctu a t io n   o r   in co n s i s te n t  b eh av io r .         ( a)       ( b )       ( c)     Fig u r e  3 .   C o n s o le  o u tp u t f o r   s o il  m o is t u r e  co n d itio n s : ( a)   d r y ,   ( b )   o p tim al,   an d   ( c)   w et       Fro m   an   o p er atio n al  p er s p ec t iv e,   clas s i f icatio n   s tab ilit y   is   ess e n tial  f o r   r eliab le  ir r ig atio n   co n tr o l.   A cc u r ate  id en t if ica tio n   o f   d r y   co n d itio n s   e n s u r es  t i m e l y   ir r i g atio n ,   w h ile  co r r ec t  d etec tio n   o f   o p ti m al  a n d   w et  co n d itio n s   p r e v en t s   u n n ec es s ar y   o r   ex ce s s i v e  w ater i n g .   T h is   d ir ec tl y   co n tr ib u te s   to   i m p r o v ed   w ater - u s e   ef f icien c y   a n d   r ed u ce s   th e  r is k   o f   o v er - ir r ig a tio n ,   w h ich   ca n   n eg at iv el y   a f f ec t c r o p   h ea lth .   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           I n tern et  o f th in g s - b a s ed   s ma r t irr ig a tio n   s ystem  u s in g   s o il  mo is tu r e  a n d   w ea th er   ( Za ka r i e  A b d i  Mo h a mu d )   1695   3 . 2 .     No t if ica t io n  s y s t em   perf o r m a nce   T h e   n o tif icatio n   f u n ctio n alit y   o f   th e  s y s te m   w a s   ev al u ated   b y   a n al y z in g   th e  e m ail  aler ts   g en er ated   u n d er   d if f er en t  s o il  m o is t u r e   co n d itio n s .   T h e  s y s te m   d e m o n s tr ated   co n d itio n - b ased   n o t if icatio n   b eh av io r ,   w h er e  aler ts   w er e  g e n er ated   o n l y   w h en   n ec es s ar y .   W h en   t h e   s o il c o n d itio n   w as   clas s if ied   as c r iticall y   d r y ,   t h e   s y s te m   s u cc es s f u ll y   g e n er ated   an   e m ail   aler t  i n d icati n g   in s u f f icie n t   m o i s tu r e  a n d   r ec o m m en d i n g   i m m ed iate   ir r ig atio n .   Si m ilar l y ,   w h e n   t h e   s o il  w a s   class i f ied   as  cr itical  w et,   t h e  s y s te m   is s u ed   a  n o ti f i ca tio n   ad v is i n g   th e   u s er   to   s to p   ir r ig atio n   d u e  to   ex ce s s iv e  m o is t u r e  lev el s .   No   n o tif icat io n s   w er e  g e n er ated   d u r in g   o p ti m al  s o i l   co n d itio n s ,   co n f ir m i n g   t h at  t h e  s y s te m   a v o id s   u n n ec ess ar y   a ler ts .     Fig u r e  4   s h o w s   e x a m p les  o f   th e  e m ail   n o ti f icat io n s   g e n e r ate d   d u r in g   test in g .   E ac h   n o tif icatio n   in cl u d es  r elev a n t  i n f o r m atio n   s u c h   as  m o is t u r e  p er ce n ta g e,   s en s o r   r ea d in g s ,   an d   r ec o m m en d ed   ac tio n s ,   p r o v id in g   clea r   an d   ac tio n ab le   in s i g h ts   to   th e  u s er .   T h is   s elec tiv e  aler t  m ec h a n is m   i m p r o v es  s y s te m   u s ab il it y   an d   s u p p o r ts   ef f icie n t  d ec i s io n - m a k i n g   b y   e n s u r i n g   t h at  u s er s   ar e  n o ti f ied   o n l y   u n d er   cr itical  co n d itio n s .   I t   also   en h a n ce s   r e m o te  m o n ito r i n g   ca p ab ilit ie s ,   r ed u cin g   t h e  n ee d   f o r   co n tin u o u s   m a n u al  s u p er v is io n .           Fig u r e  4 .   E m a il  n o ti f icatio n   o f   s o il  m o is t u r e  s tat u s       3 . 3 .     P er f o rm a nce  s u mm a ry   a nd   co m pa ra t iv e  dis cus s io n   T ab le   1   s u m m ar ize s   th e  o v er all  s y s te m   p er f o r m a n ce   u n d er   d if f er en t  s o il  m o is tu r e  c o n d itio n s ,   in cl u d in g   clas s i f icatio n   ac cu r ac y ,   ir r ig atio n   ac tio n s ,   an d   n o tific atio n   b e h av io r .   T h e  p er f o r m an ce   o f   t h e   p r o p o s ed   s y s te m   is   co n s i s te n t   w ith   p r ev io u s   I o T - b ased   ir r ig atio n   s t u d ies  r ep o r ted   in   [ 5 ] ,   [ 2 1 ] ,   [ 2 5 ] ,   w h ic h   d em o n s tr ated   th e  e f f ec tiv e n es s   o f   I o T - en ab led   s o il  m o is t u r e  m o n ito r in g   f o r   ir r ig atio n   m an ag e m e n t.  Un l ik e   m an y   e x is tin g   ap p r o ac h es  t h at   r el y   o n   clo u d   p r o ce s s i n g   o r   co m p le x   d ata - d r iv en   m o d els,  t h e  p r o p o s ed   s y s te m   p er f o r m s   d ec is io n - m a k i n g   lo c all y   o n   a  R asp b er r y   P i  u s in g   a   lig h t w ei g h t  r u le - b ased   m ec h a n is m .   T h is   r ed u ce s   co m p u tatio n al  co m p le x it y   w h i le  m ai n tai n in g   r eliab le  o p er atio n   u n d er   d if f er en t so il  m o i s t u r e  co n d itio n s .       T ab le  1 .   Sy s te m   p er f o r m an ce   u n d er   d if f er en t  s o il  m o i s tu r e  c o n d itio n s   C o n d i t i o n   M o i st u r e   L e v e l   ( %   A c c u r a c y   I r r i g a t i o n   a c t i o n   N o t i f i c a t i o n   C r i t i c a l   d ry   ~ 0 %   1 0 0 %   I r r i g a t i o n   t r i g g e r e d   Y e s   O p t i mal   ~ 4 5 %   1 0 0 %   N o   i r r i g a t i o n   No   C r i t i c a l   w et   ~ 8 5 %   1 0 0 %   I r r i g a t i o n   st o p p e d   Y e s       T h e  r esu lts   d e m o n s tr ate  th a t   th e  p r o p o s ed   s y s te m   p er f o r m s   r eliab l y   u n d er   all  test ed   co n d itio n s ,   ac h iev in g   1 0 0 %  class i f icatio n   ac cu r ac y   ac r o s s   cr itical  d r y ,   o p ti m al,   an d   cr itical  w e t  s ce n ar io s ,   w it h   ap p r o p r iate  r esp o n s e  ac tio n s   in   ea ch   ca s e.   T h e  in teg r ati o n   o f   s o il  m o i s tu r e  s e n s i n g   w it h   w ea t h er - a w ar e   d ec is io n - m a k i n g   e n ab les  t h e   s y s te m   to   m a k e  in f o r m ed   i r r ig atio n   d ec is io n s ,   r ed u cin g   u n n ec es s ar y   w ater   u s a g e.   C o m p ar ed   to   co n v en ti o n al  ir r ig atio n   m et h o d s ,   w h i ch   t y p icall y   r el y   o n   f i x ed   s ch ed u le s   o r   m a n u al   co n tr o l,  th e  p r o p o s e d   s y s te m   o f f er s   a  m o r e  ad ap tiv e  an d   r e s p o n s i v e  ap p r o ac h .   B y   co n s id er in g   r ea l - ti m e  s o il   co n d itio n s   an d   en v ir o n m e n tal   f ac to r s ,   th e  s y s te m   en s u r es  th at  ir r ig atio n   is   ap p lied   o n l y   w h e n   n ee d ed .   T h is   n o t o n l y   i m p r o v es  w ater - u s e  e f f icien c y   b u t a l s o   co n tr ib u te s   t o   s u s tai n ab le  ag r ic u lt u r al  p r ac tices   I n   ad d itio n ,   t h e  u s e  o f   ed g e - b ased   p r o ce s s in g   allo w s   f o r   r ap id   d ec is io n - m a k i n g   w it h o u t  r elian ce   o n   co n tin u o u s   clo u d   co n n ec ti v it y .   T h is   m a k es  th e  s y s te m   p ar ticu lar l y   s u itab le  f o r   d ep lo y m e n t  i n   r u r al  o r   r eso u r ce - co n s tr ain e d   e n v ir o n m en ts   w h er e  n et w o r k   a v ail ab ilit y   m a y   b e  li m ited .   A lt h o u g h   th e  c u r r en t   ev alu a tio n   is   li m ited   to   co n t r o lled   ex p er im e n tal  co n d itio n s ,   th e  r es u lt s   p r o v id e  s tr o n g   ev id en ce   o f   th e   s y s te m ’ s   ef f ec ti v en e s s   an d   r eliab ilit y .   F u tu r e  w o r k   w ill  f o cu s   o n   ex te n d e d   f ield   d ep lo y m en t,  q u an tita tiv e   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.  24 ,   No .   5 ,  Octo b e r   20 26 :  1 6 9 0 - 1698   1696   an al y s is   o f   w ater   s a v i n g s ,   an d   co m p ar ati v e  ev a lu at io n   ag a in s t  tr ad itio n al  ir r ig a tio n   s y s te m s   u n d er   r ea l - w o r ld   co n d itio n s .       4.   CO NCLU SI O N    T h is   p ap er   p r esen ted   an   I o T - b ased   s m ar t  ir r i g atio n   s y s te m   t h at  i n te g r ates  s o il  m o is t u r e  s en s in g ,   w ea t h er - a w ar e  d ec is io n - m a k i n g ,   a n d   ed g e   co m p u tin g   to   s u p p o r t  ef f icie n t  ir r i g atio n   m a n ag e m e n t.  T h e   p r o p o s ed   s y s te m   w a s   d esig n e d   u s in g   a  lig h t w eig h t  r u le - b a s ed   d ec is io n   m ec h a n is m   an d   i m p le m en ted   o n   a  R asp b er r y   P i  p latf o r m .   E x p er i m en tal  r es u lts   d e m o n s tr ated   r eliab le  p er f o r m an ce   u n d er   co n tr o lled   co n d itio n s .   T h e  s y s te m   s u cc e s s f u ll y   clas s if ied   s o il  m o i s tu r e  le v el s   i n to   cr itical  d r y ,   o p ti m al,   a n d   cr it ical  w et  ca te g o r ies   an d   ac h ie v ed   1 0 0 %  class i f i ca tio n   ac cu r ac y   d u r i n g   test i n g .   T h e  n o tific atio n   m e c h a n is m   al s o   o p er ated   ef f ec tiv e l y   b y   g e n er ati n g   ale r ts   o n l y   d u r in g   cr itical  co n d itio n s   w h ile  av o id in g   u n n ec e s s ar y   n o ti f icat io n s   d u r in g   o p ti m al  s ta tes.   T h e  m ai n   co n tr ib u tio n   o f   th i s   w o r k   is   th e  d ev elo p m en t  o f   a  lo w - co s t  an d   p r ac tical  s m ar t  ir r ig atio n   s o lu ti o n   t h at  co m b i n es   r ea l - ti m e  s e n s in g ,   w ea t h er   f o r ec ast  in te g r atio n ,   a n d   lo ca l  p r o ce s s in g   w it h i n   a  s in g le   f r a m e w o r k .   B y   p er f o r m i n g   d ec is io n - m ak i n g   at  th e  ed g e,   th e   s y s te m   r ed u ce s   d ep en d en ce   o n   co n tin u o u s   clo u d   co n n ec ti v it y   w h i le  m ai n tai n in g   f ast  r esp o n s e  an d   o p er atio n al  r eliab ilit y .   Ov er all,   th e  p r o p o s ed   s y s te m   h as  t h e   p o ten tial  to   i m p r o v e  w ater - u s e  ef f icie n c y   a n d   s u p p o r t  s u s t ain ab le  ag r icu ltu r al  p r ac tices  th r o u g h   co n d itio n - b ased   ir r ig atio n   m a n a g e m en t .   Fu t u r e  w o r k   w ill  f o cu s   o n   lar g e - s ca le  f ield   d ep lo y m en t,  in teg r atio n   o f   ad d itio n al  en v ir o n m en tal  p ar a m eter s ,   an d   lo n g - ter m   e v al u ati o n   u n d er   r ea l a g r icu lt u r al  co n d itio n s .       ACK NO WL E D G M E NT S    T h e  au th o r s   w o u ld   lik e  to   ex p r ess   th eir   s i n ce r e  g r atitu d e  t o   Un iv er s it i  T ek n o lo g i  Ma la y s ia  ( UT M) ,   p ar ticu lar l y   t h e  Sc h o o l  o f   E lectr ical  E n g i n ee r i n g ,   f o r   p r o v id in g   t h e  f ac ilit ie s   an d   ac ad e m ic  en v ir o n m e n t  t h a t   s u p p o r ted   th is   r esear c h .   T h e  au th o r s   al s o   ex te n d   t h eir   ap p r ec iatio n   to   Ho r m u u d   U n i v er s i t y ,   So m a lia,   f o r   it s   co n tin u o u s   en co u r ag e m en t  an d   s u p p o r t.  Sp ec ial  th an k s   ar e  ex ten d ed   to   th e  s u p er v is o r s   f o r   th eir   v al u ab le   g u id a n ce ,   co n s tr u cti v e  f ee d b ac k ,   an d   co n tin u o u s   s u p er v is io n   th r o u g h o u t  th e  d ev e lo p m en t   o f   th is   p r o j ec t.  T h e   au th o r s   f u r t h er   ac k n o w led g e  th e  in d iv id u a ls   w h o   p r o v id ed   tech n ical  as s is ta n ce   d u r in g   th e  s y s te m   i m p le m en ta tio n   a n d   test i n g .       F UNDIN G   I NF O RM AT I O N   T h e  au th o r s   d ec lar e  th at  n o   f u n d in g   w as r ec ei v ed   f o r   th i s   r es ea r ch .       AUTHO R  CO NT RIB UT I O NS ST A T E M E NT   T h is   j o u r n al  u s e s   th e  C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT )   to   r ec o g n ize  in d i v id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au t h o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co lla b o r atio n .       Na m e  o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Z a k ar ie  A b d i  Mo h a m u d   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓       ✓     R o ze h a  B in ti  A .   R as h id     ✓         ✓     ✓     ✓   ✓   ✓   ✓     Yaz id   A b u b a k ar   Su f y a n   ✓     ✓   ✓       ✓     ✓   ✓   ✓           C   :    C o n c e p t u a l i z a t i o n   M   :    M e t h o d o l o g y   So   :    So f t w a r e   Va   :    Va l i d a t i o n   Fo   :    Fo r mal   a n a l y si s   I   :    I n v e st i g a t i o n   R   :    R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi   :    Vi su a l i z a t i o n   Su   :    Su p e r v i si o n   P   :    P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu   :    Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT     T h e  au th o r s   co n f ir m   t h at  t h er e  ar e  n o   f in an cial,   p r o f ess io n al,   o r   p er s o n al  r elatio n s h ip s   t h at  co u ld   h av e  i n f l u en ce d   t h e  co n d u ct  o r   r ep o r tin g   o f   t h i s   s t u d y .     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           I n tern et  o f th in g s - b a s ed   s ma r t irr ig a tio n   s ystem  u s in g   s o il  mo is tu r e  a n d   w ea th er   ( Za ka r i e  A b d i  Mo h a mu d )   1697   DATA AV AI L AB I L I T Y    T h e  d ata  u s ed   to   s u p p o r t  th e  f i n d in g s   o f   t h is   s t u d y   w er e  g e n er ated   d u r in g   s y s te m   d e v elo p m e n t  a n d   p r eli m in ar y   te s ti n g .   T h is   d ata  is   n o t  p u b licl y   a v ailab le   at  th is   s ta g e  b u t  ca n   b e  o b tain ed   f r o m   th e   co r r esp o n d in g   au t h o r   u p o n   r ea s o n ab le  r eq u est.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   A .   B i sw a s  e t   a l . ,   “ W a t e r   sca r c i t y :   A   g l o b a l   h i n d r a n c e   t o   s u st a i n a b l e   d e v e l o p me n t   a n d   a g r i c u l t u r a l   p r o d u c t i o n   –   A   c r i t i c a l   r e v i e w   o f   t h e   i m p a c t s   a n d   a d a p t a t i o n   s t r a t e g i e s,”   C a m b r i d g e   Pr i sm s:   W a t e r ,   v o l .   3 ,   p .   e 4 ,   Ja n .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 7 / w a t . 2 0 2 4 . 1 6 .   [ 2 ]   S .   T o r a b i a n ,   S .   F a r h a n g i - A b r i z ,   R .   Q i n ,   C .   N o u l a s ,   a n d   G .   W a n g ,   “ P e r f o r man c e   o f   N i t r o g e n   F e r t i l i z a t i o n   a n d   N i t r i f i c a t i o n   I n h i b i t o r s  i n   t h e   I r r i g a t e d   W h e a t   F i e l d s,”   A g r o n o m y ,   v o l .   1 3 ,   n o .   2 ,   p .   3 6 6 ,   J a n .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a g r o n o my 1 3 0 2 0 3 6 6 .   [ 3 ]   N .   Ja i sw a l ,   T .   V .   K u mar,   a n d   C .   S h u k l a ,   “ S mar t   d r i p   i r r i g a t i o n   sy st e ms  u si n g   I o T :   a   r e v i e w   o f   a r c h i t e c t u r e s,   mac h i n e   l e a r n i n g   mo d e l s,  a n d   e me r g i n g   t r e n d s,”   D i s c o v e r A g ri c u l t u re ,   v o l .   3 ,   n o .   1 ,   p .   2 5 3 ,   N o v .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s4 4 2 7 9 - 0 2 5 - 0 0 4 3 0 - 1.   [ 4 ]   A .   R .   S i d i k ,   A .   T a w a k a l ,   G .   S .   S u mi r a t ,   a n d   P .   N a r p u t r o ,   “ S mart  I r r i g a t i o n   B a se d   o n   S o i l   M o i st u r e   S e n so r s  w i t h   P h o t o v o l t a i c   En e r g y   f o r   Ef f i c i e n t   A g r i c u l t u r a l   W a t e r   M a n a g e me n t :   A   S y st e mat i c   L i t e r a t u r e   R e v i e w   † , ”   i n   E n g i n e e r i n g   Pr o c e e d i n g s ,   B a se l   S w i t z e r l a n d :   M D P I ,   A u g .   2 0 2 5 ,   p .   1 7 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n g p r o c 2 0 2 5 1 0 7 0 1 7 .   [ 5 ]   Y .   Z h a n g   e t   a l . ,   “ R e se a r c h   a n d   D e v e l o p me n t   o f   a n   I o T   S mart  I r r i g a t i o n   S y st e m  f o r   F a r ml a n d   B a se d   o n   L o R a   a n d   Ed g e  C o mp u t i n g , ”   A g r o n o m y ,   v o l .   1 5 ,   n o .   2 ,   p .   3 6 6 ,   J a n .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a g r o n o my 1 5 0 2 0 3 6 6 .   [ 6 ]   N .   Y a d a v ,   “ I o T   B a se d   S mart   I r r i g a t i o n   S y st e m  U si n g   W e a t h e r   F o r e c a st i n g , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   S c i e n c e   a n d   Re se a rc h   ( I J S R) ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 ,   p p .   9 3 0 – 9 3 6 ,   Ja n .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 2 1 2 7 5 / sr 2 4 1 1 4 0 3 5 0 1 7 .   [ 7 ]   E.   A .   A b i o y e   e t   a l . ,   “ P r e c i si o n   I r r i g a t i o n   M a n a g e me n t   U si n g   M a c h i n e   L e a r n i n g   a n d   D i g i t a l   F a r mi n g   S o l u t i o n s, ”   Ag ri En g i n e e r i n g ,  v o l .   4 ,   n o .   1 ,   p p .   7 0 – 1 0 3 ,   F e b .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a g r i e n g i n e e r i n g 4 0 1 0 0 0 6 .   [ 8 ]   A .   G o a p ,   D .   S h a r ma,   A .   K .   S h u k l a ,   a n d   C .   R .   K r i sh n a ,   “ A n   I o T   b a se d   smar t   i r r i g a t i o n   m a n a g e me n t   sy st e m  u si n g   M a c h i n e   l e a r n i n g   a n d   o p e n - so u r c e   t e c h n o l o g i e s,”   C o m p u t e rs  a n d   E l e c t r o n i c s  i n   Ag ri c u l t u r e ,   v o l .   1 5 5 ,   p p .   4 1 – 4 9 ,   D e c .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c o mp a g . 2 0 1 8 . 0 9 . 0 4 0 .   [ 9 ]   A .   Y o u n e s,  Z .   E .   A .   El a ss a d ,   O .   El   M e sl o u h i ,   D .   E.   A .   El a ssa d ,   a n d   E .   d .   A .   M a j i d ,   “ T h e   a p p l i c a t i o n   o f   mac h i n e   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s  f o r   smar t   i r r i g a t i o n   sy st e ms:   A   s y st e mat i c   l i t e r a t u r e   r e v i e w , ”   S m a r t   A g ri c u l t u r a l   T e c h n o l o g y ,   v o l .   7 ,   p .   1 0 0 4 2 5 ,   M a r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a t e c h . 2 0 2 4 . 1 0 0 4 2 5 .   [ 1 0 ]   V .   S h a r ma,   G .   K a u r ,   S .   S . ,   V .   C h h a b r a ,   a n d   R .   K a sh y a p ,   “ S mar t   i r r i g a t i o n   sy st e ms  i n   a g r i c u l t u r e :   A n   o v e r v i e w , ”   C o m p u t e rs   a n d   El e c t r o n i c s   i n   A g r i c u l t u r e ,   v o l .   2 3 9 .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c o m p a g . 2 0 2 5 . 1 1 1 0 0 8 .   [ 1 1 ]   A .   K h a l i q   e t   a l . ,   “ A I - D r i v e n   S mart   A g r i c u l t u r e :   A n   I n t e g r a t e d   A p p r o a c h   f o r   S o i l   A n a l y si s,  I r r i g a t i o n ,   a n d   C r o p - F e r t i l i z e r   R e c o mm e n d a t i o n s, ”   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   1 3 ,   p p .   1 4 1 1 2 4 – 1 4 1 1 3 8 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 5 . 3 5 9 4 1 6 2 .   [ 1 2 ]   A .   E  G   a n d   G .   J.   B a l a ,   “ I o T   a n d   M L ‐ b a se d   a u t o m a t i c   i r r i g a t i o n   sy st e m  f o r   smar t   a g r i c u l t u r e   sy st e m,”   A g r o n o m y   J o u r n a l ,   v o l .   1 1 6 ,   n o .   3 ,   p p .   1 1 8 7 – 1 2 0 3 ,   Ju l .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / a g j 2 . 2 1 3 4 4 .     [ 1 3 ]   F .   S á n c h e z - S u t i l   a n d   A .   C a n o - O r t e g a ,   “ S mart  C o n t r o l   a n d   E n e r g y   Ef f i c i e n c y   i n   I r r i g a t i o n   S y st e ms  U si n g   L o R a W A N , ”  S e n s o rs ,  v o l .   2 1 ,   n o .   2 1 ,   p .   7 0 4 1 ,   O c t .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 1 2 1 7 0 4 1 .   [ 1 4 ]   J.  G o l l e d g e ,   M .   F e r n a n d o ,   P .   L a z z a r i n i ,   B .   N a j a f i ,   a n d   D .   G .   A r mstro n g ,   “ T h e   p o t e n t i a l   r o l e   o f   se n so r s,  w e a r a b l e s  a n d   t e l e h e a l t h   i n   t h e   r e mo t e   man a g e me n t   o f   d i a b e t e s - r e l a t e d   f o o t   d i se a se , ”   S e n s o rs  ( S w i t zer l a n d ) ,   v o l .   2 0 ,   n o .   1 6 ,   p p .   1 – 1 5 ,   A u g .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 0 1 6 4 5 2 7 .   [ 1 5 ]   L .   A .   R .   R o j a s ,   I .   M o l e t t o - L o b o s ,   F .   C o r r a d i n i ,   C .   M a t t a r ,   R .   F u st e r ,   a n d   C .   Esc o b a r - A v a r i a ,   “ D e t e r mi n i n g   a c t u a l   e v a p o t r a n s p i r a t i o n   b a se d   o n   ma c h i n e   l e a r n i n g   a n d   s i n u so i d a l   a p p r o a c h e s  a p p l i e d   t o   t h e r mal   h i g h - r e so l u t i o n   r e mo t e   se n si n g   i mag e r y   i n   a   se mi - a r i d   e c o sy st e m,”   Re m o t e   S e n si n g ,   v o l .   1 3 ,   n o .   2 0 ,   p .   4 1 0 5 ,   O c t .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / r s 1 3 2 0 4 1 0 5 .   [ 1 6 ]   A .   B l e ss y   e t   a l . ,   “ S u s t a i n a b l e   I r r i g a t i o n   R e q u i r e me n t   P r e d i c t i o n   U s i n g   I n t e r n e t   o f   T h i n g s  a n d   T r a n sf e r   L e a r n i n g , ”   S u st a i n a b i l i t y   ( S w i t zer l a n d ) ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 0 ,   p .   8 2 6 0 ,   M a y   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / su 1 5 1 0 8 2 6 0 .   [ 1 7 ]   M .   L .   K a ssamb a - D i a b y   e t   a l . ,   “ T h e   C h e mi c a l   C h a r a c t e r i st i c s o f   R a i n w a t e r   a n d   W e t   A t mo sp h e r i c   D e p o si t i o n   F l u x e s a t   T w o   U r b a n   S i t e s a n d   O n e   R u r a l   S i t e   i n   C ô t e   d ’ I v o i r e , ”   At m o sp h e re ,   v o l .   1 4 ,   n o .   5 ,   p .   8 0 9 ,   A p r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a t mo s1 4 0 5 0 8 0 9 .   [ 1 8 ]   M .   N .   A k h t a r ,   A .   J.  S h a i k h ,   A .   K h a n ,   H .   A w a i s,  E.   A .   B a k a r ,   a n d   A .   R .   O t h man ,   “ S mart  se n s i n g   w i t h   e d g e   c o mp u t i n g   i n   p r e c i s i o n   a g r i c u l t u r e   f o r   so i l   a sse ssm e n t   a n d   h e a v y   me t a l   mo n i t o r i n g :   A   r e v i e w , ”   Ag ri c u l t u r e   ( S w i t z e rl a n d ) ,   v o l .   1 1 ,   n o .   6 ,   p .   4 7 5 ,   M a y   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a g r i c u l t u r e 1 1 0 6 0 4 7 5 .   [ 1 9 ]   X .   Z h a n g ,   Z .   C a o ,   a n d   W .   D o n g ,   “ O v e r v i e w   o f   Ed g e   C o mp u t i n g   i n   t h e   A g r i c u l t u r a l   I n t e r n e t   o f   T h i n g s:   K e y   Te c h n o l o g i e s,   A p p l i c a t i o n s ,   C h a l l e n g e s,”   I EEE  Ac c e ss ,   v o l .   8 ,   p p .   1 4 1 7 4 8 – 1 4 1 7 6 1 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 0 . 3 0 1 3 0 0 5 .   [ 2 0 ]   B .   N so h   e t   a l . ,   “ I n t e r n e t   o f   T h i n g s - B a se d   A u t o ma t e d   S o l u t i o n s  U t i l i z i n g   M a c h i n e   L e a r n i n g   f o r   S m a r t   a n d   R e a l - T i me   I r r i g a t i o n   M a n a g e me n t :   A   R e v i e w , ”   S e n so r s,  v o l .   2 4 ,   n o .   2 3 ,   p .   7 4 8 0 ,   N o v .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 4 2 3 7 4 8 0 .   [ 2 1 ]   N .   K .   N a w a n d a r   a n d   V .   R .   S a t p u t e ,   “ I o T   b a se d   l o w   c o st   a n d   i n t e l l i g e n t   mo d u l e   f o r   smar t   i r r i g a t i o n   sy st e m,”   C o m p u t e rs  a n d   El e c t r o n i c s   i n   A g r i c u l t u r e ,   v o l .   1 6 2 ,   p p .   9 7 9 – 9 9 0 ,   Ju l .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c o mp a g . 2 0 1 9 . 0 5 . 0 2 7 .   [ 2 2 ]   M .   A l k a f f ,   A .   B a su h a i l ,   a n d   Y .   S a r i ,   “ O p t i mi z i n g   W a t e r   U se   i n   M a i z e   I r r i g a t i o n   w i t h   R e i n f o r c e me n t   L e a r n i n g , ”   Ma t h e m a t i c s ,  v o l .   1 3 ,   n o .   4 ,   p .   5 9 5 ,   F e b .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / ma t h 1 3 0 4 0 5 9 5 .   [ 2 3 ]   L .   S y e d ,   “ S mart  A g r i c u l t u r e   u s i n g   E n se mb l e   M a c h i n e   L e a r n i n g   T e c h n i q u e s  i n   I o T   En v i r o n me n t , ”   Pr o c e d i a   C o m p u t e r  S c i e n c e ,  v o l .   2 3 5 ,   p p .   2 2 6 9 – 2 2 7 8 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . p r o c s. 2 0 2 4 . 0 4 . 2 1 5 .   [ 2 4 ]   A .   V i l l a f r a n c a   a n d   M .   D .   C a n o ,   “ A   l i g h t w e i g h t   e d g e - D L   i n t r u si o n   d e t e c t i o n   sy st e m  f o r   I o T   su st a i n a b l e   sm a r t - a g r i c u l t u r e , ”   I n t e r n e t   o f   T h i n g s   ( T h e   N e t h e r l a n d s) ,   v o l .   3 4 ,   p .   1 0 1 8 1 8 ,   N o v .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i o t . 2 0 2 5 . 1 0 1 8 1 8 .   [ 2 5 ]   L .   G a r c í a ,   L .   P a r r a ,   J.  M .   Ji me n e z ,   J.  L l o r e t ,   a n d   P .   L o r e n z ,   “ I o T - b a se d   smar t   i r r i g a t i o n   sy st e ms:   A n   o v e r v i e w   o n   t h e   r e c e n t   t r e n d s   o n   se n so r s  a n d   i o t   sy st e ms  f o r   i r r i g a t i o n   i n   p r e c i s i o n   a g r i c u l t u r e , ”   S e n s o rs   ( S w i t z e rl a n d ) ,   v o l .   2 0 ,   n o .   4 ,   p .   1 0 4 2 ,   F e b .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 0 0 4 1 0 4 2 .                 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.  24 ,   No .   5 ,  Octo b e r   20 26 :  1 6 9 0 - 1698   1698   B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Za k a r ie  A b d i  M o h a m u d           re c e iv e d   th e   B a c h e lo r ’ s  d e g re e   in   T e lec o m m u n ica ti o n   En g in e e rin g   f ro m   Ho r m u u d   Un iv e rsit y ,   S o m a li a ,   in   2 0 2 2 .   He   is  c u rre n tl y   p u rsu in g   t h e   M a ste r  o f   En g in e e rin g   d e g re e   in   W irele ss   Co m m u n ica ti o n   a n d   Ne tw o r k s  a t  Un iv e rsiti   T e k n o lo g i   M a la y sia   (UT M ).   His  re se a r c h   in tere sts  i n c lu d e   th e   i n tern e t   o f   th in g s  (I o T ),   a u to m a ted   irri g a ti o n   sy ste m s,  a n ten n a   s y ste m s,  5 G   a n d   b e y o n d   w irele ss   c o m m u n ica ti o n s,  a n d   f ib e r - o p ti c   c o m m u n ica ti o n   n e tw o rk s.  His  c u rre n t  re se a rc h   f o c u se s  o n   th e   d e v e lo p m e n t  o f  lo w - c o st  Io T - b a se d   sm a rt  s y ste m s  th a t  i n teg ra te  re a l - ti m e   se n sin g ,   ru le - b a se d   d e c isio n - m a k in g ,   a n d   e d g e   co m p u ti n g   f o r  e f f ici e n t  a n d   s u sta in a b le   a p p l ica ti o n s.   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t   e m a il :   Zak iza h a n u u n i@g m a il . c o m .         Ro z e h a   B in ti  A.  Ra sh id             re c e iv e d   h e r  B. S c .   d e g re e   in   E lec tri c a l  En g in e e rin g   f ro m   th e   Un iv e rsity   o f   M ich ig a n ,   A n n   A rb o r ,   USA ,   a n d   h e r   M . E. E.   a n d   P h . D.  d e g re e s  in   T e le c o m m u n ica ti o n   En g in e e rin g   f ro m   Un iv e rsiti   Tek n o lo g i  M a la y sia   (UT M ).   S h e   is  a   se n io r   lec tu re r  in   th e   C o m m u n ica ti o n   En g in e e rin g   P ro g ra m ,   S c h o o l   o f   El e c tri c a l  En g in e e rin g ,   Un iv e rsiti   T e k n o lo g i  M a lay sia ,   a n d   is  c u rre n t ly   th e   He a d   o f  th e   Tele c o m m u n ica ti o n   S o f twa re   a n d   S y ste m   ( T e S S )  Re se a rc h   G ro u p .   S h e   is  a n   IEE E  m e m b e r  a n d   h a s  m o re   th a n   1 4 0   p u b li c a ti o n s,  m a in ly   in   T e le c o m m u n ica ti o n   En g in e e rin g .   He r  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   w irele ss   c o m m u n ica ti o n s,  se n so r  n e tw o rk s,  c o g n it iv e   r a d io ,   in t e rn e t  o f   th in g s  (Io T ),   a n d   c o m m u n ica ti o n   tec h n o l o g ies .   T o   d a te,   sh e   h a s  led   m o re   th a n   2 0   p ro jec ts  a s  th e   p ri n c ip a l   in v e stig a to r  a n d   a b o u t   4 0   p ro j e c ts  a s  a   c o - in v e stig a to r  u n d e r  v a rio u s  n a ti o n a l,   in d u stry ,   c o m m u n it y ,   a n d   u n iv e rsity   g r a n ts.  S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  ro z e h a @u tm . m y .         Ya z i d   Abu b a k a r   S u fy a n           re c e iv e d   th e   B. T e c h .   d e g re e   in   El e c tri c a l  En g in e e rin g   f ro m   A b u b a k a r  T a f a wa   Ba le wa   Un iv e rsit y ,   Ba u c h i,   Nig e ria,  a n d   th e   M . En g .   d e g re e   in   W irele ss   Co m m u n ica ti o n   a n d   Ne tw o rk   f ro m   Un iv e rsiti   T e k n o lo g i  M a la y sia   ( UT M ).   He   is  c u rre n tl y   a   M a ste r’s  stu d e n t  w it h   th e   F a c u lt y   o f   El e c tri c a l  En g in e e rin g ,   Un iv e rsiti   T e k n o lo g i  M a la y sia   (U T M ).   His  re se a rc h   in tere sts  in c l u d e   w irele ss   c o m m u n ica ti o n s  a n d   n e tw o rk   p e rf o r m a n c e   a n a l y sis.  He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  c e n tb ich i@g m a il . c o m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.