Design and Characterization of a Low-Cost Capacitive Soil Moisture Sensor System for IoT based Agriculture Applications

سال انتشار: 1402
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 114

فایل این مقاله در 17 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JITM-15-6_005

تاریخ نمایه سازی: 29 فروردین 1402

چکیده مقاله:

The global demand for food can be eliminated by precision farming. This research work proposes a low-cost IoT-enabled handy device to measure soil water content. Three different sensor probes are designed in COMSOL Multiphysics ۵.۴ and fabricated using PCB Technology. The designed sensor probes are calibrated to effectively measure moisture content for three different soil types (silt/sandy/clay). An electronic system has been programmed according to Optimized-Moisture-Value (OMV) algorithm to read and collect the soil moisture information. Three sensor probes, capacitance, and voltage responses are analyzed using linear fitting. It has been observed from the response data that model B's performance is better than the other two presented models in terms of soil moisture. The obtained goodness of fitness value for model B is around ۰.۹۹۹ for all the categories of soils. The electronic system is built around W۷۸E۰۵۴D and ESP۸۲۶۶ controllers. The W۷۸E۰۵۴D controller is used to excite the sensor probe with a signal having a frequency of ۵۰۰ kHz. The IoT-enabled controller ESP۸۲۶۶ reads and collects the soil moisture data according to the OMV algorithm.

کلیدواژه ها:

Fringing field capacitive sensor ، Soil moisture ، Internet of Things (IoT) ، OMV algorithm ، COMSOL simulation

نویسندگان

Borah

Department of Electronics and Instrumentation Engineering, National Institute of Technology Nagaland, Nagaland, India.

Kumar

Department of Electronics and Instrumentation Engineering, National Institute of Technology Nagaland, Nagaland, India.

Mukherjee

Department of Electronics and Instrumentation Engineering, National Institute of Technology Nagaland, Nagaland, India.

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Alessi R. S. and Prunty L. (۱۹۸۵), "Soil-water determination using ...
  • Balachander, K., Venkatesan, C., & Kumar, R. (۲۰۲۱). Safety driven ...
  • Bao X, Zhu X, Chang X, Wang S, Xu B ...
  • Borah S., Kumar R. and Mukherjee S. (۲۰۲۰), "Low-cost IoT ...
  • Campbell J.E. (۱۹۹۰), "Dielectric properties and influence of conductivity in ...
  • Chen Z. and Luo R. C. (۱۹۹۸), "Design and implementation ...
  • Curtis J. O. (۲۰۰۱), "Moisture effects on the dielectric properties ...
  • Davis S. C., Johnson P., Huberts J. (۲۰۰۸), Soil moisture ...
  • Dean R. N., Rane A., Baginski M., Hartzog Z., and ...
  • Eller H. and Denoth A. (۱۹۹۶), "A capacitive soil moisture ...
  • Evett S. R. and Steiner J. L. (۱۹۹۵), "Precision of ...
  • Flaschke T. and Tranker H.-R. (۱۹۹۹), "Dielectric soil water constant ...
  • Huisman J. A., Hubbard S. S., Redman J. D., and ...
  • Langfelder G. and Tocchio A. (۲۰۱۲), “Differential fringe-field MEMS accelerometer,” ...
  • Ledieu J., Ridder P. De, Clerck P. De and Dautrebande ...
  • Lee F. C. (۲۰۰۷), Capacitive soil moisture sensor, US۷۱۷۰۳۰۲B۲ ...
  • Lekshmi S. U. S., Singh D. N., and Baghini M. ...
  • Lin C.P. (۲۰۰۳), "Frequency domain versus travel time analyses of ...
  • Minet J., S., Lambot G. Delaide, Huisman J. A, Vereecken ...
  • Mizuguchi J., Piai J. C., França J. A. de, França ...
  • Raats P. A. C. and Van Genuchten M. T. (۲۰۰۶), ...
  • Rao B. and Singh D. N. (۲۰۱۱), "Moisture content determination ...
  • Ritchey L. W. (۱۹۹۹), "A survey and tutorial of dielectric ...
  • Scott C. A., Bastiaanssen W. G. M, and Ahmad M. ...
  • Tang Chunling and Chen Dong (۲۰۱۷), "Interaction between Soil Moisture ...
  • Thamaraimanalan, T., Mohankumar, M., Dhanasekaran, S., & Anandakumar, H. (۲۰۲۱). ...
  • Uddin Zahoor, Jantad Saowapa and Boonsupthip Waraporn (۲۰۱۶), "Effect of ...
  • Zazueta F.S., Xin J. (۱۹۹۴), "Soil Moisture Sensors," Florida Cooperative ...
  • نمایش کامل مراجع