KMITL Expo 2026 LogoKMITL 66th Anniversary Logo

Artificial intelligence of things system for monitoring and controlling irrigation using weather information

Abstract

This research focuses on the design and development of a prototype Artificial Intelligence of Things (AIoT) system for monitoring and controlling irrigation using weather information. The system consists of four main components: 1) Weather Station – This component includes various sensors such as air temperature, relative humidity, wind speed, and sunlight duration, among others, to collect real-time weather data. 2) Controller Unit – This unit is equipped with machine learning algorithms or models to estimate the reference evapotranspiration (ETo) and calculate the plant’s water requirement by integrating the crop coefficient (Kc) with other plant-related data. This enables the system to determine the optimal irrigation amount based on plant needs automatically. 3) User Interface (UI) and Display – This section allows farmers or users to input relevant information, such as plant type, soil type, irrigation system type, number of water emitters, planting distance, and growth stages. It also provides a display for monitoring and interaction with the system. 4) Irrigation Unit – This component is responsible for controlling the water supply and managing the irrigation emitters to ensure efficient water distribution based on the calculated requirements.

Objective

การเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศของโลกทวีความรุนแรงขึ้นอย่างต่อเนื่อง สถานการณ์ดังกล่าวส่งผลกระทบ โดยตรงต่อภาคการเกษตร โดยเฉพาะในประเทศไทยที่มีแนวโน้มเผชิญกับปัญหาการขาดแคลนน้ำและความ ผันผวนของปริมาณน้ำฝน ซึ่งส่งผลต่อทั้งปริมาณและคุณภาพของผลผลิตทางการเกษตรโดยตรง ทั้งนี้ การบริหารจัดการน้ำในภาคเกษตรกรรมของประเทศไทยยังคงเผชิญกับข้อจำกัดหลายประการ เกษตรกรส่วนใหญ่ยังคงพึ่งพาประสบการณ์ส่วนตัวในการให้น้ำพืช ซึ่งอาจนำไปสู่การใช้น้ำที่ไม่มีประสิทธิภาพ เช่น การให้น้ำมากเกินความจำเป็นหรือน้อยเกินไปจนส่งผลกระทบต่อผลผลิต หรืออาจนำไปสู่ปัญหา เช่น การแตกใบอ่อน การร่วงของดอก และมีผลผลิตที่ไม่ได้คุณภาพ (Togneri et al., 2023) ในขณะที่ข้อมูลทาง วิชาการที่สามารถช่วยให้การบริหารจัดการน้ำมีความแม่นยำขึ้น เช่น ค่าอัตราการใช้น้ำของพืชอ้างอิง (Evapotranspiration: ETo) และค่าสัมประสิทธิ์พืช (Kc) กลับเข้าถึงได้ยาก เนื่องจากมีความซับซ้อนในการ คำนวณ อีกทั้งข้อมูลที่มีอยู่มักเป็นข้อมูลเฉลี่ยรายจังหวัดซึ่งไม่สามารถนำไปใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพในระดับ ฟาร์ม โครงการนี้จึงมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาระบบปัญญาประดิษฐ์สำหรับการติดตามและควบคุมการให้น้ำพืชอัจฉริยะ โดยอิงข้อมูลสภาพอากาศซึ่งจะช่วยแก้ไขข้อจำกัดของเกษตรกรไทยในการเข้าถึงข้อมูลที่ ถูกต้องและการบริหารจัดการน้ำที่แม่นยำ

Other Innovations

Detection of Storage Age Adulteration in Khao Dawk Mali 105 Rice  using Near-Infrared Spectroscopy

คณะวิศวกรรมศาสตร์

Detection of Storage Age Adulteration in Khao Dawk Mali 105 Rice using Near-Infrared Spectroscopy

This research aims to investigate the adulteration of Khao Dawk Mali 105 rice based on storage age using Near-Infrared Spectroscopy (NIRS) with Fourier Transform Near-Infrared Spectroscopy (FT-NIR) in the wavenumber range of 12,500 – 4,000 cm-1 (800 – 2,500 nm). Storage duration significantly impacts the quality of cooked rice. This research is divided into two parts: 1) to investigate the feasibility of separating rice according to storage age (1, 2, and 3 years) using the best model created by an Ensemble method combined with Second Derivative, which achieved an accuracy of 96.3%. 2) To investigate adulteration based on storage age by adulterating at 0% (all 2- and 3-year-old rice), 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, and 100% (all 1-year-old rice). The best model was created using Gaussian Process Regression (GPR) combined with Smoothing + Multiplicative Scatter Correction (MSC), with coefficients of determination (r²), root mean square error of prediction (RMSEP), bias, and prediction ability (RPD) values of 0.92, 8.6%, 0.9%, and 3.6 respectively. This demonstrates that the adulteration model can be applied to separate rice by storage age (1, 2, and 3 years). Additionally, the color values of rice with different storage ages show differences in L* and b* values.

Read more
Biodiversity of soil microorganisms

คณะเทคโนโลยีการเกษตร

Biodiversity of soil microorganisms

Soil is home to a diverse array of living organisms that interact within a complex food web, facilitating energy and nutrient cycling essential for sustaining life above ground. Among these organisms, soil microbes play a crucial role in supporting plant growth. Beneficial microorganisms enhance nutrient availability, improve soil structure by increasing porosity, and strengthen plant resistance to diseases. Conversely, harmful microorganisms, such as plant pathogens, can hinder plant growth and reduce crop yields when present in high concentrations. Neutral microorganisms, which naturally inhabit the soil, contribute to the soil ecosystem without directly impacting plants. A single teaspoon of soil contains over a billion microorganisms, yet only about 1% of them can be cultured in laboratory conditions. This highlights soil as one of the richest reservoirs of microbial diversity on Earth.

Read more
DESIGN OF HIGH-POWER CONVERTER FOR ELECTROLYZER APPLICATION INTERFACING WITH PV SYSTEM

คณะวิศวกรรมศาสตร์

DESIGN OF HIGH-POWER CONVERTER FOR ELECTROLYZER APPLICATION INTERFACING WITH PV SYSTEM

This research focuses on the design and development of a high-power converter to regulate energy supply from solar cells (Photovoltaic: PV) to a hydrogen production unit (Electrolyzer), which is a crucial component in advancing renewable energy in alignment with the RE100 initiative. Specifically, this study targets Green Hydrogen, which is generated through the water electrolysis process using clean energy from solar cells, ensuring zero emissions and environmental sustainability. The proposed converter includes of a Three-Level NPC Inverter, transformer, Full-Bridge Rectifier, and LC filter to enhance the power quality supplied to the electrolyzer. The system's design and simulation were conducted using MATLAB and Simulink to evaluate circuit performance and analyze operational efficiency. Simulation was conducted using MATLAB and Simulink to evaluate circuit performance and analyze operational efficiency. Additionally, a microcontroller-based control system is integrated with a gate driver circuit to optimize the electrolysis process by reducing power losses. This proposed converter effectively converts PV energy into suitable voltage and current levels for the electrolyzer while maintaining high hydrogen production efficiency.

Read more