A Comparative Study on Lettuce Seed Germination Rates Conventional and Smart Greenhouses using Internet of Things Technology

Authors

  • Pariyakorn Buathong Department of Computer Engineering, Faculty of Agricultural and Industrial Technology, Phetchabun Rajabhat University
  • Yotsawat Jantana Department of Computer Engineering, Faculty of Agricultural and Industrial Technology, Phetchabun Rajabhat University
  • Akkasit Sittisaman Department of Applied Science, Faculty of Science and Technology, Nakhon Sawan Rajabhat University

Keywords:

Smart Greenhouse, Internet of Things, Lettuce Seed

Abstract

This research aims to develop a smart greenhouse using Internet of Things (IoT) technology and to compare its efficiency with a conventional greenhouse. It is an engineering research and development project applying the ESP32 microcontroller to collect data from sensors to measure air temperature/humidity, soil moisture, and light intensity. These sensors’data are used to control the on-off of water pumps’operation based on soil moisture values and to operate the mist spraying system according to the specified temperature. The data is saved on the cloud, and users can track and set settings via smartphones. Three types of lettuce seeds: Red Oak, Green Oak, and Frillice Iceberg were cultivated simultaneously in both the smart and conventional greenhouses. The smart greenhouse was found to function properly under the defined conditions. The misting system reduced the average internal temperature by 3°C compared to the conventional greenhouse. The watering system can maintain soil moisture within a 32%–43% range which is a more suitable and stable range than the conventional greenhouse, which ranged from 28%–48%. Comparisons revealed that lettuce grown in the smart greenhouse had higher and more consistent seed germination percentages and germination index, with a mean germination time of 4.32 days. Seedlings in the smart greenhouse exhibited a 21.5% higher average growth rate than those in the conventional greenhouse and showed lower relative variation. In conclusion, the developed smart greenhouse proved effective in controlling environmental conditions and enhancing the germination rate and growth of lettuce compared to a conventional greenhouse.

References

กองนโยบายเทคโนโลยีเพื่อการเกษตรและเกษตรกรรมยั่งยืน. (2568, 18 มีนาคม). การผลิตสินค้าเกษตรที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม. การจัดการความรู้ สำนักงานปลัดกระทรวงเกษตรและสหกรณ์. https://www.opsmoac.go.th/km-km_org_center-preview-471091791792

จิตรา จันโสด, วานิด รอดเนียม, วันเพ็ญ บัวคง, และ ศักดิ์อนันต์ แซ่ลิ่ม. (2567). การพัฒนาโรงเรือนควบคุมสภาพแวดล้อมเพื่อเพิ่มผลผลิตผักอินทรีย์. วารสารแก่นเกษตร, 52(1), 75–88. https://li01.tci-thaijo.org/index.php/agkasetkaj/article/view/259540

จิรศักดิ์ วงษ์บงกชไพศาล, รัตนาพร อังคณารุ่งรัตน์, อรณิชา แซ่ตั้ง, ระพีพันธ์ แก้วอ่อน, ชัยวุฒ ชูรักษ์, พรชัย เปลี่ยมทรัพย์, และ กิตติธัช พาพลเพ็ญ. (2562). โปรแกรมทดสอบอุณหภูมิและความชื้นในดินสำหรับโรงเรือนอัจฉริยะเพื่อใช้ปลูกผักออร์แกนิค. การประชุมวิชาการและพัฒนาเชิงประยุกต์ ครั้งที่ 11 (หน้า 107–110). อุบลราชธานี: มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี.

ปวันนพัสตร์ ศรีทรงเมือง, ธเนศ สุดจิตร, และ อภิวัฒน์ อินทร์อ่อน. (2564). การพัฒนารูปแบบระบบควบคุมฟาร์มอัจฉริยะในโรงเรือนปลูกพืชโดยใช้คอมพิวเตอร์แบบฝัง. วารสารวิจัย มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี, 20(1), 21–29. https://doi.org/10.14456/rj-rmutt.2021.3

สหพงศ์ สมวงค์, ฐานวิทย์ แนมใส, และ อธิโรจน์ มะโน. (2565). การพัฒนาโรงเรือนอนุบาลต้นกล้าอัจฉริยะสำหรับการเพาะปลูกแบบเกษตรอินทรีย์ วิสาหกิจชุมชน ตำบลท่าข้าม อำเภอหาดใหญ่ จังหวัดสงขลา. วิศวสารลาดกระบัง, 39(3), 72–82. https://ph01.tci.thaijo.org/index.php/lej/article/view/247679

Hosny, K. M., El-Hady, W. M., & Samy, F. M. (2024). Technologies, protocols, and applications of Internet of Things in greenhouse farming: A survey of recent advances. Information Processing in Agriculture, 12(1), 1–22. https://doi.org/10.1016/j.inpa.2024.04.002

Islam, M. N., Jahan, M. R., Ali, A. M., Rony, S., Anannya, T. T., Aziz, F. I., Bayzed, M., Yeazdani, A., & Rabbi, M. F. (2019). Design and development of an intelligent seed germination system based on IoT. In J. C. Corrales, P. Angelov, & J. A. Iglesias (Eds.), Advances in Information and Communication Technologies for Adapting Agriculture to Climate Change II. Advances in Intelligent Systems and Computing, 893, 146–161. Springer Nature. https://doi.org/10.1007/978-3-030-04447-3_10

Kumsong, S., Ruangtan, S., & Terdtoon, P. (2023). Evaluation of a combined fogging and forced ventilation system in a greenhouse for lettuce cultivation under hot-humid conditions. Horticulturae, 9(12), 1255. https://doi.org/10.3390/horticulturae9121255

Lakhiar, I. A., Gao, J., Syed, T. N., Chandio, F. A., & Buttar, N. A. (2018). Modern plant cultivation technologies in agriculture under controlled environment: A review on aeroponics. Journal of Plant Interactions, 13(1), 51-83. https://doi.org/10.1080/7429145.2018.1472308

Maresca, V., Piscopo, M., Siciliano, A., Sorrentino, M. C., & Basile, A. (2024). Wood distillate enhances seed germination and seedling growth of basil, chickpea, and lettuce. Applied Sciences, 14(2), 631. https://doi.org/10.3390/app14020631

Muthmainnah, M., Sari, R. F., & Syahputra, M. F. (2024). Development of an automated monitoring system for soil moisture and temperature in smart agriculture to enhance lettuce farming productivity based on IoT. Malique Science Journal, 7(1), 34–42. https://malque.pub/ojs/ index.php/msj/article/view/2342

Nascimento, W. M. (2003). Preventing thermoinhibition in a thermosensitive lettuce genotype by seed imbibition at low temperature. Scientia Agricola, 60(3), 477–480. https://doi.org/10.1590/S0103-90162003000300010

Soufi, M., Azizi, A., Ebrahimzadeh, H., & Hosseini, S. (2025). Optimizing the LED light spectrum for enhanced seed germination. Agronomy, 15(5), 1219. https://doi.org/10.3390/agronomy15051219

Downloads

Published

2025-12-23

Issue

Section

บทความวิจัย