Development of IoT-Based water quality monitoring system for Biofloc fish farming

Main Article Content

Piyawat Khotprom
Thanakorn Chaikhot
Pracha Khamphakdee
Atipong Suriya
Narong Thongchim

Abstract

This research presents the development of a system for monitoring water quality parameters in a fishpond biofloc system using IoT technology to assess key water quality parameters in the fishpond. The research consists of two parts: Part 1 involves the development of a system to monitor important water quality parameters in four fishponds simultaneously through a single monitoring station. It also includes controlling aeration to suit the amount of microbial in the fishpond using an inverter system. This system can measure parameters such as dissolved oxygen levels, pH, microbial quantity, water temperature, and air quality in the fishpond area. Experimental results demonstrate that the system can effectively monitor water quality parameters for all ponds, provide real-time results, and control aeration according to microbial levels in the biofloc fishpond system. Part 2 involves the development of sensors to measure microbial using light-based techniques to address cost issues in monitoring systems. The prototype sensor utilizes Light Emitting Diodes (LEDs) as a light source emitting at a narrow frequency band with a wavelength of 860 nanometers. It measures light absorption through Photo Diodes (PD) to determine microbial levels in the system. Experimental results show that the prototype sensor can effectively measure and indicate trends in microbial levels, with an average error of 28.56%. It can also describe changes in microbial characteristics within the system, indicating significant progress in developing a simple, cost-effective, and reliable real-time water quality monitoring method.

Article Details

Section
บทความวิจัย (Research Article)

References

ศุภณัฐ วัฒิธรรม, ณัฏนิชา เมืองกาญจน์, ธีรวุฒิ เลิศสุทธิชวาล, นิอร จิรพงศธรกุล, กิตติชนม์ อุเทนะพันธุ์.

ผลของไบโอฟลอคที่ผลิตจากแหล่งคาร์บอนที่แตกต่างกัน

ต่อการตอบสนองของภูมิคุ้มกันในปลานิล. วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี. 2561;20(2): 1–13.

ศรัณย์ รักษาพราหมณ์, วิจิตรา ตุ้งซี่, ณัฐพล ราชูภิมนต์. การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีไบโอฟล็อคและน้ำหมักชีวภาพสำหรับการเลี้ยงปลานิลในที่ร่ม.วารสารเกษตร.2564;37(3): 243–253.

Sanchez-Estrada MDLL, Garcia-Trejo JF, Caltzontzin-Rabell V, Chavez-Jaime R, Alvarez-Arquieta LDL, Alatorre-Jacome O. Factors to increase the stocking density using BioFloc Technology in tilapia production: A mini review. In: 2018 XIV International Engineering Congress (CONIIN). IEEE; 2018. p. 1-5.

ประภาพร กุลลิ้มรัตน์ชัย. Internet of Things:แนวโน้มเทคโนโลยีปัจจุบันกับการใช้งานในอนาคต.วารสารวิชาการมหาวิทยาลัยอีสเทิร์นเอเชีย ฉบับวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี. 2559;10(1): 29-36.

วิวัฒน์ มีสุวรรณ. อินเทอร์เน็ตเพื่อสรรพสิ่ง (Internet of Things) กับการศึกษา. วารสารวิชาการนวัตกรรมสื่อสารสังคม. 2559;4(2): 129-137.

Ashthon K. That ‘internet of things’ thing. RFiD Journal. 2009;22(7): 97-114.

จักรพนธ์ อบมา, พลวัตน์ พรหมสร้างมิ่ง, นิวัตร์ อังควิศิษฐพันธ์, อดิศร นวลอ่อนและสมชาติ โสนะแสง. ระบบปรับปรุงคุณภาพน้ำสำหรับตู้ปลาสวยงามโดยใช้เทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง.วารสารวิชาการวิศวกรรมศาสตร ม.อบ. 2564;16(1): 26-33.

Ahamed I, Ahmed A. Design of smart biofloc for real-time water quality management system. In: 2021 2nd International Conference on Robotics, Electrical and Signal Processing Techniques (ICREST). IEEE; 2021. p. 298-302.

Haque E, Al Noman A, Ahmed F. Image Processing Based Water Quality Monitoring System for Biofloc Fish Farming. In: 2021 Emerging Technology in Computing, Communication and Electronics (ETCCE). IEEE; 2021. p. 1-6.

Piyawat K, Thanawat K, Thanakorn Ch, Pracha K, Atipong S, Narong Th, et al. IoT based Monitoring System of Water Quality in Fish Farm with Biofloc Technique. In: The 13th Conference on Application Research and Development. ECTI-CARD; 2021. p. 200-203.

Piyawat K, Thanakorn Ch, Pracha K, Atipong S, Narong Th. Smart Fish Farm System with Bio-floc Technique Based on IoT Technology. In: The 45th Electrical Engineering Conference (EECON45). EECON; 2022. p. 488-491.

ปริเยศ ผลวงษ์, ถิรวัฒน์ รายรัตน, อุไรรัฒท์ เนตรหาญ, อรุโณทัย คีตะนนท, พุธสุชา พันธ์สวัสดและนิติ ชูเชิด. ผลของการใช้เครื่องวัดคุณภาพน้ำอัตโนมัติ (Aqua IOT) ต่อประสิทธิภาพการผลิตและผลกำไรในฟาร์มเลี้ยง

กุ้งขาวแวนนาไม (Litopenaeus vannamei).

แก่นเกษตร. 2566;51(1): 353-360.

Nayeem H, Huzaifa; Syed A, Azeemuddin; Khan MZA. Towards development of a simple technique based on wavelength specific absorption for quality measurement of flowing water. IEEE Sensors Journal. 2020;20(24): 14780-14790.

HOGNESS TR, ZSCHEILE FP, SIDWELL AE. Photoelectric spectrophotometry An apparatus for the ultra-violet and visible spectral regions: its construction, calibration, and application to chemical problems. Journal of Physical Chemistry. 1937;41(3): 379-415.

Fan J. Local Polynomial Modelling and Its Applications: Monographs on Statistics and Applied Probability 66. Routledge; 2018.

Texas Instruments. Light sensors. Available from: https://www.ti.com/product/OPT101?qgp

n=opt101 [Accessed 15th June 2023].

Lawler DM. Spectrophotometry: Turbidimetry and Nephelometry. In: Encyclopedia of Analytical Science. New York, NY, USA: Elsevier; 2005. p. 343-351.

Alvin Instrument. Industrial Sensor MLSS Probe. Available from: https://n9.cl/fcygo [Accessed 5th March 2024].

HACH. Formazin standard. Available from: https://th.hach.com/stablcal-20-ntu-500/product-similar-products?id=55419947215 [Accessed 5th March 2024].

กำธร สารวรรณ. การพัฒนาระบบสมาร์ทฟาร์มสำหรับบ่อเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ ในพื้นที่จังหวัดกาฬสินธุ์. กาฬสินธุ์:มหาวิทยาลัยกาฬสินธุ์; 2562.