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dc.contributor.advisor1Bailão, Adriano Soares de Oliveira-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4666887752401303pt_BR
dc.contributor.referee1Teixeira, Marconi Batista-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6394236673481626pt_BR
dc.contributor.referee2Ribeiro, Fabiana Girotto-
dc.contributor.referee2Latteshttps://orcid.org/0000-0002-4202-6159pt_BR
dc.contributor.referee3Santos, Charles Barbosa-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/1339448360018703pt_BR
dc.contributor.referee4Francischini, Ricardo-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/2046918851870191pt_BR
dc.contributor.referee5Bailão, Adriano Soares de Oliveira-
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/4666887752401303pt_BR
dc.creatorNovak, Sergio Souza-
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/0658208580916976pt_BR
dc.date.accessioned2026-01-06T15:38:53Z-
dc.date.available2026-01-04-
dc.date.available2026-01-06T15:38:53Z-
dc.date.issued2025-11-28-
dc.identifier.citationNOVAK, Sergio Souza. Sistema de irrigação inteligente baseado em lógica fuzzy integrado com internet das coisas para a cultura do tomate cereja. 2025. Dissertação (Mestrado) — Instituto Federal Goiano, Campus Rio Verde, Rio Verde, GO, out. 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ifgoiano.edu.br/handle/prefix/6089-
dc.description.abstractThis work presents the development, implementation, and experimental validation of an Intelligent Irrigation System using Fuzzy Logic (SILF), integrated with the Internet of Things (IoT), designed to optimize water use in cherry tomato cultivation (Solanum lycopersicum var. cerasiforme). The proposed system addresses the limitations of traditional fixed-time irrigation methods, which often lead to under- or over-irrigation, nutrient leaching, and water waste. The SILF architecture consists of: (i) a sensor network based on the ESP32 microcontroller for monitoring soil moisture, air temperature, and air humidity; (ii) a Python/Flask backend server hosting the fuzzy inference module; and (iii) a web-based interface developed with Angular for remote monitoring and system configuration. The core of the system is a Mamdani-type fuzzy controller, whose membership functions and inference rules were defined based on consultations with a fruit-growing specialist and on the crop’s physiological literature. Every hour, the system processes real-time environmental data, applies 27 fuzzy rules, and—using the centroid defuzzification method—determines the optimal activation time of the hydraulic pump and solenoid valve, ranging from 0 to 60 minutes. Experimental validation was conducted in a protected environment using a randomized block design with a 5 × 3 factorial arrangement, comprising five substrate volumes (3, 6, 9, 12, and 15 L) and three irrigation methods: (i) traditional (30 continuous minutes once per day); (ii) fractionated (6 minutes every 2 hours, totaling 30 minutes per day); and (iii) intelligent irrigation using SILF. A total of 80 cherry tomato plants were evaluated, with drainage (excess water) as the primary response variable. Analysis of variance (ANOVA) revealed highly significant effects (p < 0.0001) of both irrigation method and substrate volume on drainage. The interaction between these factors was not significant (p = 0.3494), indicating the robustness of SILF under different cultivation conditions. Tukey’s multiple comparison test (α = 0.05) demonstrated that SILF resulted in a statistically significant reduction in average drainage compared to traditional fixed-time irrigation methods, while no significant difference was observed between the two fixed-time strategies. Regarding substrate volume, pots with 15 L exhibited significantly lower drainage compared to those with 3 L and 9 L. It is concluded that SILF is a viable and effective technological solution, capable of saving an average of 200 to 300 mL of water per plant per day, corresponding to a potential reduction of approximately 24 L per day for a bench containing 80 pots. The system combines low cost, scalability, remote control, and adaptive decision-making logic that mimics expert reasoning. This work validates the potential of integrating Fuzzy Logic and IoT technologies for precision agriculture, promoting a more sustainable use of water resources.pt_BR
dc.description.resumoEste trabalho apresenta o desenvolvimento, a implementação e a validação experimental de um Sistema de Irrigação Inteligente por Lógica Fuzzy (SILF), integrado à Internet das Coisas (IoT), projetado para otimizar o uso de água na cultura do tomate cereja (Solanum lycopersicum var. cerasiforme). O sistema visa superar as limitações dos métodos tradicionais de irrigação por tempo fixo, que frequentemente resultam em sub ou superirrigação, lixiviação de nutrientes e desperdício de água. A arquitetura do SILF é composta por: i) uma rede de sensores (umidade do solo, temperatura e umidade do ar) baseada no microcontrolador ESP32; ii) um backend servidor desenvolvido em Python/Flask, que hospeda o módulo de inferência fuzzy; e iii) uma interface web (frontend em Angular) para monitoramento e configuração remota. O núcleo do sistema é um controlador fuzzy do tipo Mamdani, cujos conjuntos e regras de inferência foram definidos com base em consultas a um especialista em fruticultura e na literatura fisiológica da cultura. A cada hora, o sistema processa os dados ambientais em tempo real, aplica 27 regras fuzzy e, por meio do método de defuzzificação do centroide, determina o tempo ótimo de acionamento da bomba hidráulica e da válvula solenoide (0 a 60 minutos). A validação experimental foi conduzida em ambiente protegido, utilizando delineamento em blocos casualizados, em arranjo fatorial 5×3, com cinco volumes de substrato (3, 6, 9, 12 e 15 L) e três métodos de irrigação: i) tradicional (30 minutos contínuos, uma vez ao dia); ii) fracionado (6 minutos a cada 2 horas, totalizando 30 minutos por dia); e iii) inteligente (via SILF). Foram avaliadas 80 plantas de tomate cereja, tendo a drenagem (água excedente) como variável-resposta principal. Os resultados da Análise de Variância revelaram efeitos altamente significativos (p < 0,0001) tanto do método de irrigação quanto do volume de substrato sobre a drenagem, enquanto a interação entre esses fatores não foi significativa (p = 0,3494), indicando a robustez do SILF em diferentes condições. O teste de comparação múltipla de Tukey (α = 0,05) demonstrou que o SILF promoveu redução estatisticamente significativa na drenagem média quando comparado aos métodos tradicionais, não havendo diferença significativa entre os dois métodos de irrigação por tempo fixo. Quanto ao volume de substrato, os vasos de 15 L apresentaram drenagem significativamente menor em relação aos vasos de 3 L e 9 L. Conclui-se que o SILF constitui uma solução tecnológica viável e eficaz, capaz de economizar, em média, de 200 a 300 mL de água por planta por dia, o que representa uma economia potencial de aproximadamente 24 L/dia em uma bancada com 80 vasos. O sistema combina baixo custo, escalabilidade, controle remoto e uma lógica de decisão adaptativa que imita o raciocínio especialista. O trabalho valida o potencial da integração Lógica Fuzzy–IoT para a agricultura de precisão, promovendo um uso mais sustentável dos recursos hídricos.pt_BR
dc.description.provenanceSubmitted by Sergio Souza Novak (sergio.novak1@estudante.ifgoiano.edu.br) on 2026-01-05T19:13:32Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_RIIF.pdf: 9258466 bytes, checksum: 34ed10637e326061e73d44ca39bddbb3 (MD5)en
dc.description.provenanceApproved for entry into archive by Hevellin Estrela (hevellin.estrela@ifgoiano.edu.br) on 2026-01-06T15:38:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertacao_RIIF.pdf: 9258466 bytes, checksum: 34ed10637e326061e73d44ca39bddbb3 (MD5)en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2026-01-06T15:38:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_RIIF.pdf: 9258466 bytes, checksum: 34ed10637e326061e73d44ca39bddbb3 (MD5) Previous issue date: 2025-11-28en
dc.description.sponsorshipCNPqpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherInstituto Federal Goianopt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentCampus Rio Verdept_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciências Agrárias – Agronomiapt_BR
dc.publisher.initialsIF Goianopt_BR
dc.relation.referencesALFITH, Alfith et al. Pengujian suhu dan kelembapan pada alat pengering gabah menggunakan sensor DHT11. *Ensiklopedia of Journal*, v. 4, n. 2, p. 243–247, jan. 2022. DOI: 10.33559/eoj.v4i2.1074. ALMEIDA, A. V. R. de; SILVA, A. O. da. Modelagem fuzzy para suporte ao manejo da irrigação e uso de cobertura morta em cultivo de rabanete. *Irriga*, Botucatu, v. 26, n. 4, p. 938–955, dez. 2021. DOI: 10.15809/irriga.2021v26n4p938-955. ALMEIDA ROQUE, Iara et al. Growth and physicochemical characterization of cherry tomato under irrigation with saline water and nitrogen fertilization. *Comunicata Scientiae*, v. 13, p. e3785, 2022. DOI: 10.14295/cs.v13.3785. Disponível em: [https://www.comunicatascientiae.com.br/comunicata/article/view/3785](https://www.comunicatascientiae.com.br/comunicata/article/view/3785). Acesso em: 13 out. 2025. ALMEIDA, G. et al. Performance analysis of YOLO and Detectron2 models for detecting corn and soybean pests employing customized dataset. *Agronomy*, v. 14, n. 10, p. 1–22, 2024. DOI: 10.3390/agronomy14102194. ARAÚJO, A. B. M. et al. Avaliação comparativa de modelos YOLO para classificação e quantificação automatizadas de estágios de amadurecimento de tomates cereja. *Brazilian Journal of Development*, v. 11, n. 8, p. e81856, 2025. DOI: 10.34117/bjdv11n8-050. Disponível em: [https://ojs.brazilianjournals.com.br/ojs/index.php/BRJD/article/view/81856](https://ojs.brazilianjournals.com.br/ojs/index.php/BRJD/article/view/81856). Acesso em: 27 out. 2025. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. *NBR 7181: Solo – Análise granulométrica*. São Paulo: ABNT, 2025. BANZATTO, D. A.; KRONKA, S. N. *Experimentação agrícola*. 4. ed. Jaboticabal: FUNEP, 2013. BAÊTA DOS SANTOS, A. et al. Manejo da irrigação na cultura do arroz irrigado e na eficiência do uso da água em várzeas tropicais. *Agri-Environmental Sciences*, v. 7, n. 2, p. 13, 2021. BAILÃO, Adriano Soares de Oliveira et al. *Acionador bomba hidráulica TomAi para microcontroladores ESP32*. 2024. Programa de computador. Registro INPI n. BR512025001771-5, Instituto Federal Goiano, 26 out. 2024. BAILÃO, Adriano Soares de Oliveira et al. *Leitor de sensor de umidade de solo e DHT para microcontroladores ESP32 TomAi*. 2024. Programa de computador. Registro INPI n. BR512025001784-7, Instituto Federal Goiano, 27 out. 2024. BAILÃO, Adriano Soares de Oliveira et al. *Servidor Python back-end TomAi*. 2024. Programa de computador. Registro INPI n. BR512025002370-7, Instituto Federal Goiano, 23 out. 2024. BAILÃO, Adriano Soares de Oliveira et al. *Sistema de irrigação fuzzy inteligente*. 2025. Programa de computador. Registro INPI n. BR512025001780-4, Instituto Federal Goiano, 6 fev. 2025. BARROS, G. M. et al. *Dia – Software de dimensionamento de irrigação por aspersão*. 2024. Programa de computador. Registro INPI n. BR512024004851-0, 4 jun. 2024. BOOCH, Grady; RUMBAUGH, James; JACOBSON, Ivar. *UML: guia do usuário*. 2. ed. Rio de Janeiro: Campus, 2006. BRAGA, Newton C. *Eletricidade e instalações elétricas industriais*. São Paulo: Saber, 2019. CARR, C. N. et al. Modelagem de dados para a internet das coisas (IoT): desafios e soluções. *Observatório de la Economía Latinoamericana*, v. 21, n. 12, p. 23858–23874, 2023. DOI: 10.55905/oelv21n12-022. Disponível em: [https://ojs.observatoriolatinoamericano.com/ojs/index.php/olel/article/view/1421](https://ojs.observatoriolatinoamericano.com/ojs/index.php/olel/article/view/1421). Acesso em: 15 out. 2025. FRANÇA, E. L. do C. et al. Detecção de abelhas nativas do Cerrado Brasileiro com rede neural convolucional YOLOv8. *Caderno Pedagógico*, v. 22, n. 11, p. e19970, 2025. DOI: 10.54033/cadpedv22n11-207. FREEMAN, Adam; FREEMAN, Steven. *Pro Angular*. 4. ed. New York: Apress, 2022. GARCIA, Laura et al. IoT-based smart irrigation systems: an overview. *Sensors*, v. 20, n. 4, p. 1042, 2020. DOI: 10.3390/s20041042. HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. *Fundamentals of physics*. 11. ed. Hoboken: Wiley, 2023. LEITE DIAS DE MATTOS, Viviane; COELHO, Leonardo. Propriedades de controladores fuzzy: um estudo de caso. *Scientia Plena*, v. 11, n. 8, 2015. DOI: 10.14808/sci.plena.2015.081306. LEVIEN, Sérgio Luiz Aguilar; FIGUEIRÊDO, Vladimir Batista; ARRUDA, Luiz Eduardo Vieira de. *Panorama da atual área de agricultura irrigada no Brasil*. Nova Xavantina, MT: Pantanal Editora, 2021. DOI: 10.46420/9786588319963. LIU, Xinying; ZHAO, Zhihuan; REZAEIPANAH, Amin. Intelligent and automatic irrigation system based on IoT using fuzzy control technology. *Scientific Reports*, v. 15, 2025. DOI: 10.1038/s41598-025-98137-2. MAMDANI, E. H.; ASSILIAN, S. An experiment in linguistic synthesis with a fuzzy logic controller. *International Journal of Man-Machine Studies*, v. 51, n. 1, p. 1–13, 1975. DOI: 10.1016/S0020-7373(75)80002-2. MONK, Simon. *Programação com Arduino*. 2. ed. São Paulo: Novatec, 2017. OJHA, Varun; ABRAHAM, Ajith; SNASEL, Vaclav. Heuristic design of fuzzy inference systems: a review. *Engineering Applications of Artificial Intelligence*, v. 85, p. 845–864, 2019. DOI: 10.1016/j.engappai.2019.08.010. ROSS, Timothy J. *Fuzzy logic with engineering applications*. 3. ed. Chichester: Wiley, 2010. SIMÕES, Mário G.; SHAW, Ian D. *Fuzzy control engineering*. Hoboken: Wiley, 2007. SOMMERVILLE, Ian. *Engenharia de software*. 10. ed. São Paulo: Pearson, 2019. STALLINGS, William. *Arquitetura e organização de computadores*. 10. ed. São Paulo: Pearson, 2017. TAIZ, L. et al. *Plant physiology and development*. 6. ed. Sunderland: Sinauer Associates, 2017. ZADEH, Lotfi A. Fuzzy sets. *Information and Control*, v. 8, n. 3, p. 338–353, 1965.pt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subject​Sistema​ ​Especialistapt_BR
dc.subject​Expert​ ​Systempt_BR
dc.subject​Controle​ ​de​ ​Irrigaçãopt_BR
dc.subject​Irrigation​ ​Controlpt_BR
dc.subjectConservação​ ​de​ ​Águapt_BR
dc.subject​Water​ ​Conservationpt_BR
dc.subjectAgricultura de Precisãopt_BR
dc.subjectPrecision Agriculturept_BR
dc.subjectProduto IoTpt_BR
dc.subjectIoT Productpt_BR
dc.subject.cnpqCIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLOpt_BR
dc.titleSISTEMA DE IRRIGAÇÃO INTELIGENTE BASEADO EM LÓGICA​ ​FUZZY INTEGRADO COM INTERNET DAS COISAS PARA A​ ​CULTURA DO TOMATE CEREJA​pt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
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