Automated Control and Real-Time Monitoring of Agricultural Water Pumping Systems Using IoT

Abstract

The agricultural sector is rapidly embracing digital transformation through the Internet of Things (IoT), enabling intelligent solutions for remote control and monitoring. This project presents the design and implementation of an automated system for real-time monitoring and control of agricultural water pumping systems using IoT technology. The system is built around an Arduino microcontroller that reads data from voltage and current sensors to assess operating conditions and detect faults. The measured data is transmitted to the user via a SIM800L GSM module, allowing remote access and control. A mobile application was developed using the Blynk platform to provide an intuitive user interface, including pump status, timer-based operation, and real-time feedback notifications. The system offers advanced protection for a three-phase induction motor pump against common electrical faults such as overvoltage, undervoltage, overload, single phasing, phase imbalance, and reverse rotation. Laboratory tests confirmed the system’s effectiveness in providing reliable protection, automation, and remote monitoring, making it suitable for agricultural applications in remote or resource-limited areas. يشهد القطاع الزراعي تحو ا لً رقم ا يا متسار ا عا بفضل تقنيات إنترنت الأشياء ) IoT (، التي توفر حلو ا لً ذكية للتحكم والمراقبة عن بُعد. يهدف هذا المشروع إلى تطوير نظام آلي لمراقبة وتشغيل أنظمة ضخ مياه الري في الوقت الحقيقي باستخدام تقنيات إنترنت الأشياء. يعتمد النظام على لوحة Arduino لقراءة البيانات من مستشعرات الجهد والتيار، وتحليلها للكشف عن حالًت التشغيل غير الطبيعية. يتم إرسال البيانات إلى المستخدم عبر وحدة GSM من نوع SIM800L ، كما تم تطوير تطبيق ذكي باستخدام منصة Blynk لعرض حالة النظام والتحكم في تشغيل المضخة عن بُعد. يوفر النظام حماية متقدمة للمضخة الكهربائية )ثلاثية الأطوار( من الأعطال الشائعة مثل انخفاض أو ارتفاع الجهد، الحمل الزائد، الفقد الأحادي للطور، اختلال التوازن، والدوران العكسي. أظهرت نتائج الًختبار أن النظام يتمتع بدرجة عالية من الكفاءة في الحماية والتشغيل الآلي، مما يجعله مناسباا للتطبيقات الزراعية في البيئات البعيدة أو قليلة الموارد