I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   15 ,   No .   5 Octo b er   20 25 ,   p p .   4 5 5 5 ~ 4 5 6 8   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 15 i 5 . pp 4 5 5 5 - 4 5 6 8           4555       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Dev elo pment of  a fuzzy lo g ic - ba sed  greenho use sy ste m for  o ptimizing  bio - f e rtiga tion       Acho ua k   T o uh a m i 1, 2 , 3 ,   A m ina   B o uro uis 3 ,4 ,   Am el  M a ha mm edi 4 ,   Sa na   M ec hra o ui 4 ,   Sa na   T o uh a m i 3 ,4     1 D e p a r t me n t   o f   M a t h e m a t i c s   a n d   C o mp u t e r   S c i e n c e ,   A l i   K a f i   U n i v e r si t y   C e n t e r ,   T i n d o u f ,   A l g e r i a   2 La b o r a t o r y   o f   E n v i r o n m e n t a l   a n d   En e r g y   S y st e ms ( LSEE) ,   A l i   K a f i   U n i v e r si t y   C e n t e r ,   Ti n d o u f ,   A l g e r i a   3 La b o r a t o r y   o f   I n n o v a t i o n s   i n   I n f o r ma t i c s   a n d   E n g i n e e r i n g   ( I N I E) ,   Ta h r i   M o h a me d   U n i v e r s i t y ,   B e c h a r ,   A l g e r i a   4 D e p a r t me n t   o f   M a t h e m a t i c s   a n d   C o mp u t e r   S c i e n c e ,   T a h r i   M o h a m e d   U n i v e r si t y ,   B e c h a r ,   A l g e r i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma r   2 ,   2 0 2 5   R ev is ed   J u l 4 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   J u l 1 2 ,   2 0 2 5       M o d e r n   a g ricu lt u re   fa c e g ro win g   c h a ll e n g e i n   m e e ti n g   f o o d   a n d   re so u rc e   d e m a n d s,  p a rti c u larly   wit h   i n c re a sin g   p re ss u re   o n   wa ter  a n d   fe rti l i z e u sa g e .   Th is  stu d y   p r o p o se a   fu z z y   lo g ic - b a se d   a lg o rit h m   t o   o p t imiz e   b io - fe rti g a ti o n   b y   m a n a g i n g   k e y   g re e n h o u se   p a ra m e ters tem p e ra tu re ,   h u m id i ty ,   so il   p H,  a n d   so il   m o ist u re .   Im p lem e n ted   in   M ATLAB,   th e   s y ste m   a u to m a tes   th e   c o n tr o o a c tu a to rs  (fa n ,   h e a ter,  irri g a ti o n ,   fe rti l iza ti o n   a n d   fe rti g a ti o n   p u m p s)  b a se d   o n   se n so d a ta  a n d   f u z z y   r u les .   Re su l ts  sh o a   2 7 . 5 8 %   re d u c ti o n   i n   wa ter  u se ,   5 8 . 8 2 %   d e c re a se   in   fe rti li z e c o n su m p t i o n ,   a n d   a   4 7 . 5 %   in c re a se   in   t o m a to   y ield .   Ad d it i o n a ll y ,   sta ti stica e rr o m e tri c m e a n   a b so lu te  e rro r   (M AE),   m e a n   sq u a re d   e rro (M S E) ,   ro o m e a n   sq u a re d   e rro r   (RM S E),   a n d   m e a n   a b so lu te  p e rc e n tag e   e rro r   (M AP E)   we re   re d u c e d   to   z e ro ,   c o n firmin g   t h e   sy ste m ’s  h ig h   p re c isio n   a n d   e ffe c ti v e n e ss   i n   p ro m o ti n g   su sta in a b le ag ric u lt u ra l   p ra c ti c e s.   K ey w o r d s :   B io - f er tig atio n   o p tim izatio n   Fu zz y   lo g ic   Gr ee n h o u s au t o m atio n   Sen s o r - b ased   co n t r o l   W ater   an d   f er tili ze r   ef f icien c y   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ach o u ak   T o u h a m i   Dep ar tm en t o f   Ma th em atics a n d   C o m p u te r   Scien ce ,   Ali K af Un iv er s ity   C en ter   3 7 0 0   Hai  el  M o u s tak b el,   T in d o u f ,   Alg er ia   E m ail: a ch o u ak . t o u h a m i@ cu n iv - tin d o u f . d z       1.   I NT RO D UCT I O N   R is in g   g lo b al  p o p u latio n ,   i n d u s tr ializatio n ,   an d   clim ate  ch an g ar r ed u cin g   ar a b le  lan d   [ 1 ]   an d   in cr ea s in g   f o o d   p r o d u ctio n   d e m an d s .   T h Fo o d   an d   Ag r icu ltu r Or g a n izatio n   o f   th e   Un ited   Natio n s   ( FAO)   esti m ates  s ig n if ican in cr ea s es  in   cr o p lan d   an d   wate r   will  b n ee d ed   b y   2 0 5 0   [ 2 ] ,   [ 3 ] .   C h allen g es  s u ch   as  lab o r   s h o r tag es  an d   wate r   s ca r city   m ak tr ad itio n al  g r e en h o u s m eth o d s   in s u f f icien t   [ 4 ] .   Gr ee n h o u s f ar m in g o r i g in atin g   in   th e   1 9 th   ce n tu r y n o o f f er s   s u s tain ab le  s o lu tio n   b y   en ab lin g   y ea r - r o u n d   cu ltiv atio n   th r o u g h   co n tr o lle d   en v ir o n m e n ts   [ 5 ] ,   [ 6 ] .   Ho wev er ,   co n v en tio n al  g r ee n h o u s es  r ely   h ea v ily   o n   m an u al  lab o r   [ 7 ] .   Sm ar g r ee n h o u s tech n o lo g ies  ca n   im p r o v ef f icien c y   b y   a u to m atin g   th m o n ito r i n g   an d   co n tr o o f   g r o win g   co n d itio n s   [ 8 ] .   T o m ato es,   n u tr itio u s   a n d   wid ely   co n s u m e d   cr o p ,   r e q u ir ca r e f u wate r   an d   n u t r ien m an a g em en t   [ 9 ] ,   [ 1 0 ] .   Ov er u s o f   wate r   a n d   f er tili ze r s   h as  ca u s ed   e n v ir o n m e n tal  h ar m ,   em p h asizin g   th n ee d   f o r   s u s tain ab le  r eg u latio n   o f   in p u ts   in   co n tr o lled   a g r icu ltu r e .   Or g an ic  f er tili ze r s   p r o v id b alan ce d   an d   g r ad u al  r elea s o f   n u t r ien ts ,   en h an ci n g   s o il  f er tili ty   an d   m icr o b ial  h ea lth   wh ile  r ed u ci n g   r elian ce   o n   s y n th etic  f er tili ze r s .   Ho wev er ,   im p r o p er   u s ca n   lead   to   n u tr ien t   im b alan ce s   [ 1 1 ] .   C o n t r o lled - r elea s f o r m u latio n s   an d   co m p o s f u r t h er   im p r o v s o il  p r o p er ties   [ 1 2 ] .   D r ip   ir r ig atio n   co n s er v es  wate r   an d   im p r o v es  cr o p   q u ality   b y   d eliv er in g   p r ec is am o u n ts   at  t h r ig h tim e   [ 1 3 ] Fer tig atio n ap p ly in g   f e r tili ze r s   th r o u g h   i r r ig atio n b o o s ts   n u tr ien ef f icien c y ,   r ed u ce s   lab o r ,   an d   ca n   lo wer   f er tili ze r   u s b y   1 5 % 2 5 w ith o u af f ec tin g   y ield ,   esp ec ia lly   wh en   tailo r e d   to   cr o p   g r o wth   s tag es  th r o u g h   d r ip   s y s tem s   [ 1 4 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 :   4 5 5 5 - 4 5 6 8   4556   Div er s s tu d ies  an d   r esear ch   h av b ee n   ca r r ie d   o u t   in   th ar ea   o f   m o n ito r in g   in te r n a clim atic   p ar am eter s   an d   p lan f e r tig atio n   in   g r ee n h o u s es.  Dee p ak   e a l.   [ 1 5 ]   in v esti g ates  th ap p licatio n   o f   f er tig atio n c o m b in e d   ir r ig atio n   an d   f er tili za tio n   tech n i q u e in   o p en - f ield   a g r icu ltu r with   a   f o c u s   o n   aq u ap o n ic  s y s tem s .   Am u d h et  a l.   [ 1 6 ]   f o cu s   o n   o p tim izin g   f e r tili ze r   ap p licatio n   in   ag r icu ltu r u s in g   b io - in s p ir ed   alg o r ith m s ,   s p ec if ic ally   th f r u it  f l y   o p tim izatio n   ( FF O)   alg o r ith m   a n d   s o cial  s p id er   alg o r ith m   ( SS A) .   T h ese  alg o r ith m s ,   i n s p ir ed   b y   b io lo g ical   s p ec ies,  ai m   to   b alan ce   ch em ical   f er tili z er   u s with   m an u r to   en h an ce   s o il  f er tili ty ,   co n s er v r eso u r ce s ,   an d   m in im ize  e n v ir o n m en tal  im p ac ts .   Dah lila  et  a l.   [ 1 7 ]   p r o p o s e   an   I o T - b ased   s m ar f e r tig atio n   m an a g em en t   s y s tem   d esig n ed   f o r   a g r icu ltu r al   ar ea s   p r o n to   p o wer   o u ta g es.  T h s y s tem   in teg r ates  s en s o r s   f o r   r ea l - tim m o n ito r in g   o f   ir r ig atio n   an d   p o wer   o u ta g es,  with   f ea tu r es  s u ch   as   au to m ated   ir r ig atio n   s ch ed u lin g ,   p esti cid m an ag em en t,  an d   p o ly b a g   clea n in g .   Dwir atn et   a l.   [ 1 8 ]   in tr o d u ce   m o d if ied   h y d r o p o n ic  k it  f e atu r in g   s elf - f er tig atio n   s y s tem ,   s p ec if ically   d esig n ed   f o r   r em o te  ar ea s   with   u n r eliab le  elec tr icity   s u p p ly .   B ao   et  a l.   [ 1 9 ]   in v esti g ate  th im p ac o f   in tellig en d r ip   f er tig atio n   ( I F)  o n   wate r m elo n   p r o d u cti o n   in   g r ee n h o u s en v ir o n m en t   o v er   t h r ee   g r o win g   s ea s o n s   ( 2 0 1 9 2 0 2 1 ) .   I in te g r ates  r ea l - tim s o il  m o is tu r s en s o r s   with   I o T - b ased   au to m ate d   ir r ig atio n   an d   f er tili za tio n   to   o p tim ize  wate r   an d   n u tr ien ap p licatio n .   I m b er n ó n - m u ler o   et  a l.   [ 2 0 ]   ev alu at an   ad v a n ce d   a u to n o m o u s   f er tig atio n   s y s tem   d esig n ed   to   o p tim ize  th u s o f   v ar iab le - q u ality   ir r ig atio n   w ater .   B o n elli  et  a l.   [ 2 1 ]   ev alu at ed   th p er f o r m an ce   o f   tim er - b ased   ( T B )   v er s u s   s m ar s en s o r - b ased   ( SB )   ir r ig at io n   s tr ateg ies.  W an g   et  a l.   [ 2 2 ]   co n d u cted   f ield   ex p er im en i n   Sh o u g u an g ,   Sh an d o n g   Pro v i n ce ,   to   ass ess   th ef f ec ts   o f   v ar io u s   ir r ig atio n   s ch ed u lin g   tr ea tm en ts f ar m er   d r ip   i r r ig a tio n   ( FI) ,   in tellig en ir r ig atio n   ( I I 1 ) ,   an d   i n tellig en ir r ig atio n   ( I I 2 ) o n   to m ato   g r o wth ,   ir r ig atio n   wate r   u s ag e ,   an d   n u tr ien t   ef f icien cy   ac r o s s   two   g r o win g   s ea s o n s .   I d r is   e a l.   [ 2 3 ]   d ev elo p ed   an   in ter n et  o f   th i n g s   ( I o T ) - b ased   f er tig atio n   s y s tem   to   a u to m atica lly   d eliv e r   a   f er tili ze r   m ix tu r with   co n s is ten elec tr ical  co n d u ctiv ity   ( E C )   v alu to   p lan ts .   Vo jn o v ic   et  a l.   [ 2 4 ]   aim ed   to   ex p lo r n ew  m eth o d s   f o r   f er tig atio n   an d   g r a f tin g   to   o p ti m ize  cu cu m b e r   y ield   a n d   q u al ity   in   th g r ee n h o u s e.   T r ad itio n al  g r ee n h o u s co n tr o s y s tem s   s tr u g g le  with   co m p lex ity   an d   u n ce r tain ty ,   o f te n   l ea d in g   to   in ef f icien t r eso u r ce   u s an d   p o o r   p lan t g r o wth .   Fu zz y   lo g ic  p r o v id es a   m o r ad ap tiv an d   in tellig en t a p p r o ac h   b y   m i m ick in g   h u m an   r ea s o n i n g   a n d   h an d lin g   n o n lin ea r ,   u n ce r tain   c o n d itio n s   th r o u g h   e x p er t - d e f in ed   r u les.   T h is   r esu lts   in   m o r ef f icien t,   s ca lab le,   an d   s u s tain ab le  g r e en h o u s m a n ag em en t,   u ltima tely   im p r o v in g   cr o p   y ield s .   T h is   s tu d y   p r esen ts   f u zz y   lo g ic - b ased   alg o r ith m   f o r   o p tim izin g   b i o - f er tig atio n   in   to m ato   g r ee n h o u s in   s o u th er n   Alg e r ia.   Un lik tr ad itio n al  s y s te m s   th at  m an ag o n ly   o n o r   two   en v ir o n m en tal   p ar am eter s ,   o u r   a p p r o ac h   in te g r ates  f o u r   k e y   v ar iab les  ( te m p er atu r e,   h u m id ity ,   s o il  p H,   an d   s o il  m o is tu r e)   an d   co n t r o ls   f iv ac tu ato r s   s i m u ltan eo u s ly   ( f an ,   h ea te r ,   ir r i g atio n   p u m p ,   f e r tili za tio n   p u m p ,   an d   f er tig atio n   p u m p ) .   T h n o v elty   lies   in   th co m b in atio n   o f   r ea l - tim s e n s o r   d ata,   ex p er t - d e r iv ed   f u zz y   r u les,  an d   th u s o f   b io f er tili ze r s   in s tead   o f   ch e m ical  f er tili ze r s an   en v ir o n m en tally   s u s tain ab le  p r ac tice.   T h is   m u lti - v ar iab l e   co n tr o s y s tem   p r o v id es  an   ad ap tiv e,   in tellig en t,  a n d   e n er g y - ef f icien s o lu tio n   f o r   o p tim izin g   t o m ato   p r o d u ctio n   in   ar id   r eg io n s   li k s o u th er n   Alg er ia.   T h ar t icle  d etails  th alg o r ith m   d esig n ,   m em b er s h ip   f u n ctio n s ,   f u zz y   r u le  b ase,   ex p er im en tal  v alid atio n ,   an d   r esu lts ,   co n clu d in g   with   f u tu r r ese ar ch   d ir ec tio n s .       2.   M E T H O D   I n   th is   s ec tio n ,   we  p r esen th p r o p o s ed   alg o r ith m s   d ev elo p ed   to   o p tim ize  th g r ee n h o u s e   m icr o clim ate  u s in g   f u zz y   lo g ic.   T h s y s tem   in te g r ates  v ar i o u s   s en s o r s ,   ac tu ato r s ,   an d   m icr o co n tr o ller   t o   m o n ito r   a n d   c o n tr o m u ltip le  k ey   en v ir o n m e n tal  p ar a m eter s ,   in clu d in g   i n ter n al  air   tem p er atu r e,   in ter n al  air   h u m id ity ,   s o il  p H,   an d   s o il  m o is tu r e.   B y   em p lo y in g   f u zz y   in f er en ce   tec h n iq u es,  t h alg o r ith m s   d y n am ically   ad ju s co n tr o ac tio n s   to   en h an ce   th ef f icien c y   o f   b i o - f er tig atio n   an d   p r o m o te  o p ti m al  p lan g r o wth   co n d itio n s .     2 . 1 .     P r o po s ed   a lg o rit hm   I n   th is   s ec tio n ,   we  p r esen th p r o p o s ed   alg o r ith m   th at  em p lo y s   f u zz y   lo g ic  to   m o n ito r   a n d   co n tr o f o u r   c r itical  p ar am eter s   in   th e   g r ee n h o u s e:  in ter n al  air   tem p er atu r e,   i n ter n al  air   h u m id it y ,   s o il  p H,   an d   s o il  m o is tu r e.   T h ese  p ar am eter s   ar ess en tial  f o r   m ain tain in g   s tab le  m icr o clim ate  an d   s u p p o r tin g   h ea lth y   p lan t   g r o wth .   B y   ap p ly in g   f u zz y   l o g ic  tech n iq u es,  th s y s tem   en s u r es  ad ap tiv d ec is io n - m a k in g   th at  im p r o v es   m icr o clim ate  r eg u latio n   an d   e n h an ce s   th ef f icien cy   o f   b io - f er tig atio n .   T h f u zz y   s y s tem   u s es  m em b er s h ip   f u n ctio n   g r ap h s   to   illu s tr ate  h o i n p u t   p ar am eter s   r el ate,   wh er ea ch   x - ax is   v alu co r r esp o n d s   to   two   y - ax is   v alu es   [ 2 5 ] .   Fu zz y   lo g ic,   wid ely   u s ed   in   m an y   f ield s   in clu d in g   n etwo r k in g ,   h el p s   co n v er m u ltip le  in p u ts   in t o   s in g le   o u tp u t   [ 2 6 ] ,   [ 2 7 ] .   T h is   s tu d y   a d o p ts   th Ma m d an i   m o d el   [ 2 8 ] o n o f   th e   m o s t w id ely   u s ed   f u zz y   in f er e n ce   m eth o d s f o llo win g   f o u r - s t ep   f u zz y   p r o ce s s   [ 2 7 ]   in   Fig u r 1 .   Alg o r ith m   1   p r o v i d es th p s eu d o c o d f o r   co n tr o l lin g   th g r ee n h o u s e' s   m icr o cli m ate.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         Dev elo p men t o f a   fu z z lo g ic - b a s ed   g r ee n h o u s s ystem  fo r   o p timiz in g     ( A ch o u a To u h a mi )   4557       Fig u r 1 .   Ou r   ap p r o ac h s   f u zz y   p r o ce s s   m o d el       Alg o r ith m   1 .   Mo n ito r i n g   o f   th in ter n al  m icr o clim ate   F u z z y   i n p u t s :   I n t e r n a l   a i r   t e m p e r a t u r e   ( T i ) ,   i n t e r n a l   a i r   h u m i d i t y   ( H i ) ,   i n t e r n a l   s o i l   p H   ( P i ) ,   i n t e r n a l   s o i l   m o is t u r ( S i ) ,   t e m p e r at u r e   t h r e s h o l d   ( T t ) ,   h u m i d i t y   t h r e s h o l d   ( Ht ) ,   p H   th r e s h o l d   ( P t ) ,   s o i l   m o is t u r e   t h r e s h o l d   ( S t ) .   Fu zz y   o u tp u ts : o p tim al  tem p er atu r e,   o p tim al  h u m id ity ,   o p tim al  s o il p H,   o p tim al  s o il m o is tu r e.   1.   I n itialize  in p u t p ar a m eter s .     2.   Def in f u zz y   s ets an d   m em b er s h ip   f u n ctio n s   f o r   ea c h   p ar a m eter .     3.   C ap tu r th r ea l - tim v al u es o f   th in p u t p ar am eter s .     4.   Fu zz if y   th in p u t p ar a m eter s : Calcu late  th d eg r ee   o f   m em b er s h ip   f o r   e ac h   in p u t v ar ia b le.     5.   Per f o r m   f u zz y   in f er en ce : A p p l y   f u zz y   r u les b ased   o n   in p u t p ar am eter s   to   g en e r ate  f u zz y   o u tp u t.    6.   Ag g r eg ate  th r esu lts   f r o m   all  f u zz y   r u les.    7.   Def u zz if y   th o u tp u t: C o n v er th f u zz y   o u tp u t in to   p r ec is co n tr o v alu e.     8.   A d j u s t   t h e   g r e e n h o u s e   s y s t e m s   ( h e a t i n g ,   v e n t i l at i o n ,   i r r i g a ti o n ,   f e r t i g a t i o n )   b a s e d   o n   t h e   d e f u z z i f i e d   o u t p u t .     9.   R ep ea t th p r o ce s s   in   r ea l - tim to   m ain tain   th o p tim al  m icr o clim ate.     Fu zz y   lo g ic  u s es  lin g u is tic  v ar iab les r an g in g   b etwe en   tr u e   an d   f alse to   r ep r esen th s tr en g th   o f   r elatio n s h ip s   am o n g   m etr ics  a n d   to   d eter m in t h r esu ltin g   o u tp u t   [ 2 6 ] ,   [ 2 7 ] .   T ab le  1   d ef in es  h o th f u zz y   lo g ic  s y s tem   in ter p r ets  r ea l - wo r ld   s en s o r   v alu es  ( lik tem p e r atu r e   an d   h u m id ity )   an d   d ec i d es  wh at  to   d o   with   o u tp u d e v ices  ( lik f an   o r   h ea ter )   u s in g   f u zz y   s ets.   T h m em b er s h ip   f u n ctio n   s h a p es  wer ch o s en   f o r   th eir   s im p licity   an d   s u itab ilit y   to   th in p u d ata.   T h eir   b o u n d ar ies   wer d ef in ed   th r o u g h   ex p er in p u f r o m   f a r m er s   an d   a g r o n o m is ts   an d   b y   an al y zin g   r ea e n v ir o n m en tal  d at a,   en s u r in g   ac c u r ate   r ep r esen tatio n   o f   lin g u is tic  ter m s   an d   r ea l - wo r ld   co n d itio n s .       T ab le  1 .   L in g u is tic  v ar iab les a n d   Me m b er s h i p   f u n ctio n s   V a r i a b l e   t y p e   V a r i a b l e   Li n g u i s t i c   t e r ms ( M F s)   Ty p e   o f   M F   R a n g e   I n p u t     I n t e r n a l   a i r   t e m p e r a t u r e   ( ° C )   Lo w ,   A v e r a g e ,   H i g h   Tr i a n g u l a r   [0 - 5 0 ]   I n t e r n a l   a i r   h u mi d i t y   ( %)   Lo w ,   M o d e r a t e ,   H i g h   Tr i a n g u l a r   [0 - 1 0 0 ]   S o i l   p H   A c i d i c ,   N e u t r a l ,   B a si c   Tr i a n g u l a r   [3 - 9]   S o i l   m o i s t u r e   ( %)   D r y ,   m o d e r a t e l y   w e t ,   S a t u r a t e d   Tr i a n g u l a r   [0 - 1 0 0 ]   O u t p u t     F a n   ( S p e e d   %)   O f f ,   Lo w ,   H i g h   Tr i a n g u l a r   [0 - 1 0 0 ]   H e a t e r   ( P o w e r   %)   O f f ,   Lo w ,   H i g h   Tr i a n g u l a r   [0 - 1 0 0 ]   W a t e r   p u m p   1   f o r   i r r i g a t i o n   ( %)   O f f ,   Lo w ,   H i g h   Tr i a n g u l a r   [0 - 1 0 0 ]   W a t e r   p u m p   2   f o r   f e r t i l i z a t i o n   ( %)   O f f ,   Lo w ,   H i g h   Tr i a n g u l a r   [0 - 1 0 0 ]   W a t e r   p u m p   3   f o r   f e r t i g a t i o n   ( %)   O f f ,   Lo w ,   H i g h   Tr i a n g u l a r   [0 - 1 0 0 ]       T h f u zz y   g r a p h   f o r   t h air   tem p er atu r e   p ar am eter ,   with   lo w,   av e r ag e,   a n d   h ig h   m em b er s h ip   f u n ctio n s ,   is   s h o wn   in   Fig u r 2 .   50   °C   is   th h ig h est  r ec o r d ed   tem p e r atu r in   th is   in v esti g atio n .   T h air   h u m id ity   f u zz y   g r ap h ,   wh ic h   r an g es  f r o m   0 to   1 0 0 %,  is   s h o wn   in   Fig u r e   3 .   T h e r a r e   th r ee   ty p es  o f   air   h u m id ity : lo w,   m o d er ate,   an d   h ig h .   T h f u zz y   s o il  p ch ar t,  wh ic h   is   d iv id ed   in to   th r ee   ca teg o r ies ac id ic,   n eu tr al,   an d   b asic is   s h o wn   in   Fig u r 4 .   T h f u zz y   ch a r f o r   s o il  m o is tu r e,   wh ic h   is   d iv id ed   in to   t h r ee   ca teg o r ies d r y ,   m o d er ately   wet ,   an d   s atu r ated is   s h o wn   in   Fig u r 5 .   Fig u r 6   s h o ws th f u zz y   m em b er s h ip   f u n ctio n   f o r   t h e   h ea ter ,   with   p o wer   lev els  ca teg o r ized   as  lo w,   o f f ,   o r   h ig h   b ased   o n   tem p er at u r e   d ev iatio n s   f r o m   th e   th r esh o l d .   Fig u r e   7   d is p lay s   th f u zz y   m e m b er s h ip   f u n ctio n   f o r   th e   f a n ,   with   p o we r   lev el s   d eter m in ed   b y   tem p e r atu r e   a n d   h u m id ity   lev els  r elativ to   th eir   o p tim al  th r esh o ld s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 :   4 5 5 5 - 4 5 6 8   4558   Fig u r es  8 ,   9 ,   an d   1 0   illu s tr ate  th f u zz y   m em b er s h ip   f u n ctio n s   f o r   ir r ig atio n ,   f e r tili za tio n ,   an d   f er tig atio n .   I r r ig atio n   co n tr o d ep en d s   o n   s o il  m o is tu r an d   h u m id ity   lev els,  with   p o wer   l ev els  s et  to   lo w,   o f f ,   o r   h ig h   ac co r d in g ly .   Fer tili za tio n   is   r eg u lated   b ased   o n   s o il  p H,   ad ju s tin g   p o wer   lev els  b ased   o n   d e v iatio n s   f r o m   th o p tim al  r an g e.   Fer ti g atio n   co n s id er s   b o th   s o il  p an d   m o is tu r e,   co m b in in g   c o n d itio n s   to   d eter m in th ap p r o p r iate  co n tr o l p o wer   lev el.   T h f u zz y   r u le  b ase  u s ed   to   c o n n ec th i n p u t - o u tp u m em b er s h ip   f u n ctio n s   is   s h o wn   in   Fig u r 1 1 .   I n   o u r   s tu d y ,   we  h av 8 1   r u le s .   T h f u zz y   r u les  wer p r im a r ily   f o r m u lated   b ased   o n   ex p e r k n o wled g f r o m   lo ca f ar m er s ,   ag r o n o m is ts ,   an d   g r ee n h o u s tech n ician s ,   c o m b in ed   with   o b s er v atio n s   f r o m   p r ev io u s   s tu d ie s   an d   r ea l - wo r l d   b eh a v io r   o f   t h cr o p   u n d e r   v ar y in g   clim at ic  an d   s o il  co n d itio n s   [ 2 8 ] [ 3 0 ] T h I F - T HE g u id elin es  lis ted   in   T a b le  2   g o v er n   h o w   th f u zz y   i n f er en c s y s tem   f u n ctio n s .   T o   co n n e ct  d if f er e n lan g u ag e   v ar iab les,  th ese  r u les u s ce r ta in   f u zz y   l o g ic  o p er ato r s   lik AND   o r   OR .             Fig u r 2 .   T h m em b er s h ip   f u n ctio n   o f   air   tem p er atu r e     Fig u r 3 .   T h m em b er s h ip   f u n ctio n   o f   air   h u m id ity             Fig u r 4 .   T h m em b er s h ip   f u n ctio n   o f   s o il p H     Fig u r 5 .   T h m em b er s h ip   f u n ctio n   o f   s o il m o is tu r e             Fig u r 6 .   T h m em b er s h ip   f u n ctio n   o f   th e   h ea ter     Fig u r 7 .   T h m em b er s h ip   f u n ctio n   o f   th e   f an             Fig u r 8 .   T h m em b er s h ip   f u n ctio n   o f   ir r ig atio n   pump     Fig u r 9 .   T h m em b er s h ip   f u n ctio n   o f   f er tili za tio n   pump   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         Dev elo p men t o f a   fu z z lo g ic - b a s ed   g r ee n h o u s s ystem  fo r   o p timiz in g     ( A ch o u a To u h a mi )   4559       Fig u r 1 0 .   T h m e m b er s h ip   f u n ctio n   o f   f er tig atio n   p u m p           Fig u r 1 1 .   Fu zz y   r u le  b ase       T ab le  2 .   So m f u zz y   r u les   Te mp e r a t u r e   H u mi d i t y   S o i l   p H   S o i l   m o i s t u r e   A c t u a t o r d e c i s i o n   Lo w   Lo w   A c i d i c   Dry   F a n = O f f                                                               H e a t e r = H i g h   W a t e r   p u m p   1 = H i g h                         W a t e r   p u mp   2 = H i g h   W a t e r   p u m p   3 = H i g h   Lo w   M o d e r a t e   N e u t r a l   M o d e r a t e l y   w e t   F a n = Lo w                                                           H e a t e r = H i g h   W a t e r   p u m p   1 = L o w                         W a t e r   p u mp   2 = Off   W a t e r   p u m p   3 = Off   A v e r a g e   H i g h   N e u t r a l   S a t u r a t e d   F a n = Lo w                                                           H e a t e r = L o w   W a t e r   p u m p   1 = O f f                             W a t e r   p u mp   2 = Off   W a t e r   p u m p   3 = Off   A v e r a g e   Lo w   B a si c   Dry   F a n = Lo w                                                             H e a t e r = L o w   W a t e r   p u m p   1 = L o w                           W a t e r   p u mp   2 = L o w   W a t e r   p u m p   3 = L o w   H i g h   H i g h   B a si c   S a t u r a t e d   F a n = H i g h                                                           H e a t e r = O f f   W a t e r   p u m p   1 = O f f                               W a t e r   p u mp   2 = L o w   W a t e r   p u m p   3 = Off       2 . 2 .     B lo c k   dia g ra m   o f   t he  f u zz y   co ntr o l sy s t em   T h o v er all  s tr u ctu r o f   t h f u zz y   lo g ic - b ased   g r ee n h o u s c o n tr o s y s tem   is   r ep r esen ted   i n   th b lo c k   d iag r am   in   Fig u r 1 2 .   T h e   p r o ce s s   co n s is t s   o f   f iv m ain   s tag es:   a.   E n v ir o n m en tal  s en s o r s   ( in p u t s ):   th s y s tem   s tar ts   b y   co llectin g   r ea l - tim d ata  f r o m   f o u r   k ey   s en s o r s   th at   m ea s u r e:   in ter n al  air   tem p er at u r e,   in ter n al  air   h u m id ity ,   s o il  pH ,   an d   s o il m o is tu r e .   b.   F u z z i f i ca t i o n   m o d u l e :   t h e   s e n s o r   r e a d i n g s   ( c r i s p   i n p u t   v a l u e s )   a r e   p a s s e d   t o   t h e   f u z z i f i c a ti o n   m o d u l e .   H e r e ,   e a c h   i n p u t   i s   m a p p e d   t o   c o r r e s p o n d i n g   l i n g u i s t i c   v a r ia b l e s   ( e . g . o f f ,   l o w ,   h i g h )   u s i n g   m e m b e r s h i p   f u n c t i o n s .   c.   F u z z y   i n f e r e n c e   e n g i n e:   b as ed   o n   t h e   f u z z i f i e d   i n p u ts ,   a   s e t   o f   e x p e r t - d e f i n e d   f u z z y   r u l e s   ( I F T H E s t a te m e n t s )   i s   a p p l i e d .   T h es e   r u l e s   m o d e l   t h e   d ec is i o n - m a k i n g   p r o c e s s   a n d   d e t e r m i n e   t h e   a p p r o p r i a t e   c o n t r o l   a c t i o n s   u n d e r   v a r y i n g   e n v i r o n m e n t a l   c o n d i t i o n s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 :   4 5 5 5 - 4 5 6 8   4560   d.   D e f u z z i f i c at i o n   m o d u l e :   T h e   f u z z y   o u t p u t s   p r o d u c e d   b y   t h e   i n f e r e n c e   e n g i n e   a r e   c o n v e r t e d   i n t o   p r e c is ( c r i s p )   v a l u e s   u s i n g   t h e   c e n t r o i d   d e f u z z i f i c a ti o n   m e t h o d .   T h i s   e n s u r es   t h a t   t h e   s y s t e m   p r o v i d e s   c o n t i n u o u s ,   s m o o t h   c o n t r o l   a c ti o n s .   e.   Actu ato r   o u tp u ts T h f in al  cr i s p   co n tr o s ig n als  ar s en to   th co r r esp o n d in g   ac t u ato r s :   f a n ,   h ea ter ,   wate r   pump   ( f o r   ir r ig atio n ) ,   f e r tili za tio n   p u m p ,   a n d   f e r tig atio n   p u m p   ( f o r   co m b in ed   wate r in g   an d   f er tili za tio n ) .   T h is   en tire   p r o ce s s   r u n s   co n tin u o u s ly   in   r ea l - tim e,   en s u r i n g   o p tim al  g r o win g   co n d itio n s   in s id th e   g r ee n h o u s b y   r esp o n d in g   a d a p tiv ely   to   en v ir o n m en tal  ch a n g es.           Fig u r 1 2 .   B lo ck   d iag r a m       3.   RE SU L T S   AND  D I SCU SS I O N   T h s ec tio n   b eg i n s   b y   d escr ib in g   th e x p er im e n tal  s etu p ,   an d   th en   p r esen ts   d etailed   an al y s is   o f   th e   r esu lts   ac h iev ed .     3 . 1 .     E x perim ent a l set t ing   T h is   s tu d y ,   co n d u cted   in   2 0 2 3 /2 0 2 4   at  T a h r Mo h am m e d   Un iv er s ity ,   B éc h ar ,   Alg er i a,   aim ed   to   en h an ce   t h f e r tig atio n   p r o c ess   f o r   f ar m er s .   T h e   ex p e r i m en tal  s etu p   u s ed   g lass   g r ee n h o u s m o d el   in     Fig u r 1 3   m ea s u r in g   8 0 × 4 0 ×  4 0 cm ,   d iv id e d   in to   two   s ec tio n s o n f o r   th p la n t,  s en s o r s ,   an d   ac tu ato r s ,   an d   th o th er   f o r   h o u s in g   th r ee   tan k s   ( wate r ,   o r g an ic  f e r tili ze r ,   an d   m ix in g )   an d   th m icr o c o n tr o ller s .   Mo r eo v e r ,   o u r   g r ee n h o u s in clu d es:     An   Ar d u in o   Un o   b o ar d ,   b ased   o n   th AT Me g a 3 2 8   m icr o c o n tr o ller .     An   E SP 8 2 6 6   in te g r ated   cir c u it.     DHT 1 1   tem p er atu r an d   h u m id ity   s en s o r .     s o il m o is tu r s en s o r .     An   HY - SR F0 5   u ltra s o n ic  s en s o r .     PH sen s o r   ( PH - 4 5 0 2 C ) .     T wo   1 2 f a n s .     h ea ter .     T h r ee   1 2 wate r   p u m p s ,   o n f o r   ea ch   tan k .             Fig u r 1 3 .   Ou r   ex p er im en tal  g r ee n h o u s e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         Dev elo p men t o f a   fu z z lo g ic - b a s ed   g r ee n h o u s s ystem  fo r   o p timiz in g     ( A ch o u a To u h a mi )   4561   3 . 2 .     E x perim ent a l st ud y   f o t he  o ptim iza t io n o f   f er t iliza t io n m ea s ures   I n   L ab o r ato r y   No .   0 4   at  T ah r Mo h am ed   Un i v er s ity     B éc h ar ,   Alg er ia,   two   5 0 0 m s o lu tio n s   wer e   p r ep ar e d : ta p   wate r   with   p o f   6 . 9 7   an d   liq u id   o r g a n ic  f e r tili ze r   ( m ad b y   s o ak in g   s h ee p   m an u r in   wate r )   with   p o f   4 . 2 5 .   B o th   m ea s u r em en ts   wer tak en   at  2 5   °C ,   a s   s h o wn   in   Fig u r 1 4 .           Fig u r 1 4 .   Me asu r ed   th m ix t u r with   p m ete r       3 . 2 . 1 .   Ste ps   o f   t he  e x perim en t   T h ex p e r im en tal  s tep s   in clu d ed :   a.   Af ter   m ea s u r in g   th p H   v alu e s ,   1 0 m o f   th e   liq u id   f er tili ze r   was  ad d ed   to   th e   tap   wate r   u s in g   p i p ette  an d   m ix e d   th o r o u g h ly   to   p r ep ar th f er tig atio n   s o lu tio n .   b.   T h p elec tr o d is   p lace d   in to   th m ix tu r e ,   an d   th p v alu is   r ea d   d ir ec tly   f r o m   th co n n ec te d   elec tr o n ic  m eter ' s   d is p lay .   c.   Af ter   ea ch   m ea s u r em en t,  th p elec tr o d is   r in s ed   with   d is till ed   wate r ,   lef t   f o r   ten   s ec o n d s ,   an d   th en   wip ed   with   J o s ep h   p ap e r   to   p r ep ar it f o r   th n e x t m ea s u r em en t a f ter   ad d itio n al  f er tili ze r   is   ad d ed .   d.   W m ea s u r th p o f   t h m ix tu r an d   r ep ea t th p r o ce s s   u n t il we   o b tain   th f o llo win g   r esu lts   in   T ab le  3 .       T ab le  3 .   p r esu lts   an d   th v o lu m o f   th e   m ix tu r e   u s in g   p m eter     V o l u me   o f   t h e   samp l e   b e f o r e   a d d i n g   t h e   f e r t i l i z e r   p H   o f   t h e   sam p l e   b e f o r e   a d d i n g   t h e   f e r t i l i z e r   V o l u me   o f   f e r t i l i z e r   a d d e d   V o l u me   o f   t h e   samp l e   a f t e r   a d d i n g   t h e   f e r t i l i z e r   p H   o f   t h e   sam p l e   a f t e r   a d d i n g   t h e   f e r t i l i z e r   Th e   1 st   c a se   5 0 0   m l   6 . 9 7   1 0   ml   5 1 0   m l   6 . 8 4   Th e   2 nd   c a se   5 1 0   m l   6 . 8 4   1 0   ml   5 2 0   m l   6 . 1 8   Th e   3 rd   c a se   5 2 0   m l   6 . 1 7   1 0   ml   5 3 0   m l   5 . 9 6       3 . 2 . 2 .   Ana ly s is   o f   re s ults   T h ex p er im en t   s h o wed   th at   a d d in g   2 0 m o f   o r g an ic  f er tili ze r   to   5 0 0 m l   o f   wate r   with   an   in itial  p o f   6 . 9 4 6 . 9 7   ad ju s ts   th m i x tu r e’ s   p to   f all  with in   th e   o p tim al  r an g e   ( 6 6 . 8 4 )   f o r   t o m ato   p lan ts .   Ad d in g   m o r th a n   2 0 m ca u s ed   th e   p to   f all  b el o th s u itab le   r a n g e.   T h is   r esu lt  was  co n f ir m e d   th r o u g h   r ep ea te d   test in g   in   Fig u r 1 5 .             Fig u r 1 5 .   R esu lts   u s in g   p m eter       3 . 2 . 3 .   P ro o f   Ass u m in g   we  h av e   5 0 0   m o f   wate r   th at  we  wis h   t o   u s f o r   f er tili za tio n ,   th is   is   eq u iv alen t   to   1 0 0 %,  s o   2 0   m o f   liq u id   f er tili ze r   is   eq u iv ale n to   4 ( 1 )   a n d   ( 2 ) :   T o tal  v o lu m e   o f   wate r =5 0 0   m l   an d   v o l u m o f   f er tili ze r   ad d ed = 2 0   m l .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 :   4 5 5 5 - 4 5 6 8   4562   No w,   to   f in d   th p er c en tag o f   f er tili ze r   in   th s o lu tio n :               =   (                 ) × 100   ( 1 )        Su b s titu te  th v alu es:               =   ( 20    500    ) × 100 = 4 %         ( 2 )     W k n o th at  2 0   m l   o f   f er tili ze r   is   n ee d ed   f o r   5 0 0   m l   o f   wate r ,   wh ich   is   eq u iv alen to   4 %.  So ,   th am o u n o f   f er tili ze r   r eq u ir e d   f o r   an y   v o lu m o f   wate r     ca n   b ca lc u lated   b ased   o n   t h is   r atio   ( 3 ) .                =   (   × 4 500 )     ( 3 )     An d ,   th v o lu m o f   f e r tili ze r   ad d ed   is :               =   (   × 20 500 )     ( 4 )     3 . 3 .     Resul t s   T h is   s tu d y   a p p lied   a   r ea l   b e n ch m ar k   o v er   a   s p r in g   s ea s o n   ( Ma y   1 4 2 2 ) ,   u s in g   ca p tu r ed   d ata   o n   in ter n al  air   tem p er atu r e,   h u m i d ity ,   s o il  p H,   a n d   s o il m o is tu r e.   T h o b jectiv was  to   m ain ta in   th ese  p ar am ete r s   with in   th r esh o ld s   d ef in ed   in   c o n s u ltatio n   with   lo ca l f ar m er s   as sh o wn   in   T ab le  4   an d   to   o p tim ize  to m ato   p lan f er tig atio n   u s in g   b io - f e r tig atio n   ap p r o ac h .   R esu lts   p lo tted   in   MA T L AB   s h o th at  all  f o u r   p ar a m eter s   wer e   ef f ec tiv ely   co n tr o lled ,   e n s u r in g   ef f icien t f e r tig atio n .       T ab le  4 .   T h r esh o ld s   o f   th f o u r   clim atic  p ar am eter s   f o r   th t o m ato   g r ee n h o u s e     M i n i m u m   t h r e s h o l d   M a x i m u m   t h r e s h o l d   Te mp e r a t u r e   1 5   ° C   2 5   ° C   H u mi d i t y   6 0 %   7 0 %   S o i l   p H   6   6 . 8   S o i l   m o i s t u r e   7 0 %   8 0 %       I n   o u r   wo r k ,   we  u s ed   s ix   ac tu a to r s   in   th e:   a.   First f an   to   r eg u late  th e   tem p e r atu r e.   b.   Seco n d   f an   to   r e g u late  th h u m id ity .   c.   Hea ter   to   r eg u late  th e   tem p er a tu r e.   d.   W ater   p u m p   1   t o   d is tr ib u te  wa ter .   e.   W ater   p u m p   2   t o   d is tr ib u te  b i o - f er tili ze r .   f.   W ater   p u m p   3   t o   d is tr ib u te  liq u id   b io - f er tili ze r   ( wate r   b io - f er tili ze r ) .   Fig u r es   1 6 ,   1 7 ,   1 8   an d   1 9   p r e s en m o n ito r in g   o f   th air   tem p er atu r e,   air   h u m id ity ,   s o il  p H,   an d   s o il   m o is tu r o v er   s eq u en ce   o f   h o u r s ,   r esp ec tiv ely .   T h ese  f ig u r es  illu s tr ate  th in d o o r   air   tem p er atu r e,   i n d o o r   air   h u m id ity ,   in d o o r   s o il  p H,   an d   in d o o r   s o il  m o is tu r e.   Af te r   a p p ly in g   o u r   f u zz y   lo g ic  alg o r ith m ,   we  o b s er v ed   th at  th f o u r   in ter n al  m icr o clim atic  p ar am eter s   o f   o u r   g r e en h o u s we r well  ad j u s ted   with in   th s p ec if ied   th r esh o ld s .   Sp ec if ically ,   th m ea s u r ed   p ar am ete r s ,   o v er   t h s eq u en ce   o f   h o u r s ,   r em a in ed   b etwe en   th e   m in im u m   an d   m ax im u m   th r esh o ld s .   Ad d itio n ally ,   th e   ac tu ato r s ,   in clu d in g   th e   h ea ter ,   f an s ,   a n d   t h r ee   wate r   p u m p s ,   f u n ctio n ed   ef f ec tiv ely   to   r eg u late  th in ter n al  m icr o clim ate  an d   f er tig ate  th to m ato   p lan ts .   I n   o u r   s tu d y ,   we  h av 8 1   ca s es.  Fo r   in s tan ce :   C a s 1 .   I f   ( ( tem p er at u r e < 1 5   ° C )   AND  ( h u m i d ity < 6 0 %)  AND  ( s o il  m o is tu r e < 7 0 %)  AND  ( p H < 6 ) )   OR   ( ( tem p er atu r e < 15   °C )   AND  ( h u m id ity < 6 0 %)  AND  ( s o il m o is tu r e < 7 0 %)  AND  ( p H > 6 . 8 ) ) ,   th en   t h ac tu ato r s   f o r   th e   h ea ter ,   wate r   p u m p   1 ,   an d   wate r   p u m p   3   ar ac tiv ated .   Af ter   a   f ew  s ec o n d s ,   th ac tu ato r s   s to p   wo r k in g ,   an d   t h ca p tu r ed   p a r am eter s   s tab ilize  b etwe en   th m in im u m   an d   m ax im u m   th r esh o ld s .   C a s 2 .   I f   ( ( tem p e r atu r is   o p tim al)   AND  ( h u m id ity < 6 0 %)  AND  ( s o il  m o is tu r e < 7 0 %)  AN ( p H < 6 ) )   O R   ( ( tem p er atu r is   o p tim al)   AN ( h u m id ity   is   o p tim al)   AND  ( s o il  m o is tu r e < 7 0 %)  AND  ( p H > 6 . 8 ) ) ,   t h en   th e   ac tu ato r s   f o r   wate r   p u m p   1 ,   wate r   p u m p   2 ,   an d   wate r   p u m p   3   ar ac tiv ated .   Af ter   f ew  s e co n d s ,   th ac tu ato r s   s to p   wo r k in g ,   an d   th ca p t u r e d   p ar am eter s   s tab ilize  b etwe e n   th m in im u m   an d   m ax im u m   th r esh o ld s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         Dev elo p men t o f a   fu z z lo g ic - b a s ed   g r ee n h o u s s ystem  fo r   o p timiz in g     ( A ch o u a To u h a mi )   4563   C a s 3 .   I f   ( ( tem p er atu r e > 2 5   °C )   AND  ( h u m id ity < 6 0 %)  AND  ( s o il  m o is tu r is   o p tim al)   AN ( p H < 6 ) )   OR   ( ( tem p er atu r e > 25   °C )   AND  ( h u m id ity < 6 0 %)  AND  ( s o il  m o is tu r is   o p tim al)   AND  ( p H > 6 . 8 ) ) ,   th e n   th ac tu ato r s   f o r   th f an ,   wate r   p u m p   1 ,   a n d   wate r   p u m p   2   ar a ctiv ated .   Af ter   f ew  s ec o n d s ,   th ac tu ato r s   s to p   wo r k in g ,   an d   t h ca p tu r ed   p a r am eter s   s tab ilize  b etwe en   th m in im u m   an d   m ax im u m   th r esh o ld s .           Fig u r 1 6 .   Mo n ito r i n g   th ai r   t em p er atu r o f   o u r   g r ee n h o u s e           Fig u r 1 7 .   Mo n ito r i n g   th ai r   h u m id ity   o f   o u r   g r ee n h o u s e           Fig u r 1 8 .   Mo n ito r i n g   th s o il   p o f   o u r   g r ee n h o u s e     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 :   4 5 5 5 - 4 5 6 8   4564       Fig u r 1 9 .   Mo n ito r i n g   th s o il   m o is tu r o f   o u r   g r ee n h o u s e       T ab le  5   s u m m ar izes  th o u tp u r esp o n s es  o f   th e   f u zz y   in f er en ce   s y s tem   b ased   o n   f o u r   d if f er en t   en v ir o n m en tal  co n d itio n s   m ea s u r ed   b y   s en s o r s .   E ac h   test   ca s in clu d es  v alu es f o r   in ter n al  air   tem p er atu r e,   ai r   h u m id ity ,   s o il  p H,   an d   s o il  m o is tu r e,   wh ich   ar p r o ce s s ed   u s in g   f u zz y   lo g ic  r u les  to   co n tr o f iv ac t u ato r s :   f an ,   h ea ter ,   ir r ig atio n   p u m p ,   f er tili za tio n   p u m p ,   a n d   f e r tig atio n   p u m p .   Fo r   ex am p le,   i n   test   ca s 1 ,   lo w   tem p er atu r a n d   h ig h ly   ac id i s o il  ac tiv ate  th h e ater ,   f e r tili za tio n ,   an d   f er tig atio n   s y s tem s ,   wh ile  th f a n   r em ain s   o f f .   I n   co n tr ast,  test   c ase  5   s h o ws  h o a n d   h u m id   en v ir o n m en with   alk alin s o i l,  tr ig g er in g   a   h ig h - s p ee d   f an   an d   f er tili za tio n ,   b u n o   ir r ig atio n   o r   f e r tig atio n   d u to   s u f f icien m o i s tu r e.   T h s y s tem   d em o n s tr ates a d ap tiv c o n tr o b ased   o n   c o m b in e d   clim ate  an d   s o il c o n d itio n s .   T o   d em o n s tr ate  h o th e   o p tim izatio n   o f   o u r   f u zz y   lo g ic - b ased   s y s tem   en h an ce s   th e f f icien cy   o f   b io - f er tig atio n ,   we  ca lc u lated   th p er ce n tag im p r o v em en t s   in   wate r   ef f icien c y ,   f e r tili ze r   u s ag e,   a n d   c r o p   y ield s   u s in g   ( 5 ) - ( 7 )   r esp ec tiv e ly   [ 3 1 ] .           ( % ) = (       ) × 100      ( 5 )              ( % ) = (       ) × 100   ( 6 )             ( % ) = (       ) × 100      ( 7 )     T h im p lem en tatio n   o f   th f u zz y   lo g ic - b ased   b io - f er tig atio n   s y s tem   led   to   m ea s u r a b le  i m p r o v e m en ts   in   k e y   ag r icu ltu r al  p er f o r m a n ce   m etr ics.  As  s h o wn   in   T ab le  6 ,   wate r   u s ag was  r ed u ce d   b y   ap p r o x im ately   2 7 . 5 8 %,  f er tili ze r   u s ag d ec r ea s ed   b y   o v er   5 8 . 8 2 %,  an d   cr o p   y ield   in cr ea s ed   b y   m o r th a n   4 7 . 5 co m p ar ed   to   t h e   tr ad itio n al  m eth o d .   T h ese  r esu lts   co n f ir m   th s y s tem ' s   ab ilit y   to   o p tim ize  r eso u r ce   u s an d   im p r o v e   p r o d u ctiv ity .       T ab le  5 .   I n p u d ata  an d   o u tp u t   r esu lts   o f   th f u zz y   in f e r en ce   s y s tem   Te st   c a se   Te mp e r a t u r e   ( ° C )   H u mi d i t y   ( %)   S o i l   pH   S o i l   mo i s t u r e   ( %)   F a n   ( %)   H e a t e r   ( %)   I r r i g a t i o n   ( %)   F e r t i l i z a t i o n   ( %)   F e r t i g a t i o n   ( %)   1   10   35   3 . 5   50   0   80   50   70   50   2   13   65   6 . 3   72   10   60   20   0   0   3   1 7 . 3   95   6 . 5   90   20   30   0   0   0   4   20   40   7 . 8   60   30   20   10   40   10   5   35   85   7 . 5   85   90   0   0   30   0       T ab le  6 .   Per ce n ta g im p r o v em en ts   r esu lts     P a r a me t e r   Tr a d i t i o n a l   m e t h o d   F u z z y   l o g i c   s y s t e m   I mp r o v e m e n t   ( %)   W a t e r   u s a g e   ( L / h a )   5 8 0 0   4 2 0 0   2 7 . 5 8   %   F e r t i l i z e r   u sa g e   ( k g / h a )   2 5 5   1 0 5   5 8 . 8 2 %   C r o p   y i e l d s (t o n s/ h a )   4   5 . 9   4 7 . 5   %   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.