Article · December 23 doi: 10. 30871/jaic v7 6809 citations read authors




Download 0,75 Mb.
Pdf ko'rish
bet4/9
Sana09.12.2023
Hajmi0,75 Mb.
#114189
1   2   3   4   5   6   7   8   9
Bog'liq
01#Повторная калибровка модельного емкостного датчика для измерения влажности почвы IoT

No 
Authors 
Input Variables 

Shukla et al., 2014 [10] 
Moisture content in dry weight 
(g), water content in volumetric 
(ml), volume of water (ml), 
volume of soil (cm³), bulk density 
(g/cm³), Sensor data (v) 

Hrisko, 2020 [11] 
container mass (g), sensor 
data(v), Density of Water 
(k. gm
−3
), Mass of Dried Soil 
from 200ml (g), Bulk Density of 
Soil (
g. ml
−1
), Soil Volume (ml) 

Ogwo et al., 2020 [12] 
Weight of wet soil (g), Weight of 
oven dry soil (g), 
Weight of water (ml), 
Gravimetric percentage moisture 
content (g), Sensor Capacitance 
Reading (v) 

Setyowati et al., 2020 [13] 
Weight of wet soil (g), Weight of 
oven dry soil (g), Soil Moisture 
Sensor (v) 

Campbell et al., 2023 [14] 
Volumetric water content 
(cm³/cm³), volume of water (cm³), 
mass of the dry soil (g), density of 
water (1 g/cm³), density of dry 
soil (g/cm³), soil volume(cm³), 
raw sensor data (v) 


e-ISSN: 2548-6861
JAIC Vol. 7, No. 2, December 2023: 150 – 155 
152 
Table 1 shows that although using different types of soil 
and sensors, in general gravimetric tests are carried out by 
calculating soil volume (cm
3
), container weight, mass of the 
dry soil (g), bulk density (g/cm
3
), mass of the wet soil (g) and 
raw sensor data (v). The difference in the gravimetric test is 
whether the gravimetric soil moisture content (θ
g
) is done 
iteratively [10], [12] or without iteration [11], [13], [14] . If 
it’s done iteratively, the bulk density (𝜌
𝑠𝑜𝑖𝑙
) will be 
recalculated for each increase in the volume of water in the 
soil. Conversely, without iteration, bulk density (
𝜌
𝑠𝑜𝑖𝑙
) is only 
calculated once using a soil sample and then used for each 
increase in the volume of water in the soil. In this research, 
we use gravimetric test without iterations because it provides 
efficiency in the measurement process without sacrificing the 
quality of the test results. 
B. Regression Model  
Data from the gravimetric test results were then analysed 
using a soil moisture sensor as the independent variable and 
volumetric soil moisture content as the dependent variable. 
The model to be used is based on following a linear or 
quadratic pattern.
Lot of time and cost required make it impossible to 
calibrate the soil moisture sensor at all levels of increasing 
water volume. The output value of the soil moisture sensor, 
for all levels of increasing water volume, is obtained based on 
the predicted value of the linear or non-linear models. The 
linear model (linear regression) will provide a prediction of 
the maximum voltage generated by the soil moisture sensor 
so that soil moisture can be calibrated using a percentage 
ratio. Linear regression models are very often used for 
modelling soil moisture as has been done by [15]. The linear 
model to be used is as follows: 
𝑦
̂
= 𝛽
0
+ 𝛽
1
𝑥
1
+ 𝜀 
(3) 
The non-linear model will provide predictions of soil 
moisture by assuming the soil moisture sensor voltage varies 
during time the sensor is used. The non-linear model that will 
be used in this study is a polynomial model with order 2 and 
3. The polynomial model is as follows 
𝑦
̂
= 𝛽
0
+ 𝛽
1
𝑥
1
+ 𝛽
2
𝑥
1
2
+ 𝛽
3
𝑥
1
3
+ 𝜀
(4) 
The model results will then be evaluated using R squared 
(
𝑅
2
). Considering that the number of observed samples in the 
gravimetric test is small, the adjusted R squared is used. The 
adjusted R squared equation is as follows [16]. 
𝑅
2
= 1 −

(
𝑦
𝑖
−𝑦
̂
𝑖
)
2
𝑛
𝑖=1

(
𝑦
𝑖
−𝑦
̅)
2
𝑛
𝑖=1
(5) 
𝑅
𝑎𝑑𝑗𝑢𝑠𝑡𝑒𝑑
2
= 𝑅
2

(1−𝑅
2
)𝑘
𝑛−(𝑘+1)
(6) 

Download 0,75 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9




Download 0,75 Mb.
Pdf ko'rish

Bosh sahifa
Aloqalar

    Bosh sahifa



Article · December 23 doi: 10. 30871/jaic v7 6809 citations read authors

Download 0,75 Mb.
Pdf ko'rish