用于灌管理应用的低成本电容土壤湿度传感器的校准
Ahmed A Abdelmoneim1, Christa M Al Kalaany1, Roula Khadra1
1Sustainable Water and Land Management in Agriculture, The Mediterranean Agronomic Institute (CIHEAM Bari), 70010 Valenzano, Bari, Italy.
Sensors (Basel, Switzerland)
|January 25, 2025
概括
校准低成本电容式土壤湿度传感器对于智能农业至关重要. 这项研究表明,适当的校准确保了高精度,使这些负担得起的传感器适用于精密农业.
科学领域:
- 农业工程 农业工程
- 土壤科学 土壤科学
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 容量式土壤湿度传感器需要校准,以便可靠地集成到智能农业系统中.
- 低成本的传感器有可能在精密农业中得到广泛采用,但需要精确的校准.
- 针对土壤的特定校准对于优化各种现场条件下的传感器性能至关重要.
研究的目的:
- 为了研究和推导一个特定的低成本电容土壤湿度传感器 (DFRobot SKU:SEN0193) 的校准功能.
- 为了评估校准传感器在粘土泥土中的准确性和传感器对传感器的变化.
- 为了确定这些传感器是否适合于具有成本效益的精密农业应用.
主要方法:
- 校准12个DFRobot SKU:SEN0193传感器使用五个重力测量土壤水分含量 (5%-40%) 在粘土泥土土壤.
- 每个传感器使用了三个土壤样本复制品来导出校准函数.
- 进行了统计分析,包括R平方 (R2) 和根平均平方误差 (RMSE),以评估变量的准确性和变化系数 (CV).
主要成果:
- 导出的校准函数显示了高精度,R2值在0.85-0.87之间,RMSE值在4.5%-4.9%之间.
- 传感器对传感器的变化 (CV) 在土壤水分含量超过30% (10%-16%) 的情况下较高,而水分含量较低 (6.5%-10.3%).
- 在测试的土壤类型中,在较低的土壤湿度水平下,传感器表现出更大的一致性.
结论:
- 开发的校准功能显著提高了低成本电容传感器的集成到智能农业解决方案.
- 适当校准,这些负担得起的传感器可以实现高精度,证明它们是精密农业的可行选择.
- 这些发现支持这些传感器在成本效益高的农业监测和管理中得到广泛使用.
