Non-contact, low-cost, camera-based turbidity sensing: the future of water quality measurements for IoT - HAL Accéder directement au contenu
Communication dans un congrès Année : 2023

Non-contact, low-cost, camera-based turbidity sensing: the future of water quality measurements for IoT

Détection de turbidité sans contact, à faible coût et basée sur une caméra : l'avenir des mesures de la qualité de l'eau pour l'IoT

Canwei Pang
  • Fonction : Auteur
Baiqian Shi
  • Fonction : Auteur
David Mccarthy
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1276541

Résumé

The call for real time data in storm water systems requires development of low-cost sensors which can be deployed at scale. Current low-cost solutions for turbidity monitoring utilise in-water technologies. A noncontact, out of water image-based turbidity sensor would provide reduced costs in deployment and maintenance, while also offering improved reliability. In the journey to develop such a low-cost out-of-water turbidity sensor, reliable algorithm methods of estimating the turbidity from image data are needed. Here, three such methods are proposed and evaluated in a lab experiment to determine their suitability towards sensor application. It is found that a method which relies on the contrast between a black and white reference background performs accurately across a range of 1 to beyond 200 NTU and is also robust against the turbulence of the water surface. Additionally, the method is undemanding of computational resources which will enable it to be easily implemented on a low power microcontroller to be used in a future low-cost turbidity sensor design.
La demande de données en temps réel dans les systèmes d'eaux pluviales nécessite le développement de capteurs à faible coût pouvant être déployés à grande échelle. Les solutions actuelles à faible coût pour la surveillance de la turbidité utilisent des technologies dans l'eau. Un capteur de turbidité basé sur l'image sans contact et hors de l'eau permettrait de réduire les coûts de déploiement et de maintenance, tout en offrant une fiabilité améliorée. Dans le cadre du développement d'un tel capteur de turbidité hors de l'eau à faible coût, des méthodes algorithmiques fiables d'estimation de la turbidité à partir de données d'image sont nécessaires. Ici, trois de ces méthodes sont proposées et évaluées dans une expérience de laboratoire pour déterminer leur adéquation à l'application des capteurs. Il s'avère qu'une méthode qui repose sur le contraste entre un fond de référence noir et blanc fonctionne avec précision sur une plage de 1 à au-delà de 200 NTU et est également robuste contre la turbulence de la surface de l'eau. De plus, le procédé est peu exigeant en ressources de calcul, ce qui lui permettra d'être facilement mis en œuvre sur un microcontrôleur à faible puissance à utiliser dans une future conception de capteur de turbidité à faible coût.
Fichier principal
Vignette du fichier
C4_WEUIY64_Catsamas.pdf ( 364.81 Ko ) Télécharger
CATSAMAS_Stephen_20230705_1330_Room_C.pdf ( 3.77 Mo ) Télécharger
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
Loading...

Dates et versions

hal-04184151, version 1 (21-08-2023)

Identifiants

  • HAL Id : hal-04184151 , version 1

Citer

Stephen Catsamas, Canwei Pang, Baiqian Shi, David Mccarthy. Non-contact, low-cost, camera-based turbidity sensing: the future of water quality measurements for IoT. Novatech 2023, Graie, Jul 2023, Lyon, France. ⟨hal-04184151⟩

Collections

NOVATECH
27 Consultations
70 Téléchargements
Dernière date de mise à jour le 26/06/2024
comment ces indicateurs sont-ils produits

Partager

Gmail Facebook Twitter LinkedIn Plus