Miniature Multi-Ion Sensor Integrated With Artificial Neural Network

计算机科学 符号 算法 人工智能 数学 算术
作者
Yuncong Chen,Zheyuan Tang,Yunjiao Zhu,Michael J. Castellano,Liang Dong
出处
期刊:IEEE Sensors Journal [IEEE Sensors Council]
卷期号:21 (22): 25606-25615 被引量:12
标识
DOI:10.1109/jsen.2021.3117573
摘要

Low-cost, accurate monitoring of macronutrient ions in soils, plants, and water is highly desired to improve fertilizer management for maximum profitability and minimum negative environmental impacts. Traditional ion-selective electrodes (ISEs) suffer from interference from non-target ions. This paper reports the integration of artificial neural networks (ANNs) and a miniature sensor containing an array of three ISE-based sensing elements to improve accuracy of the sensor in detecting and quantifying target nitrate ( ${\mathrm {NO}}_{3}^{-}$ ), phosphate (H 2 ${\mathrm {PO}}_{4}^{-}$ ), and potassium (K + ) ions in the environment. The sensor outputs of ${\text{NO}}_{3}^{-}$ , H 2 ${\text{PO}}_{4}^{-}$ , and K + ion concentrations are used to train and optimize ANNs. The optimized neural networks are applied to classify and estimate concentrations of the target ions in the presence of interfering ions. The ANN-assisted array of sensing elements reduces cross-sensitivity between these elements. The present sensor is validated with measurements of ${\text{NO}}_{3}^{-}$ , $\text{H}_{2} {PO}_{4}^{-}$ , and K + ions in soil solution, plant sap, and tile drainage water from crop fields.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Jasper应助千枼采纳,获得10
刚刚
zc发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
落寞靖完成签到,获得积分10
1秒前
饼饼完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
镜谢不敏发布了新的文献求助10
3秒前
ycy发布了新的文献求助10
3秒前
solution发布了新的文献求助10
3秒前
Jupiter 1234发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
学术垃圾桶完成签到,获得积分10
4秒前
Yeri发布了新的文献求助10
4秒前
饼饼发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
DDIAO完成签到,获得积分10
5秒前
小薛完成签到,获得积分10
6秒前
乘风发布了新的文献求助10
6秒前
星辰大海应助waqar246采纳,获得10
8秒前
qiqi发布了新的文献求助10
8秒前
无花果应助欣喜访文采纳,获得10
8秒前
缓慢听筠发布了新的文献求助10
9秒前
熙熙发布了新的文献求助10
9秒前
pp完成签到,获得积分10
9秒前
慕青应助YOKI采纳,获得10
9秒前
fang20130608发布了新的文献求助10
10秒前
孤独曲奇发布了新的文献求助10
10秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
11秒前
11秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
陌陌完成签到,获得积分10
11秒前
洛敏夕5743完成签到,获得积分10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Burger's Medicinal Chemistry, Drug Discovery and Development, Volumes 1 - 8, 8 Volume Set, 8th Edition 1800
Cronologia da história de Macau 1600
Netter collection Volume 9 Part I upper digestive tract及Part III Liver Biliary Pancreas 3rd 2024 的超高清PDF,大小约几百兆,不是几十兆版本的 1050
Current concept for improving treatment of prostate cancer based on combination of LH-RH agonists with other agents 1000
Research Handbook on the Law of the Sea 1000
Contemporary Debates in Epistemology (3rd Edition) 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 细胞生物学 基因 电极 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6169228
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7996747
关于积分的说明 16632387
捐赠科研通 5274240
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2813642
邀请新用户注册赠送积分活动 1793398
关于科研通互助平台的介绍 1659321