Publication:
Water quality monitoring of Sungai Pusu using IoT technology and machine learning approaches

cris.virtual.departmentKOE - Department of Science in Engineering
cris.virtual.orcid#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtualsource.departmentf21de261-1982-4a91-9105-5720709aede8
cris.virtualsource.orcidf21de261-1982-4a91-9105-5720709aede8
dc.contributor.authorTahsin, Fuad Hasan
dc.contributor.supervisorKabbashi, Nassereldeen Ahmed, Ph.D
dc.contributor.supervisorSaleh, Tanveer, Ph.D
dc.contributor.supervisorMd. Zahangir Alam, Ph.D
dc.date.accessioned2026-05-06T06:37:43Z
dc.date.available2026-05-06T06:37:43Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractWater quality monitoring is crucial for maintaining healthy ecosystems and ensuring the availability of clean water resources. Traditional monitoring methods, relying on laboratory tests, are often insufficient due to their time-consuming nature and lack of real-time data. This research aims to develop a cost-effective, real-time water quality monitoring system using Internet of Things (IoT) technology and machine learning (ML) algorithms. The primary objectives of this study are to characterize water quality in the Sungai Pusu at IIUM Gombak campus, investigate the effectiveness of IoT-enabled sensors and ML algorithms in continuous water quality monitoring, and design an integrated water quality monitoring system. The methodology involved developing an IoT-based device using Arduino UNO microcontroller and multiple sensors to collect water quality data. Two datasets were generated: the first with four parameters (pH, turbidity, temperature, and total dissolved solids) and the second including an additional dissolved oxygen sensor. Data was collected from three distinct water sources: potable water, flowing river water, and stagnant puddle water. Nine different classification algorithms were applied to analyze the collected data. Results showed that the developed system successfully classified water quality conditions with up to 98% accuracy. For the first dataset, Random Forest algorithm performed best with 98.1% accuracy, while for the second dataset, K-Nearest Neighbors (KNN) algorithm achieved 97.2% accuracy. This research demonstrates the potential of combining IoT and ML technologies for efficient, real-time water quality monitoring. The developed system offers a scalable and cost-effective solution for continuous assessment of water quality parameters, which can significantly improve water management in rivers and streams.
dc.description.abstractarabicمراقبة جودة المياه أمر بالغ الأهمية للحفاظ على النظم البيئية الصحية وضمان توافر موارد المياه النظيفة. الطرق التقليدية لمراقبة جودة المياه، التي تعتمد على الاختبارات المخبرية، غالبًا ما تكون غير كافية بسبب طبيعتها التي تستغرق وقتًا طويلاً وعدم توفر البيانات في الوقت الفعلي. تهدف هذه الدراسة إلى تطوير نظام مراقبة لجودة المياه في الوقت الفعلي وبتكلفة فعالة باستخدام تكنولوجيا إنترنت الأشياء (IoT) وخوارزميات تعلم الآلة (ML). الأهداف الرئيسية لهذه الدراسة تشمل توصيف جودة المياه في نهر سونغاي بوسو بحرم IIUM في غومباك، ودراسة فعالية أجهزة الاستشعار المدعومة بإنترنت الأشياء وخوارزميات تعلم الآلة في المراقبة المستمرة لجودة المياه، وتصميم نظام متكامل لمراقبة جودة المياه. شملت المنهجية تطوير جهاز يعتمد على إنترنت الأشياء باستخدام المتحكم الدقيق Arduino UNO والعديد من أجهزة الاستشعار لجمع بيانات جودة المياه. تم إنشاء مجموعتين من البيانات: الأولى تحتوي على أربعة معايير (الرقم الهيدروجيني، العكارة، درجة الحرارة، وإجمالي المواد الصلبة الذائبة)، والثانية تضمنت مستشعرًا إضافيًا للأكسجين المذاب. تم جمع البيانات من ثلاثة مصادر مياه متميزة: مياه صالحة للشرب، مياه نهر جارٍ، ومياه راكدة. تم تطبيق تسعة خوارزميات تصنيف مختلفة لتحليل البيانات التي تم جمعها. أظهرت النتائج أن النظام المطور نجح في تصنيف ظروف جودة المياه بدقة تصل إلى 98%. بالنسبة للمجموعة الأولى من البيانات، حقق خوارزمية الغابات العشوائية (Random Forest) أفضل أداء بدقة بلغت 98.1%، بينما حققت خوارزمية أقرب الجيران (K-Nearest Neighbors - KNN) دقة 97.2% للمجموعة الثانية من البيانات. تُظهر هذه الدراسة إمكانيات الجمع بين تقنيات إنترنت الأشياء وتعلم الآلة لمراقبة جودة المياه بكفاءة وفي الوقت الفعلي. يوفر النظام المطور حلاً قابلًا للتطوير وبتكلفة فعالة للتقييم المستمر لمعايير جودة المياه، مما يمكن أن يُحسن إدارة المياه بشكل كبير في الأنهار والجداول.
dc.description.callnumberet TD 370 T13W 2025
dc.description.cpsemailcps2u@iium.edu.my
dc.description.degreelevelMaster
dc.description.identifierThesis : Water quality monitoring of Sungai Pusu using IoT technology and machine learning approaches /by Fuad Hasan Tahsin
dc.description.kulliyahKulliyyah of Engineering (KOE)
dc.description.notesThesis (MSENG)--International Islamic University Malaysia, 2025.
dc.description.physicaldescription1 online resource (xi, 65 leaves) ; color illustrations.
dc.description.programmeMaster of Science in Engineering
dc.holdsOwned By IIUM
dc.identifier.urihttps://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/34088
dc.language.isoen
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2025
dc.rightsOpen Access
dc.subjectWater Quality Monitoring ; Machine Learning ; Internet of Things
dc.subject.lcshWater quality -- Monitoring -- Malaysia -- Sungai Pusu
dc.subject.lcshInternet of things
dc.subject.lcshWater quality management -- Data processing
dc.titleWater quality monitoring of Sungai Pusu using IoT technology and machine learning approaches
dc.typeMaster Theses
dspace.entity.typePublication
oairecerif.author.affiliation#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#

Files

Original bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
tf_water_quality_mseng.pdf
Size:
4.95 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Full text