空气质量低成本传感器占空比系统中的采样权衡

近年来，将低成本传感器与高精度仪器结合用于空气污染监测已显示出可喜的成果。这些传感器面临的主要挑战之一是其数据质量，这也是主要工作集中在使用机器学习技术校准传感器以提高数据质量的原因。然而，有一个被忽视的方面，即这些传感器安装在可能由电池供电而存在能耗限制的节点上。在本文中，我们展示了常规的传感器数据采集过程，并研究了此类传感器的采样、传感器校准质量与所涉及的功耗之间存在的权衡。为此，我们在原型节点上进行了以高频测量对流层臭氧、二氧化氮和一氧化氮的实验。结果表明，传感器采样策略直接影响空气污染估计的质量，并且每种类型的传感器可能需要不同的采样策略。此外，当传感器响应时间在两分钟量级时，可以实现 0.1 的占空比；当传感器响应时间可忽略不计时，可以实现 0.01 到 0.02 之间的占空比，同时以每小时参考值进行校准，并保持与节点连接到不间断电源时相似的校准数据质量。