Temporal drift of low-cost sensors is crucial for the applicability of wireless sensor networks (WSN) to measure highly local phenomenon such as air quality. The emergence of wireless sensor networks in locations without available reference data makes calibrating such networks without the aid of true values a key area of research. While deep learning (DL) has proved successful on numerous other tasks, it is under-researched in the context of blind WSN calibration, particularly in scenarios with networks that mix static and mobile sensors. In this paper we investigate the use of DL architectures for such scenarios, including the effects of weather in both drifting and sensor measurement. New models are proposed and compared against a baseline, based on a previous proposed model and extended to include mobile sensors and weather data. Also, a procedure for generating simulated air quality data is presented, including the emission, dispersion and measurement of the two most common particulate matter pollutants: PM 2.5 and PM 10 . Results show that our models reduce the calibration error with an order of magnitude compared to the baseline, showing that DL is a suitable method for WSN calibration and that these networks can be remotely calibrated with minimal cost for the deployer.


翻译:低成本传感器的时空漂移对于无线传感器网络(WSN)对测量空气质量等高度局部现象的适用性至关重要。在没有可用参考数据的地点出现无线传感器网络,使得在没有真值帮助的情况下校准这些网络成为关键的研究领域。虽然深层次学习(DL)在许多其他任务中证明是成功的,但在盲点WSN校准方面,特别是在混合静态传感器和移动传感器的网络的假设情景中,研究不足。在本文件中,我们调查了DL结构在此类假设情景中的使用情况,包括天气对漂移和传感器测量的影响。提出了新的模型,并与基线进行比较,这些模型以先前提议的模型为基础,并扩大到包括移动感应器和天气数据。还介绍了生成模拟空气质量数据的程序,包括两种最常见的颗粒物质污染物(PM 2.5和PPM 10)的排放、分散和测量。结果显示,我们的模型减少了校准误,其数量与基线相较之等,表明DL是WSN校准的合适方法,这些网络可以以最低的成本进行遥感校准。

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