IoT-Based Air Quality Monitoring with Low-Cost Sensors: Adaptive Filtering and RPA-Based Decision Automation

Algorithms, 2026

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/a19050395
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

Low-cost IoT-based air quality sensors enable dense monitoring networks but suffer from significant measurement noise and instability particularly in dynamic environments. Conventional fixed-window smoothing reduces noise but introduces a trade-off between signal stability and temporal responsiveness, often attenuating short-term pollution events. This paper proposes an adaptive filtering algorithm that dynamically adjusts the averaging window size based on short-term signal variability. The method relies on real-time variance estimation to balance noise suppression and sensitivity to rapid changes without increasing computational complexity. The approach is implemented within an IoT-based monitoring framework and evaluated using parallel measurements with a certified reference device. Comparative analysis against a certified reference device demonstrates strong agreement, with Pearson correlation coefficients reaching r = 0.88 for PM2.5 and r = 0.86 for PM10, and low error levels (RMSE ≈ 2.1–2.2 µg/m3). The proposed adaptive filtering approach preserves temporal dynamics while improving signal stability and robustness compared to raw and fixed-window filtering. In addition, this method improves event detection stability, achieving low false alarm rates and near real-time response (latency < 1 sampling interval), supporting RPA-based workflow triggering. The results show that the proposed adaptive filtering provides an efficient and lightweight solution for real-time signal processing on resource-constrained devices, making it suitable for large-scale deployment in environmental monitoring systems.