传感器类型的传感器。每个传感器模块140提供数字测量数据作为输出信号。每个传感器模块140配备有通用连接器，以耦合到形成在印刷电路板132上的匹配插座134。所述印刷电路板132包括一组匹配插座134以容纳一个或多个传感器模块140。在本实施例中，通用连接器是USB连接器。如因此构建的，基本单元120可以配置成包括期望传感器类型的传感器模块。可配置的基本单元120可以配置有相同传感器类型的传感器模块或不同传感器类型的传感器模块。此外，具有通用连接器的传感器模块140可拆卸地附连到基本单元，以便基本单元可以通过拆下或替换传感器模块而容易地重新配置。例如，当检测到故障时，可以用新的传感器模块替换传感器模块；或者可以用不同传感器类型的传感器模块来替换一个传感器类型的传感器模块，以监测所关注的不同空气质量参数。
[0021]匹配插座134中的每个耦合到形成在印刷电路板132上的数据总线，所述数据总线连接到控制器180。耦合到匹配插座的传感器模块140通过数据总线与控制器180通信。不管结合在基本单元中的传感器模块的数量和类型，控制器180控制并且协调传送来自传感器模块中的每个的测量数据到数据网络以及到中央服务器中。
[0022]图3示出了本发明实施例中的基本单元的功能框图。参照图3，基本单元120(或“传感器节点”)包括以一个或多个传感器模块140通信的控制器180，并且配置成控制基本单元的操作。在本图解中，基本单元包括三个传感器模块140-1到140-3。每个传感器模块140通过数据总线152提供数字测量数据到控制器180。在一个实施例中，数据总线152是串行数据总线。
[0023]控制器180包括处理器184、存储器186以及一组收发器182。控制器180与每个传感器模块进行通信，并且协调接收来自传感器模块的数字测量数据以及传送来自传感器模块的数字测量数据到数据网络。在本实施例中，控制器180包括一组收发器182以提供有线和无线的通信两者。以这种方式，当基本单元120部署在装置处时，基本单元可以使用在那个装置处可用的多种通信协议中的任何一种通信协议来与数据网络进行通信。在本实施例中，控制器180包括支持以太网、WiF1、蓝牙以及无线Mesh网络的接收器。在其他实施例中，控制器180可以支持其他有线或无线通信协议，例如ZigBee或其他低功率短程无线通信协议。
[0024]传感器模块140包括用于测量给定的空气质量参数的特定传感器类型的传感器142。例如，传感器142可以是测量空气中的污染物的传感器，例如一氧化碳(C0)传感器、臭氧(03)传感器、二氧化硫(S02)传感器或二氧化碳(C02)传感器。传感器142还可以是用于测量空气中颗粒物的传感器。传感器142通常提供电流值或电压值作为模拟输出信号。模拟输出信号耦合到模拟前端电路144，其放大和制约模拟输出信号。然后放大的模拟输出信号被提供到模拟-数字转换器(ADC)146以被数字化为数字传感器输出信号。数字传感器输出信号被提供到微控制器148，其与接口 150进行通信以传输数字传感器输出信号到数据总线152上。在本实施例中，微控制器148将数字传感器输出信号格式化为串行数据流，所述串行数据流被传输到数据总线152上。图2中的传感器模块140的配置仅是说明性的并且不打算限制。传感器模块140的精确配置对于本发明的实施不是很重要，只要传感器模块将数据总线上的数字传感器输出信号提供到控制器180。在其他实施例中，传感器142可以直接提供数字传感器输出信号。在那种情况下，传感器模块140不需要包括模拟前端电路或ADC。
[0025]如因此配置的，传感器模块140-1到140-3中的每个测量由传感器142指定的空气质量参数。每个传感器模块140-1到140-3提供数字传感器输出信号到控制器180。在基本单元120中的控制器180接收来自一个或多个传感器模块140-1到140-3的数字传感器输出信号。控制器180可以将数字传感器输出信号存储在存储器186中，直到传输到中央服务器。控制器180通过由收发器182支持的通信协议中的一种连接到数据网络。控制器180操作以传送作为原始传感器数据的数字传感器输出信号到中央服务器用于进一步处理。值得注意的是，控制器180不修改或校准数字传感器输出信号，并且没有与传感器142相关联的校准数据存储在基本单元中。
[0026]参照图1-3，在分布式传感器系统100中，多个传感器节点120可以部署在装置中。传感器节点中的每个提供其已经取得的测量的原始传感器数据到中央服务器。分布式传感器系统100实现集中后端校准方案以在中央服务器处执行原始传感器数据的校准，以减轻每个传感器节点存储校准数据和校准测量数据的负担。集中后端校准方案还具有增强传感器数据完整性的好处，因为原始传感器数据将来可以使用校正或更新的校准数据进行校准。
[0027]在本发明的实施例中，中心服务器102将用于部署在装置中的所有传感器的校准数据存储在数据库106中。用于传感器的校准数据可以源自制造商。在制造现场的传感器的最终测试期间，传感器可以配备一组校准数据，例如增益和偏移校正值。传感器还在部署前或部署时进行测试，以获得用于那个传感器的一组校准数据。在本发明的实施例中，用于传感器的一组校准数据通过传感器识别符(传感器ID)和板识别符(板ID)来识别，使得每组校准数据与连接到传感器节点的特定印刷电路板的特定传感器唯一地相关联。此外，由在传感器节点中的每个传感器提供的原始传感器数据被类似地识别，使得每组原始传感器数据与传感器节点的特定印刷电路板上的特定传感器唯一地相关联。例如，在数字传感器输出信号被传输到中心服务器之前，控制器180将板ID和传感器ID附加到每个传感器模块的数字传感器输出信号。以这种方式，当原始传感器数据被传输到中心服务器时，通过板识别符和传感器识别符原始传感器数据可以容易地与相关联的校准数据进行配对。
[0028]如图2中示出的，传感器节点120包括印刷电路板132，所述印刷电路板132具有形成在其上的控制器180。板ID用于唯一地识别在基本单元中的印刷电路板132和形成在其上的控制器180。换言之，板ID唯一地识别基本单元或传感器节点。在一个实施例中，板ID是分配给印刷电路板的MAC地址。传感器ID唯一地识别传感器模块140或传感器模块140中的传感器。在一个实施例中，传感器ID是传感器模块140中传感器的序列号。因此，通过使用板ID和传感器ID，结合在传感器节点120中的传感器的校准数据和原始传感器数据可以被唯一地识别。板ID和传感器ID的组合识别结合在具有特定板ID的特定传感器节点中的特定传感器。更重要的是，传感器模块140可以从一个传感器节点中卸下并且结合到另一个传感器节点中。传感器模块的原始传感器数据现在将与新的板ID相关联，尽管传感器ID保持相同。通过使用板ID和传感器ID两者对传感器数据(原始传感器数据或校准数据)进行识别，保持传感器的传感器数据的可追溯性，不管传感器结合在哪个传感器节点中。
[0029]图4示出了本发明实施例中的校准数据表的组成。校准数据表可以被存储在中心服务器102中的校准数据库106中。参照图4，校准数据表200包括多个条目的校准数据，其中每个条目由传感器ID和板ID识别。对于每个条目的给定传感器ID和给定板ID，传感器的一组校准数据值被存储。在一些实施例中，当校准数据被认为是有效的时，每个条目还与指示日期范围或时间范围的校准时间标记和有效日期范围相关联。例如，分布式传感器系统100可以每执行一次某些传感器的校准。在那种情况下，所述传感器的校准数据将被给定有效的日期范围(开始日期和结束日期)，并且取得的校准日期被记录在时间标记中。如果，因为某些原因，一周过去了而未执行重新校准，则中心服务器可以从表200中的有效日期范围获知所述传感器的校准数据已过期。
[0030]在本发明的实施例中，传感器的校准数据值包括一个或多个校准项，包括但不限于，增益校正值、偏移校正值、斜率校正值、非线性标度值。校准项可以进一步包括漏电流校正值、温度补偿因子和ADC设置。在一些应用中，校准数据表可以被设置以包括一组给定的校准项，例如增益和偏移校正，并且后来发现新的校准条件以提高传感器测量的精度。例如，ADC增益的校正项可以被引入以提高传感器测量的精度。在那种情况下，校准数据表200可以被更新以包括新的校准项。对于每个受影响的传感器，中心服务器可以使用存储在传感器数据数据库108中的原始传感器数据和存储在校准数据数据库106中的更新的校准数据来重新生成校准的传感器数据。以这种方式，集中后端校准方案使能准确历史传感器数据分析。
[0031]图4中的校准数据表200仅是说明性的。在其他实施例中，校准数据表可以存储与每个传感器ID相关联的其他数据。例如，校准数据表可以包括识别传感器类型或其他参考信息的数据。校准数据表可以进一步包括有效指示