基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

本文根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的架構(gòu)，概述環(huán)境監(jiān)測(cè)及物聯(lián)網(wǎng)的基本特征，描述了物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析總結(jié)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的潛在問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 潛在問(wèn)題

1 概述

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用之后的第三次信息產(chǎn)業(yè)浪潮，已經(jīng)應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，環(huán)境污染制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的問(wèn)題，已經(jīng)備受人們的關(guān)注，對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)和保護(hù)已經(jīng)刻不容緩。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)，既可對(duì)環(huán)境進(jìn)行有效的實(shí)時(shí)性監(jiān)測(cè)，又可通過(guò)信息共享輔助決策，為環(huán)境監(jiān)督與管理提供重要的數(shù)據(jù)依據(jù)。

1.1 環(huán)境監(jiān)測(cè)

環(huán)境監(jiān)測(cè)作為評(píng)價(jià)當(dāng)前環(huán)境質(zhì)量的重要手段，隨社會(huì)的發(fā)展，涵蓋了環(huán)境污染的各個(gè)方面。環(huán)境監(jiān)測(cè)過(guò)程分三個(gè)步驟：

（1）進(jìn)行樣地調(diào)查，根據(jù)污染排放規(guī)律，采集環(huán)境樣品；

（2）測(cè)試分析樣品，處理分析結(jié)果；

（3）整理數(shù)據(jù)，根據(jù)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量評(píng)估。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過(guò)傳感器與互聯(lián)網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)物體的智能化識(shí)別。隨時(shí)代的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用正在逐步擴(kuò)大，一般說(shuō)來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)可以理解為一種通過(guò)感知裝置與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，處理信息和計(jì)算數(shù)據(jù)，甄別出有效信息，達(dá)到物與物或人與物之間得到連接的目的，使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與通信技術(shù)得到延伸。

物聯(lián)網(wǎng)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層組成。 感知層是將物理世界與信息世界通過(guò)一些硬件設(shè)備進(jìn)行連接，感知環(huán)境物質(zhì)外在屬性。網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)將感知層的信息傳遞到應(yīng)用層，可以看作物聯(lián)網(wǎng)的大腦。應(yīng)用層匯總和轉(zhuǎn)換傳入的數(shù)據(jù)，通過(guò)子平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再服務(wù)于相關(guān)行業(yè)。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)的應(yīng)用

如今，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于智能物流、智能家居和醫(yī)療檢測(cè)等行業(yè)，環(huán)境監(jiān)測(cè)作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)涉及的熱門(mén)領(lǐng)域，主要被應(yīng)用于大氣監(jiān)測(cè)和水質(zhì)監(jiān)測(cè)中。

2.1 監(jiān)測(cè)大氣

在大氣監(jiān)測(cè)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用主要是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)線來(lái)監(jiān)測(cè)某一點(diǎn)位大氣的變化。當(dāng)監(jiān)測(cè)到某地某空氣指標(biāo)超標(biāo)排放時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)會(huì)及時(shí)通告相關(guān)執(zhí)法機(jī)構(gòu)，對(duì)違規(guī)行為進(jìn)行整治，防止大氣受到進(jìn)一步的污染。

2.2 監(jiān)測(cè)水質(zhì)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)的應(yīng)用，主要包括監(jiān)測(cè)飲用水和監(jiān)測(cè)污水。飲用水安全作為人民群眾的生活保障，確保水質(zhì)安全顯得尤為重要，在水源地安裝攝像頭和分析傳感器等設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)上報(bào)水質(zhì)中的各項(xiàng)指標(biāo)，包括pH、BOD、COD及重金屬含量等。當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示某單位排放污水指標(biāo)超標(biāo)時(shí)，系統(tǒng)將污染的信息迅速反饋給排污單位和監(jiān)測(cè)中心，避免發(fā)生重大污染事件。

另外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還被廣泛應(yīng)用于土壤、電磁輻射和森林植被的監(jiān)測(cè)方面，這些都為環(huán)境治理提供了可靠的信息支持，為綠色生態(tài)提供了智能化的安全保障。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包含現(xiàn)場(chǎng)機(jī)系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)平臺(tái)系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)機(jī)系統(tǒng)負(fù)責(zé)儀器采集、處理和傳輸數(shù)據(jù)的操作。監(jiān)測(cè)平臺(tái)負(fù)責(zé)接收現(xiàn)場(chǎng)機(jī)上的數(shù)據(jù)，通過(guò)屏幕將數(shù)據(jù)處理的結(jié)果展示出來(lái)。根據(jù)監(jiān)測(cè)的特性，我們進(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)，其中環(huán)境視頻監(jiān)控、地理信息系統(tǒng)和SMS短信功能模塊的介紹如下。

3.1 環(huán)境視頻監(jiān)控

作為能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)進(jìn)行可視化操作的模塊，環(huán)境視頻監(jiān)控通過(guò)視頻瀏覽、在線觀察和切換視野來(lái)進(jìn)行監(jiān)控。在環(huán)境監(jiān)控過(guò)程中，向攝像頭發(fā)送指令，載入攝像頭和保存視頻，保存相關(guān)視頻以便后期復(fù)查的需要。通過(guò)設(shè)備檢索可查找某些監(jiān)測(cè)視頻，對(duì)所需要的畫(huà)面可以進(jìn)行抓屏和截屏的操作。

3.2 地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)GIS作為一種研究管理空間數(shù)據(jù)的技術(shù)，它能按照地理坐標(biāo)或空間位置的差異，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的選擇和管理。因?yàn)楝F(xiàn)今的環(huán)境監(jiān)測(cè)需要多點(diǎn)位操作，所以通過(guò)地理信息系統(tǒng)的研究，能使得地理信息的現(xiàn)狀直觀化的展現(xiàn)，更有效地傳達(dá)相關(guān)信息。

3.3 SMS短信功能

短信功能主要體現(xiàn)在能將超標(biāo)污染的信息及時(shí)發(fā)送給監(jiān)測(cè)人員。通過(guò)短息功能，我們的監(jiān)控工作者能及時(shí)收到環(huán)境污染的相關(guān)信息，使得污染的突發(fā)事件得到及時(shí)處理，高效進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的工作。

4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中存在的問(wèn)題

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)雖然已為環(huán)境保護(hù)等帶來(lái)諸多便利，但仍存在很多急需我們解決的問(wèn)題。比如技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范、傳感器功能單一化以及不合理的人員結(jié)構(gòu)。

4.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范

物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)體系涉及很多復(fù)雜的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如信息安全標(biāo)準(zhǔn)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范化是當(dāng)務(wù)之急。只有制定出相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，才能使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有更加的普適性。

4.2 傳感器功能單一

我們現(xiàn)在環(huán)境監(jiān)測(cè)的感知層存在的最大問(wèn)題是傳感器功能單一，降低了監(jiān)測(cè)的可靠性，導(dǎo)致污染物監(jiān)測(cè)的種類(lèi)受到限制，而國(guó)外進(jìn)口的多功能的監(jiān)測(cè)儀器往往成本和維修費(fèi)用高昂。此外，現(xiàn)有的通信系統(tǒng)很難與較為先進(jìn)的技術(shù)兼容，使信息資源難以整合，無(wú)法綜合應(yīng)用。

4.3 技術(shù)人員結(jié)構(gòu)不合理

我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)的從業(yè)人員良莠不齊，這樣出現(xiàn)了不合理的從業(yè)結(jié)構(gòu)。以監(jiān)測(cè)的實(shí)際狀況作為出發(fā)點(diǎn)，根據(jù)工作性質(zhì)的差異設(shè)置從業(yè)人員，從人員結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，從學(xué)歷、技術(shù)和操作水平等方面進(jìn)行綜合考量，重組優(yōu)化人員結(jié)構(gòu)。

4.4 系統(tǒng)管理水平較低

我國(guó)尚不完善的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，受體制等諸多因素束縛，系統(tǒng)管理水平有待提高。為使其整體管理水平更加適應(yīng)實(shí)際工作的要求，物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)尤應(yīng)把完善物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)和相關(guān)的管理制度作為重任。

5 結(jié)束語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用潛力，相信在我們的不斷努力后，必定能克服現(xiàn)有的問(wèn)題，使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更好地服務(wù)我國(guó)環(huán)保事業(yè)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

邢彥（1982-），男，碩學(xué)位士。目前從事物聯(lián)網(wǎng)與環(huán)境管理方面的研究。

作者單位

1.鄭州三友軟件科技有限公司 河南省鄭州市 450000

2.浪潮軟件集團(tuán)浪潮天元通信信息系統(tǒng)有限公司 山東省濟(jì)南市 250101