環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)功能及在我國(guó)的應(yīng)用探討

鄧新秀

摘要：隨著國(guó)家及地方環(huán)保部門(mén)對(duì)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題的日益重視，各種環(huán)保業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)也開(kāi)始在環(huán)保工作中得以應(yīng)用。大量環(huán)保數(shù)據(jù)被收集、存儲(chǔ)、分析和應(yīng)用，但是由于這些信息不夠集中、系統(tǒng)化，出現(xiàn)了信息眾多卻得不到有效應(yīng)用的問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)讓環(huán)?；A(chǔ)信息的收集、存儲(chǔ)、分析和應(yīng)用變得更加容易，更加智能化、系統(tǒng)化，從而基本上滿足了目前環(huán)保數(shù)據(jù)分析處理的智能化要求，讓環(huán)保變得更加科學(xué)化、高效化，也是當(dāng)前解決環(huán)保問(wèn)題的重要途徑。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);智能化;智慧環(huán)保;環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)

引言

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日益普及，不僅帶動(dòng)了人們工作和生活的智能化，也帶動(dòng)了環(huán)保信息化產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，讓傳統(tǒng)的環(huán)境保護(hù)也走上了信息化、科學(xué)化、智能化的發(fā)展道路。如何將環(huán)保設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)，已經(jīng)成為目前公眾主要關(guān)心的話題。在萬(wàn)物互聯(lián)的現(xiàn)代化社會(huì)，為了避免由于盲目互聯(lián)而造成的無(wú)序互通狀態(tài)，需要一種規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的管理平臺(tái)來(lái)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行部署、擴(kuò)展和維護(hù)，環(huán)保監(jiān)測(cè)設(shè)備同樣也不可避免要接受這一規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的制約。

1研究的背景、意義及現(xiàn)狀

近年來(lái)，隨著射頻識(shí)別技術(shù)（Radio FrequencyIdentification RFID）、智能感應(yīng)及嵌入技術(shù)的廣泛應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為衡量國(guó)力的重要因素，智慧環(huán)保的概念也開(kāi)始深入人心。目前，國(guó)內(nèi)的智慧物聯(lián)網(wǎng)軟件體系已經(jīng)可以為環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)提供清晰的設(shè)計(jì)和應(yīng)用思路。除此以外，也可以為環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)提供具體詳細(xì)的實(shí)踐參考案例?；谥悄苄酒沫h(huán)保物聯(lián)網(wǎng)不僅可以充分發(fā)揮前沿科技的實(shí)效，還可以為其他傳統(tǒng)行業(yè)提供物聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)研究的參考案例。

隨著國(guó)內(nèi)《“十二五”生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》的出臺(tái)，我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)的形勢(shì)也日益明朗，要從源頭上徹底解決環(huán)境的污染問(wèn)題、改善已被破壞的生態(tài)系統(tǒng)，就要加強(qiáng)科技方面的創(chuàng)新，讓環(huán)保治理體系更高效、更完善，才能更好地解決環(huán)境污染的問(wèn)題。從物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)保行業(yè)中應(yīng)用的歷史來(lái)看，國(guó)外的相關(guān)研究要早于國(guó)內(nèi)，早在2007年美國(guó)就開(kāi)始了這方面的研究，所以要借鑒國(guó)外相關(guān)研究的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合國(guó)內(nèi)的實(shí)際環(huán)境狀況來(lái)制定出適合國(guó)內(nèi)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)的研究方案。

2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)的概念

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的二層架構(gòu)主要包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。其中感知層主要是相關(guān)的物理設(shè)備，比如傳感器、在線監(jiān)測(cè)設(shè)備、監(jiān)控?cái)z像頭、定位跟蹤設(shè)備、M2M終端以及二維碼或RFID標(biāo)簽的讀寫(xiě)器等，主要完成數(shù)據(jù)信息的收集和存儲(chǔ)工作。網(wǎng)絡(luò)層則主要由互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)以及其他相關(guān)的通信網(wǎng)等組成，主要完成數(shù)據(jù)信息的傳遞工作。應(yīng)用層則主要包括智能家居、智慧環(huán)保平臺(tái)、智能交通以及遠(yuǎn)程醫(yī)療等方面的應(yīng)用，主要完成數(shù)據(jù)信息的分析和處理工作。

3環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)功能

在適應(yīng)從“數(shù)字環(huán)?！钡健爸腔郗h(huán)?！鞭D(zhuǎn)變的過(guò)程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)扮演著一個(gè)不可或缺的重要角色，從環(huán)保數(shù)據(jù)的感知、采集到環(huán)保數(shù)據(jù)的傳輸、存儲(chǔ)，再到環(huán)保數(shù)據(jù)的分析、處理，都離不開(kāi)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持。環(huán)保監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)不同于傳統(tǒng)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，其軟件的體系結(jié)構(gòu)、硬件系統(tǒng)組成以及配套的軟件平臺(tái)，都與傳統(tǒng)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)有著非常大的區(qū)別。

3.1環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的軟件體系結(jié)構(gòu)

為了適應(yīng)總體體系結(jié)構(gòu)的分層系統(tǒng)，環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的軟件體系也采用自上而下的分層結(jié)構(gòu)，分別是應(yīng)用層、應(yīng)用支持層、操作系統(tǒng)層、馬扭動(dòng)層以及硬件層等5層。應(yīng)用層的主控模塊主要由日志記錄模塊、互聯(lián)網(wǎng)接入模塊、傳感器數(shù)據(jù)采集模擬以及環(huán)保設(shè)備管理模塊組成。應(yīng)用支持層主要是系統(tǒng)初始化的腳本，具體包括嵌入式的數(shù)據(jù)庫(kù)、Java開(kāi)發(fā)工具包（Java Development Kit，JDK）、第二方平臺(tái)接入的接口、鏈接庫(kù)等。操作系統(tǒng)層則主要由虛擬文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、內(nèi)存管理、進(jìn)程管理以及設(shè)備管理等模塊組成。馬扭動(dòng)層主要包括存儲(chǔ)模塊、以太網(wǎng)、通信模塊以及外部傳感器的馭動(dòng)程序等。硬件層主要由馭動(dòng)層對(duì)應(yīng)的硬件設(shè)備組成，主要完成各項(xiàng)環(huán)保數(shù)據(jù)的收集。

3.2環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的硬件系統(tǒng)組成

為了能夠完成各項(xiàng)環(huán)保數(shù)據(jù)的收集工作，最下層的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備物理層需要購(gòu)置各種環(huán)保監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)采集設(shè)備等，比如水質(zhì)在線檢測(cè)設(shè)備、有害氣體檢測(cè)設(shè)備、大氣污染檢測(cè)設(shè)備、土壤檢測(cè)設(shè)備及數(shù)據(jù)采集儀等，除此以外還要購(gòu)置相關(guān)的儀器儀表、視頻監(jiān)控設(shè)備、傳感器件以及用于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)呐涮拙W(wǎng)絡(luò)設(shè)備。其中，傳感器件不僅包括溫濕度傳感器，還要有地理位置傳感器以及風(fēng)向風(fēng)力傳感器等。當(dāng)然，隨著科技的迅速發(fā)展，這些傳感器件都可以嵌入到視頻監(jiān)控設(shè)備或污水處理設(shè)備等其他處理或監(jiān)控設(shè)備上，所以采購(gòu)員可以直接購(gòu)置包括這些功能模擬的環(huán)保監(jiān)測(cè)監(jiān)控設(shè)備。

4環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在我國(guó)的應(yīng)用

4.1促進(jìn)產(chǎn)業(yè)聚集形成上下游產(chǎn)業(yè)鏈

環(huán)保產(chǎn)業(yè)涉及污水治理、大氣污染治理、固廢處理處置、噪聲振動(dòng)治理、生態(tài)環(huán)境修復(fù)等多個(gè)細(xì)分領(lǐng)域。各主要細(xì)分領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)鏈往往覆蓋產(chǎn)品研發(fā)、工藝設(shè)計(jì)、主要原材料生產(chǎn)、關(guān)鍵零部件生產(chǎn)、配套零部件生產(chǎn)、專業(yè)設(shè)備制造、藥劑耗材生產(chǎn)、通用設(shè)備制造、工程安裝服務(wù)、運(yùn)維服務(wù)等多環(huán)節(jié)。在物聯(lián)網(wǎng)以龍頭企業(yè)為核心的產(chǎn)業(yè)聚集，有利于上下游企業(yè)間的有效協(xié)作，有利于構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈條，形成合力。

4.2通過(guò)產(chǎn)業(yè)聚集形成區(qū)域品牌

現(xiàn)階段，我國(guó)環(huán)保企業(yè)總體呈現(xiàn)小而散的特點(diǎn)，企業(yè)個(gè)體尤其是中小企業(yè)個(gè)體缺乏良好的宣傳途徑，不易為用戶所知、不易形成有效的品牌效應(yīng)。較多數(shù)量的專業(yè)企業(yè)在特定區(qū)域以物聯(lián)網(wǎng)形式實(shí)現(xiàn)的有效產(chǎn)業(yè)聚集將形成區(qū)域品牌效應(yīng)，使聚集區(qū)內(nèi)企業(yè)實(shí)現(xiàn)共贏。

4.3為環(huán)境執(zhí)法提供依據(jù)，有利于相關(guān)扶持政策的落地

用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作支撐，可以實(shí)現(xiàn)環(huán)保異常監(jiān)測(cè)監(jiān)控信息的預(yù)警，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，為環(huán)境執(zhí)法提供依據(jù)，從而提高工作效率，降低工作成本。同時(shí)，環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的建立為政府促進(jìn)區(qū)域環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的相關(guān)政策落地提供了有效抓手。對(duì)于符合區(qū)域主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)定位、物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展定位的入駐企業(yè)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的級(jí)別權(quán)限可以從土地、稅收、信貸政策、人才政策及其他扶持政策等多角度對(duì)企業(yè)發(fā)展給予支撐。

5結(jié)語(yǔ)

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)完成各項(xiàng)環(huán)保數(shù)據(jù)的收集、傳輸、存儲(chǔ)、分析以及處理工作已經(jīng)成為環(huán)保信息化發(fā)展的必經(jīng)之路，也是不斷探索和實(shí)踐環(huán)保創(chuàng)新工作不可逾越的環(huán)節(jié)。隨著數(shù)字化技術(shù)的逐步深入應(yīng)用，環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)必將成為日后環(huán)保工作發(fā)展的趨勢(shì)。但是由于時(shí)間、精力及能力的限制，只詳細(xì)闡述了環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)概念及構(gòu)建體系架構(gòu)，配套的監(jiān)測(cè)監(jiān)控平臺(tái)僅初步形成框架，有待繼續(xù)深入地分析和研究，以期能夠?yàn)槲覈?guó)的環(huán)保事業(yè)作出貢獻(xiàn)。

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[2]邱連勇.環(huán)境監(jiān)測(cè)工作面臨的挑戰(zhàn)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2019 （6）：39.

（作者單位：東營(yíng)市生態(tài)環(huán)境局廣饒縣分局）