物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境工程領(lǐng)域中的應(yīng)用研究

【摘 ?要】隨著當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)+、信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，云計算、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等一些先進(jìn)技術(shù)也被應(yīng)用于環(huán)境工程中，為我國互聯(lián)網(wǎng)金融發(fā)展與環(huán)境治理奠定了基礎(chǔ)保障，是時代發(fā)展的必然趨勢。由此可見，環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展關(guān)系到政府、企業(yè)、環(huán)境、民眾的切身利益，特別是在環(huán)境監(jiān)測、垃圾管理等方面取得了不錯的成績。主要結(jié)合當(dāng)前環(huán)境下物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境工程領(lǐng)域的應(yīng)用展開分析和探討。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);環(huán)境工程;應(yīng)用

1.我國環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)主要是依托于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)保行業(yè)中的應(yīng)用，其目的在于利用多種技術(shù)結(jié)合實(shí)現(xiàn)全方位、動態(tài)化的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測，從而達(dá)到降低環(huán)境污染、提高環(huán)境風(fēng)險防范的目的，由于其中所涉及的傳感設(shè)備種類繁多，這些設(shè)備可以進(jìn)行持續(xù)性、自動化的數(shù)據(jù)收集，能夠快速擴(kuò)大數(shù)據(jù)規(guī)模和監(jiān)測范圍。與此同時，環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)還具有多源化、不確定性等特點(diǎn)。環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)最早出現(xiàn)于一些技術(shù)先進(jìn)的國家，以美國為例，智慧地球理念的出現(xiàn)逐漸得到世界各國的追捧和關(guān)注，在環(huán)保領(lǐng)域中如何應(yīng)用信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)環(huán)保信息的感知、分析、整合，是亟待思考的一個問題。在這種環(huán)境下以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心的智慧環(huán)保應(yīng)運(yùn)而生，推動了環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、建筑、環(huán)境監(jiān)測等多個領(lǐng)域，我國在這方面也投入了大量的人力、物力、財力，并出臺了一系列的政策和對策。到目前為止，我國已經(jīng)建立了全國范圍內(nèi)城市空氣質(zhì)量、流域水質(zhì)、污染源等問題的系統(tǒng)監(jiān)測，為環(huán)境管理與治理工程提供了良好的信息支持與服務(wù)。隨著當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)+、信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，云計算、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等一些先進(jìn)技術(shù)也被應(yīng)用于環(huán)境工程中，為我國互聯(lián)網(wǎng)金融發(fā)展與環(huán)境治理奠定了基礎(chǔ)保障，是時代發(fā)展的必然趨勢。隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國環(huán)境問題日益嚴(yán)重，雖然我國在城市化建設(shè)方面有了很大進(jìn)步，但是也給生態(tài)環(huán)境造成很大壓力，自然環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展生態(tài)平衡受到破壞，因此做好環(huán)境工程管工作至關(guān)重要。

2.環(huán)境工程中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

2.1環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)在水質(zhì)監(jiān)測中的應(yīng)用

為了及時檢測出環(huán)境中的污染問題，確定被污染的程度以及之后的發(fā)展趨勢，環(huán)境監(jiān)測順勢而生。環(huán)境監(jiān)測是需要將現(xiàn)代化技術(shù)與復(fù)雜的科學(xué)研究相結(jié)合的工作，而環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)是環(huán)境監(jiān)測發(fā)展過程中至關(guān)重要的構(gòu)成部分。將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到水質(zhì)監(jiān)測中，主要是利用各種電子傳感器或視頻監(jiān)視器等傳感設(shè)備，將其放置在被檢測的入水處或出水處（主要是出水口），能夠?qū)崟r監(jiān)測水中各類污染因子的含量，并且及時將數(shù)據(jù)采集上傳至網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)通過收集的信息做出預(yù)防、控制或者報警等反應(yīng)。這一系列的過程組成了監(jiān)測體系，從而實(shí)現(xiàn)對水質(zhì)、水污染源的監(jiān)測和綜合監(jiān)管。

由布里斯托大學(xué)開發(fā)的多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)首次通過連接Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，展示了未來的智慧城市如何通過覆蓋城區(qū)的無線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)可視化的全過程組成，可以實(shí)現(xiàn)低成本、高頻率采樣和從網(wǎng)頁獲得實(shí)時讀數(shù)，并且數(shù)據(jù)顯示水溫、pH 和溶解氧的日循環(huán)。

2.2環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)在大氣監(jiān)測中的應(yīng)用

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到空氣質(zhì)量監(jiān)測中，主要是在劃分的較為敏感的生態(tài)環(huán)境區(qū)域或人流相對集中的區(qū)域，按照網(wǎng)格化布點(diǎn)的要求，布置多個自動監(jiān)測站點(diǎn)，通過放置的傳感器設(shè)備，對空氣中的各類常規(guī)污染因子如可吸入顆粒物、一氧化碳、二氧化硫、和氮氧化合物等進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，將采集到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至監(jiān)控中心，等其自動反饋，最終實(shí)現(xiàn)環(huán)境空氣自動監(jiān)測，確保該地區(qū)的空氣質(zhì)量。

為了監(jiān)測大氣污染物，山東大學(xué)和山東諾方電子科技有限公司歷時兩年，成功研發(fā)出高精度車載大氣顆粒物監(jiān)測系統(tǒng)，并于2017年底正式投產(chǎn)使用。該系統(tǒng)利用激光檢測的原理，將傳感設(shè)備安置在出租車頂燈上，隨著出租車的移動，可實(shí)時傳輸位置和監(jiān)測的PM2.5和PM10兩項數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)經(jīng)系統(tǒng)分析可自動形成一幅精細(xì)的城市霾圖。針對當(dāng)前越來越嚴(yán)重的大氣環(huán)境問題， 加強(qiáng)對大氣環(huán)境的監(jiān)測是必不可少的。而基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的大氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，既有效提升了大氣環(huán)境監(jiān)測的效率，又節(jié)約了建設(shè)資源，可謂是一舉兩得，也為未來大氣環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的不斷提升提供了相應(yīng)參考。

2.3環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)在固廢監(jiān)管中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)能夠通過視頻監(jiān)控、空間定位、電子數(shù)據(jù)標(biāo)簽掃描識別等技術(shù)手段，計算出廢物的產(chǎn)生、儲存、轉(zhuǎn)移與處理及利用量之間的匹配關(guān)系，實(shí)時監(jiān)測污染物的動向，統(tǒng)計它們的回收利用率，通過與歷史數(shù)據(jù)以及同類設(shè)施比較判斷數(shù)據(jù)可靠性，以此來為合理補(bǔ)貼、嚴(yán)格監(jiān)管、預(yù)測預(yù)警以及精準(zhǔn)治廢提供依據(jù)。智能消毒垃圾桶由深圳九一科技有限公司開發(fā)，通過安裝在智能垃圾桶中的識別卡檢測出垃圾量，自動進(jìn)行粉碎和壓縮等處理，由桶中的存儲系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù)。當(dāng)存儲系統(tǒng)記錄的垃圾數(shù)量達(dá)到一定的上限時，會將數(shù)據(jù)信息上傳到互聯(lián)網(wǎng)終端?；ヂ?lián)網(wǎng)終端數(shù)據(jù)庫根據(jù)環(huán)境衛(wèi)生人員收集垃圾的路徑自動提供一個月內(nèi)居民產(chǎn)生的垃圾量。該垃圾桶可以將信號自動發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)來分析和選擇最佳的處理路線，提高了垃圾處理鏈的工作效率。

3.環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景

雖然環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)已有一定的產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)，但總體來說我國現(xiàn)還處于起步階段，仍然需要政府、企業(yè)以及科研人員共同去解決一些尚存的問題。（1）隨著環(huán)保行業(yè)對于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的需求日益旺盛，對服務(wù)水平和質(zhì)量的要求也大大提高。然而現(xiàn)階段大多數(shù)的環(huán)保企業(yè)還屬于傳統(tǒng)設(shè)備商，生產(chǎn)的在線監(jiān)測儀器大部分依靠國外的先進(jìn)技術(shù)，產(chǎn)品以化學(xué)分析類為主，價格和維護(hù)成本較高。在未來的發(fā)展中，設(shè)備商應(yīng)逐步趨向于數(shù)據(jù)商，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合本國國情，加大研發(fā)力度，設(shè)計出更適合本國環(huán)境現(xiàn)狀的系統(tǒng)與設(shè)備，自主進(jìn)行綜合分析、模擬、判斷、預(yù)測。（2）在環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用中，最主要的因素是傳感設(shè)備。由于目前各種環(huán)境傳感器的功能較為單一、種類少、可靠性不高，在未來的發(fā)展中可結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”進(jìn)行資源整合，進(jìn)一步完善傳感設(shè)備，建設(shè)覆蓋大氣、水、土壤等綜合數(shù)據(jù)的智能環(huán)保解決方案。另外，應(yīng)提高設(shè)備的耐用性，采用防潮、防火、抗酸、抗腐蝕等性能良好的材料，同時，優(yōu)化環(huán)保設(shè)備的整體性能結(jié)構(gòu)，避免傳感設(shè)備與惡劣環(huán)境直接接觸。（3）在未來，環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域很有可能成為兵家必爭之地，結(jié)合李克強(qiáng)總理提出的“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，將監(jiān)測與其他行業(yè)進(jìn)行跨領(lǐng)域整合，共同推動環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。同時，通過監(jiān)測及預(yù)估環(huán)境變化趨勢，打造面向環(huán)保部門、企業(yè)和公眾的全方位智慧環(huán)保服務(wù)體系，助力“藍(lán)天行動”、“五水共治”等。可以預(yù)見的是，環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢仍然會變化，但以技術(shù)為主，創(chuàng)新為輔的大致道路還會繼續(xù)持續(xù)下去。只要明確了理念和體系，將產(chǎn)業(yè)鏈完整化、可持續(xù)化，環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的未來還有很大發(fā)展空間。

4.結(jié)語

總的來說，在新時期物聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展的背景下，發(fā)展環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)是推動環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域信息化的必然趨勢。雖然目前環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)仍處于起步階段，在核心技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)、應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化方面仍存在著一些亟待解決的問題，但是隨著經(jīng)濟(jì)社會及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，這些問題終將會得到有效解決，從而使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中發(fā)揮出更大的作用。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：覃櫟豪，452226198611202151。