環境監測中物聯網技術的應用

卞金標

（鹽城市鹽都區環境監測站 江蘇鹽城 224000）

經濟社會的發展、帶來了嚴重的環境污染問題，影響著社會的長遠發展，影響著人類的身體健康。目前我國一直致力于環境保護事業，強調既要金山銀山，又要綠水青山的經濟發展觀點，相關部門還制定了一系列法律法規來有效控制環境污染問題。但是由于環境監測領域的信息化程度不高，有效控制環境污染問題就很難實現。物聯網技術在環境監測領域中的的應用，提升了環境監測領域的信息化程度，能夠提供及時的動態信息，及時發現環境污染物，及時有效地控制環境污染問題。

1 物聯網概述

物聯網，其字面意義是物物相連的意思，是互聯網的發展和延伸；英文名稱是The Internetof things，簡稱IOT。1999年，美國麻省理工學院的專家指出，通過射頻識別、紅外感應器等信息傳感設備，按約定的協議，實現對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的網絡[1]。簡單來說，物聯網就是將互聯網與物體連接起來，進而達到智能識別和管理的目的，充分利用資源，提高生產效率，使人類工作網絡化、智能化。

物聯網系統由感知層、網絡層和應用層組成。物聯網系統中的傳感設備，包括RFID標簽、GPS、攝像頭、終端等，它們都是感知層，就好比人體的皮膚、五官，收集周圍的信號。因此感知層的主要作用是感知且識別物體，收集相關信息。物聯網系統中的網絡中心以及通信信號，比如智能控制中心、信息處理中心，他們都是網絡層，就好比人體的大腦和神經中樞，對感知層收集到的信息做出相關回應。而應用層，是指物聯網的運用方向，就好比人類的行業分工，目前物聯網被廣泛應用，環境監測領域就是其中之一。

2 環境監測中物聯網的應用

目前，我國正在逐步將物聯網技術應用到環境監測領域。在1999年，第一次在全國推行環境在線監控系統，這是物聯網在環境監測領域的最早探索和實踐。在2008年，全國31個省、直轄市、自治區，333個地級市，6個環保督查中心，均部署了國控污染源在線監控系統，這是物聯網在環境監測領域邁出的重要一步。最近幾年，國家財政斥巨資在7000多個重點污染企業安裝自動監測設備。到目前為止，海洋監測、大氣監測、水體監測以及生態監測等領域都有物聯網技術的應用。

2.1 海洋監測

將互聯網和傳感網綜合利用，置入到海洋環境監測中，在監測海域塔之間建立無線傳感器，通過傳感器節點監測且采集重金屬有機污染、有機磷農藥、營養鹽以及化學耗氧量等多項海洋環境參數，再經過無線發射裝置將參數傳輸到終端，這就是海洋監測的基本工作原理[2]。任何一個節點都能連接不同的傳感器，同時考慮到監測點的基本情況，可以將傳感器安裝在水上或者水下。

2.2 大氣監測

通常情況下，采用物聯網技術進行大氣監測分為兩種：流動監測和固定在線監測。流動監測能夠同步實現監測和預報兩項功能，因此未來大氣監測的主要方式將會是流動監測。所謂固定在線監測，是將線監測設備安裝在污染源排放口處，然后在監控范圍內布置傳感器，實現對大氣的全天候監測。比如武漢市建立了8個監測子站，通過感知層實現對大氣中氮氧化合物、二氧化硫等氣體進行數據采集，同時將實時數據傳輸到網絡層，經應用層自行監測大氣環境。

2.3 水體監測

通常情況下，采用物聯網技術進行水體監測分為兩種：水體污染監測和飲用水監測。在需要監測的區域安裝傳感器設備，即感知層，同時將實時數據傳輸到網絡層，然后再傳輸到應用層，根據數據采集的時間、傳感器的位置等信息，應用層再綜合分析數據，形成監測體系，實現對水體污染的監測。比如楊宏偉等人采用物聯網技術，建立了具備感知層、網絡層以及應用層的監測系統，改進了藻類水化預測預警模型，開發了太湖藍藻預測預警系統，能夠對藍藻水化的預測精度高達80%，保證數據的準確性和連續性。

2.4 生態監測

首先將監測區域劃分成若干個不同的分簇，根據每個分簇的情況（濕度情況、溫度情況、噪聲情況）設定不同類型的傳感器；然后通過傳感器來收集各種類型的實時監測數據；再將收集到的實時監測數據發送給控制中心，也就是網絡層。運用該技術在監測區域內設置移動的Agent節點，能夠保證環境監測遠程數據收集和傳輸的可靠性和實時性，能夠建立實時二維定位表，從而挑選出最好的數據傳輸路徑，降低網絡的能量消耗。

3 結語

雖然我國環境監測領域中物聯網技術的應用還處于起步階段，但是從目前的應用情況來看已經有所成效。尤其是物聯網是一門新興科學，加上科學技術的迅猛發展，物聯網技術還會進一步提高，所以環境監測領域中應用物聯網技術是大勢所趨，不可逆轉。我國政府應大力支持物聯網技術在環境監測領域中的應用，加大環境監測的投資力度，努力提高環保行業的信息化、智能化以及網絡化。

[1]蒙海濤，張驥，易曉娟，薛嬌嬈.物聯網技術在環境監測中的應用[J].環境科學與管理，2013,（38）：10—13.

[2]馬衛.基于物聯網技術的環境監測應用研究[J].計算機光盤軟件與應用，2013,（3）：33—34.