物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于噪聲監(jiān)測(cè)的路徑探索

張浩生

(陜西省咸陽市彬縣環(huán)境保護(hù)局，陜西 彬縣 713500)

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物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于噪聲監(jiān)測(cè)的路徑探索

張浩生

(陜西省咸陽市彬縣環(huán)境保護(hù)局，陜西 彬縣 713500)

指出了噪聲監(jiān)測(cè)是噪聲治理的前提和基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在信息化時(shí)代逐漸成為了噪聲監(jiān)測(cè)的主要支撐技術(shù)，域模型作為一種面向?qū)ο竽Ｐ停ㄟ^將實(shí)際問題、軟件、互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián)系，進(jìn)而成為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速普及于實(shí)際應(yīng)用的重要橋梁。通過研究物聯(lián)網(wǎng)噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)域模型，進(jìn)而構(gòu)建了物聯(lián)網(wǎng)在噪聲監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的指導(dǎo)方法，探索了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的新路徑。以期為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于噪聲監(jiān)測(cè)的研究提供參考。

噪聲監(jiān)測(cè)；物聯(lián)網(wǎng)；域模型；構(gòu)建

1 引言

物聯(lián)網(wǎng)即以信息傳感設(shè)備為媒介，依照約定協(xié)議，將任意物品同互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián)，進(jìn)而落實(shí)信息交換與通訊，用以落實(shí)智能化識(shí)別、定位跟蹤、監(jiān)控管理的以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)進(jìn)行深一步延伸與擴(kuò)展的新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，日常應(yīng)用領(lǐng)域包括農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、智慧銀行及醫(yī)療、智能家居等。噪聲監(jiān)測(cè)指通過技術(shù)手段對(duì)噪聲質(zhì)量因素代表值進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定，以表現(xiàn)噪聲質(zhì)量與變化規(guī)律，為城市噪聲污染治理工作提供有價(jià)值的參考資料。Yang L等[1]人積極探索物聯(lián)網(wǎng)于應(yīng)急管理中的應(yīng)用現(xiàn)狀，提出有效利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可于應(yīng)急反應(yīng)中更易獲取相關(guān)信息。Mersini Paschou等[2]人提出物聯(lián)網(wǎng)于健康管理領(lǐng)域中有效的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法，基于產(chǎn)品電子代碼的物聯(lián)網(wǎng)是目前工業(yè)領(lǐng)域較為常見的相關(guān)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)域模型建立的中心思想即為專業(yè)人員提供一個(gè)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有效引入到噪聲監(jiān)測(cè)領(lǐng)域新路徑，進(jìn)而為監(jiān)測(cè)人員研發(fā)出有效、高質(zhì)的噪聲監(jiān)測(cè)設(shè)備提供必要的輔助條件。

2 物聯(lián)網(wǎng)噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)域模型

域模型即將行為與數(shù)據(jù)的域相融合的對(duì)象模型，一方面需滿足實(shí)際問題需要，另一方面需將問題同軟件、Internet網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合。利用域模型解決實(shí)際問題首先需明確涉及到的主要構(gòu)件與其功能范疇，隨后明確各構(gòu)件間聯(lián)系。

物聯(lián)網(wǎng)在噪聲監(jiān)測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用過程中存在著一定挑戰(zhàn)，即如何在計(jì)算機(jī)技術(shù)能力較為低下的條件下使專業(yè)人員迅速研發(fā)出噪聲監(jiān)測(cè)領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與系統(tǒng)，域模型有效融合了與噪聲監(jiān)測(cè)相關(guān)的人、組織、設(shè)備等實(shí)體的行為數(shù)據(jù)，對(duì)上述挑戰(zhàn)提出了可靠的應(yīng)對(duì)機(jī)制。

3 物聯(lián)網(wǎng)噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)域模型應(yīng)用

3.1 感知層與傳輸層整合

戶外噪聲自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備：①聲級(jí)計(jì)；②5 m延伸電纜；③1.2 m延伸桿；④防風(fēng)防雨罩；⑤戶外防雨箱；⑥6/12 V輸出鋰電池組；⑦Zigbee無線通信模塊；⑧0.75～1 mm2聚氯乙烯絕緣銅絲軟線等。噪聲數(shù)據(jù)收集軟件Noise View對(duì)聲級(jí)計(jì)采集的噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行有效收集，同時(shí)通過Zigbee無線通信模塊將收集到的數(shù)據(jù)傳向數(shù)據(jù)庫(kù)。如圖2所示，聲級(jí)計(jì)前置放大器置于防風(fēng)防雨罩內(nèi)，安裝于延伸桿頂端前，并做好防水處理，將防風(fēng)防雨罩置于延伸桿頂端，以使監(jiān)測(cè)條件滿足《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3096—2008)要求。U形螺絲扣將太陽能電池板固定于延伸桿底部，防雨箱內(nèi)部設(shè)有數(shù)據(jù)采集設(shè)備，其底部具有兩個(gè)直徑3 cm圓形孔，該孔用于5 m延伸電纜、聚氯乙烯絕緣銅絲軟線及Zigbee無線通信外置天線穿孔進(jìn)出。

整個(gè)設(shè)備數(shù)據(jù)采集組件分為戶外防雨防風(fēng)組件及防雨箱內(nèi)部數(shù)據(jù)采集組件，具體包括聲級(jí)計(jì)、6/12V輸出鋰電池組、Zigbee無線通信模塊等，并提供標(biāo)準(zhǔn)RS232接口，可通過該接口直接進(jìn)行串口設(shè)備連接工作，該方法適合用于緩解噪聲定點(diǎn)監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)中，與此同時(shí)可于瞬時(shí)將聲級(jí)數(shù)據(jù)有效輸出，且用電量較低，不需要交流供電，進(jìn)而符合同無線傳感器相結(jié)合的要求。

3.2 應(yīng)用層

于戶外安裝噪聲自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備，在室內(nèi)設(shè)置數(shù)據(jù)中心，設(shè)備采集頻率為1次/5s，以每10 min為統(tǒng)計(jì)周期，對(duì)該時(shí)段內(nèi)等效連續(xù)聲級(jí)進(jìn)行記錄分析，進(jìn)而得到此次研究地點(diǎn)晝夜噪聲污染變化信息圖，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，該地段噪聲污染程度隨時(shí)間變化加重，夜間噪聲污染程度更為明顯，如圖1所示。

圖1 監(jiān)測(cè)結(jié)果示意

4 討論

當(dāng)今社會(huì)現(xiàn)代化技術(shù)飛速發(fā)展，人們物質(zhì)生活水平得以穩(wěn)步提升，進(jìn)而對(duì)生活質(zhì)量也提出了相應(yīng)的高要求，噪聲監(jiān)測(cè)工作于近年來被社會(huì)各界重視，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在噪聲監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸被廣泛關(guān)注，并迅速普及到各類型噪聲監(jiān)測(cè)工作中，域模型方法通過基于物聯(lián)網(wǎng)噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各構(gòu)件及其關(guān)系，能夠在計(jì)算機(jī)技術(shù)能力較為低下前提下使噪聲監(jiān)測(cè)專業(yè)人員研發(fā)出可靠的噪聲監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備及軟件計(jì)算，為噪聲監(jiān)測(cè)工作提供了可靠性依據(jù)，為日后該領(lǐng)域的發(fā)展奠定了不可忽視的重要基礎(chǔ)。

[1]Yang L,Yang S H,Plotnick L.How the internet of things technology enhances emergency response operations[J]. Technological Forecasting and Social Change, 2012(4).

[2]Paschou M, Sakkopoulos E, Sourla E. A Tsakalidis, Health Internet of Things: Metrics and methods for efficient data trans fer[J]. Simulation Modelling Practice and Theory, 2012(3).

[3]余 洋. 國(guó)內(nèi)外噪聲自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究新進(jìn)展[J].環(huán)境研究與監(jiān)測(cè), 2011, 24(3): 69～72.

[4]Kristensen T, Atland A, Rosten T, et al. Important influentwater quality parameters at freshwater roduction sites in two salmon producing countries[J]. Aquacultural Engineering,2009, 41(2): 53-59.

[5]Weber R H. Internet of Things -New security and privacychallenges[J]. Computer Law & Security Review, 2010,26(1):23～30.

[6]孫玉軍. 資源環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)[M]. 北京: 高等教育出版社,2007: 122～186.

2016-09-01

張浩生(1983—)，男，助理工程師，主要從事噪聲監(jiān)測(cè)及大氣分析工作。

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1674-9944(2016)18-0121-02