物聯網技術在生態環境監測中的應用分析

陳玉濤+王曉玲+韓冬冬

摘要：物聯網技術是互聯網技術之后一次巨大的信息技術革命，而環境保護則是物聯網技術當前應用的熱門領域，其已經成為提升環境管理水平、發展戰略性環保產業的重要途徑。鑒于此，本文主要針對物聯網技術概念進行了系統的概述，在此基礎上分析了物聯網技術在生態環境監測中的具體應用，旨在為推動我國生態環境監測事業的發展貢獻自己的綿薄之力。

關鍵詞：生態環境監測；物聯網技術；應用

隨著我國工農業的不斷發展，再加上城市化進程的持續深入，環境問題已經成為制約我國可持續發展戰略的重要因素。現階段，盡管我國已經針對生態環境污染問題制定了相關的規范與標準，同時還有一系列有關的實施細則與方法來針對環境污染進行控制，然而效果并不理想[1]。究其原因，主要在于環境保護的基礎性工作，生態環境監測存在監測能力不足、監測措施落后以及自動化程度低等各不足，嚴重影響生態環境監測工作的開展。所以，加速推動我國生態環境監測工作朝著網絡化、自動化以及智能化的趨勢發展，就成為社會各界共同關注的焦點，而物聯網技術的引入正是實現上述目標的重要途徑。

一、物聯網技術概述

物聯網指的是“物物相連的互聯網”，其主要是基于互聯網所進行的延伸發展。最早是在1999年，由美國麻省理工學院專家提出，其將物聯網定義成利用紅外感應器、射頻識別（RFID）等信息化傳感設施，根據制定的相關協議，通過互聯網連接任何物體來開展通信與信息交換，達成針對物體進行智能化的管理、監控、跟蹤定位、識別的目的[2]。通過物聯網技術能夠使得人類的生活、生產與互聯網進行更為深入的整合，使得人類生活、生產實現網絡化、高效化以及智能化目標。

物聯網技術通過多年的發展，在各行各業中的應用廣泛，比如精細農牧業、國防軍事、金融領域、醫療領域、智能家居、智能物流、智能交通以及智能電網等各個方面，其主要作用在于進一步縮短物理世界與信息系統存在的距離，將對應的傳感器置入油氣管道、建筑、醫療設施、家電、鐵路、隧道、橋梁、公路以及電網等各個行業物體中，然后再與互聯網進行有效的結合，使得人類社會能夠與物理系統進行深度融合，在整合系統當中，利用高效計算機針對當中的設施、機器以及人員實施有效的監管。

二、物聯網技術在生態環境監測的應用

（一）水質監測

針對水質在線監測的種類主要包含水質污染監測與飲用水監測。上述兩種監測方法較為類似，均是在監測目的位置放置各類監視視頻、傳感器等設施，感知層設置完成以后，通過網絡層來將相應的信息傳遞到應用層，而應用層則依照傳感器具體位置、采集數據時間等相關內容來針對其進行系統的分析，最終達成針對水污染源、水質進行有效的監管。當前我國已經有生態環境監測站深入開發物聯網技術，構建基于三層網絡傳輸結構的環境監測體系，基于原有的中程無線傳感網絡技術和藻類水華預測預警模型實施進一步優化，不僅能夠有效保障信息數據時間的連續性，同時能夠將預測精度提升到80%左右。

（二）大氣監測

針對大氣監測，常用方案主要包含固定在線監測與流動監測這兩種，由于在線監測具備同步達成監測與預報的作用，其已經成為大氣監測主要的發展趨勢。所謂固定在線監測，主要是在污染源排放口位置安裝固定在線監測設施，基于監控范疇內根據網格形式來進行污染物傳感器設置，進行即時的大氣監測與預報。現階段，我國許多城市都已經建立了環境空氣自動監測系統，針對環境空氣常規監測指標實施實時的監測與預報。比如武漢市，近幾年詳盡在全市范圍內建設8個監測子站，綜合利用各種傳感設施針對大氣環境當中的可吸入顆粒物、二氧化硫以及氮氧化合物等相關因子實施信息采集，然后利用互聯網把實時信息傳輸到監控中心，達成環境空氣自動監測與預報的目標。

（三）生態監測

生態在線監測技術將對應的監測范圍劃分為若干個分簇，對應的分簇則綜合參考監測的相關需求，比如溫度、噪音以及濕度等，分別設置對應的傳感器來進行相關信息數據的搜集，然后將收集到的信息數據匯總傳輸到控制中心[3]。生態在線監測技術不但能夠有效保障環境監測遠程信息采樣與傳輸的可靠性與實時性，并且通過在相應的監測范圍內設置移動Agent節點，能夠依照互聯網能夠構建實時的二維定位表，能夠始終選擇最佳的路徑來進行信息的傳遞，使得整體功耗得到有效的控制。

（四）海洋監測

所謂海洋監測，其主要是把互聯網與傳感網應用到海洋環境監測工作中，將無線傳感器布置在需要監測的海域，采集有機磷農藥、化學氧耗量、重金屬有機污染物以及營養鹽等各類海洋環境監測的信息數據，利用無線發射設置來進行信息數據的傳遞，最終建立一套基于物聯網技術基礎的海洋環境智能監測系統。當中的每一個節點均能夠連接不同的傳感器，并且傳感器具體安裝位置能夠進行水上、水下調節，能夠有效滿足各個不同監測點的相關要求。

三、展望

隨著物聯網技術的持續發展，再加上相關領域的持續完善，其在環境保護方面的應用越來越廣泛。綜合參考當前物聯網技術在環境保護領域的利用，其未來的發展趨勢主要包含橫向與縱向兩個層面。從橫向層面來看，現階段的物聯網技術在環境保護領域應用相對較為單一，未來其還能夠在海洋生態系統、化學組成、電磁監測、噪聲監測以及土壤監測等各個方面進行有效的延伸。從縱向層面來看，在科學技術與信息化技術的推動下，物聯網技術還能夠實現更深層次的智能化、網絡化，未來的發展不再局限于生態環境監測，而是形成一個環境保護的整體體系，使得相關工作的效率得以大幅提升。總而言之，物聯網技術在環保行業的應用是必然是發展趨勢，這就需要我們深入研究物聯網技術，加大投資、推廣力度，進一步推動我國環保事業朝著智能化、網絡化、信息化的趨勢發展。

參考文獻

[1]杜克明，褚金翔，孫忠富，鄭飛翔，夏于，楊小冬.WebGIS在農業環境物聯網監測系統中的設計與實現[J].農業工程學報，2016，04：171-178.

[2]王繼水，曹帥.基于物聯網的礦山環境在線實時監測系統研究與實現[J].計算機測量與控制，2012，02：342-344+366.

[3]高立艾，劉少博，李麗華.基于物聯網技術的溫室土壤環境監測系統的設計[J].節水灌溉，2012，10：72-74.