物聯網的遠程環境監測技術初探

鞍山市信息工程學校 聶玉成

引言：隨著環境污染日益嚴重，環境問題已經成為了全球性問題，我國的環境問題尤為突出。這就需要對環境監測工作加以重視，環境監測是環境治理的基礎，是及時發現環境問題的必要手段。傳統的環境監測只能對定點的監測對象進行檢測，得到的結果缺少時效性。而基于物聯網技術的遠程環境監測技術就能夠讓這一問題得到有效解決，實現環境因素的實時、動態監測，保證監測工作的準確性。本文針對物聯網的遠程環境監測技術進行研究。

1 物聯網與環境監測相關概念

在對環境質量進行監測時需要應用到環境監測到概念，在傳統的環境監測工作中，所針對的都是單一對象。如今環境問題不斷加劇，對我們的生活產生了嚴重影響，這就需要對環境監測的范圍進行拓展，將環境質量、環境污染融入其中。環境監測工作需要按照一定流程展開，從現場調查開始，選擇樣品進行收集并加以處理，將樣品儲存于固定位置，對得到的數據進行處理并評價環境情況。在完成數據分析之后需要出具報告，綜合評價檢測數據，這種工作形式能夠為接下來的環境監測工作帶來更大便捷。

物聯網就是將物體與互聯網技術相結合，媒介就是先進的科學技術，這就能夠實現對事物的識別、定位，同時還能夠追蹤事物并對其進行監控管理。物聯網簡言之就是將物與物進行關聯。物聯網與環境監測工作的融合，為我國環境保護事業做出了重要貢獻，對污染源的追蹤、防治有積極作用。

2 環境監測中物聯網的作用

2.1 應用于空氣質量監測

空氣質量是當前人們非常關注的問題，霧霾天氣中含有大量有害物質，會對人體健康產生影響，因此受到人們的廣泛關注。傳統模式的空氣質量監測是由工作人員進行觀測并加以記錄，以數據為基礎對污染物質含量進行分析，判斷其是否滿足國家相關標準。這種監測方式會對人力與物力造成浪費，沒有動態監測情況。因此，將物聯網技術應用在空氣質量監測中就能夠對其進行遠程監控。在物聯網技術的支持下，空氣情況的實時監測成為現實，同時還能夠實時傳輸與處理數據。物聯網技術的應用讓空氣質量監測更加準確，能夠根據實時情況分析空氣的污染物質，追溯污染源，讓污染問題得到有效控制。通過物聯網監測促進空氣污染防治工作的開展，所以，在空氣質量監測中應用物聯網技術能夠讓監測工作質量得到顯著提升。

2.2 應用于水污染監測

在環境監測工作中水污染監測具有重要意義，水質監測涉及到的范圍非常廣。傳統模式下的水質監測內容較為單一，主要是對水的溫度、酸堿度、電導率等進行檢測，并出具對水源檢測結果的相關報告。我國需要進行水質監測的水樣主要包括飲用水以及污水兩個部分，利用傳統檢測方式進行監測，需要在一段時間內進行多次取樣，這就使得測得的水質只是定點水質，無法得到實時水質指標。借助物聯網技術進行水質監測就能夠實現對水質的自動監測，對目標水域的水質進行連續化的準確監測，掌握水質的變化情況，監測系統還能將得到的數據上傳到控制中心，實現數據的存儲，便于數據的讀取與使用。

此外，如果監測水域水質出現問題，系統會進行自動報警，監測工作變得更加簡便。

3 基于物聯網技術的遠程環境監測技術系統設計

3.1 架構設計

對物聯網技術進行深入分析，可以將其基本特征概括為三點：全面感知、可靠傳送以及智能處理。這就需要在進行物聯網技術架構設計時從垂直方向上分為三個層次：第一，感知層次。其目的在于對對象進行感知，在傳感技術的作用下，對研究對象的信息進行采集與感知；第二，網絡層次。目的在于實現數據傳輸，在互聯網技術的支撐下，讓數據信息實現遠距離輸送；第三，應用層次。也就是對信息的智能處理，在智能數據處理技術的作用下，對采集以及傳輸的數據做出有效分析，在具體作業場景中完成對數據的存儲以及應用。

3.2 具體系統組成設計

首先是感知層。感知層的作用是對數據進行收集，之后結合環境監測目標來確定哪些信息屬于需求范圍內。例如在進行大氣空氣質量監測時，就需要重點考慮氣體濃度、溫度等。要想得到相關數據就需要將傳感器安裝在相應位置，傳感器所應用的網絡需要具有良好的覆蓋性，保證監測范圍內具有較強網絡信號。利用ZigBee技術能夠將采集到的數據由無線傳感器網絡繼續向上層傳輸；其次是網絡層。網絡層的作用是對上步處理的數據進行二次打包，并傳輸到監測中心，由此可知，網絡層發揮的是橋梁作用，將感知層與應用層緊密的連接起來。網絡層在工作中是按照一定順序完成，先將數據在現場數據庫中進行儲存，之后再向中間件服務器進行傳輸，也就是將其傳輸至云端。之后由中間件服務器對數據進行接收，在中心數據庫中完成數據存儲，這就完成了現場數據向中心數據庫的輸送。對于網絡傳輸來說，離不開遠距離網絡技術的應用包括3G、4G等，對不同遠距離網絡技術進行對比，找到綜合優勢突出并且與系統匹配性良好的傳輸技術進行數據傳輸。在數據進行傳輸的過程中，需要保證數據的全面性以及完整性，要將所有數據準確無誤的傳送到監測中心；最后是應用層。對于物聯網的遠程環境監測系統來說，就是為了實現遠程實時對數據進行接收、處理等工作，應用層能夠顯示出感知層與網絡層的工作成果。利用既有數據庫以及軟件實現數據分析工作，并將數據以動態圖像進行顯示，監測人員能夠對結果進行清晰的了解，并得到較為準確的監測結果。完善框架設計是軟硬件平臺建設的基礎，是實現遠程環境監測功能的重點工作。

4 結束語

綜上所述，在信息技術高度發達的當今社會，在環境監測工作中應用物聯網相關技術能夠讓監測工作邁向新紀元，是對物聯網技術的創新應用。將物聯網技術應用在環境監測上主要是實現了環境的遠程監測，讓監測工作向著智能化的方向發展，對監測對象進行智能化感知，并對數據進行智能化處理與管理。這就讓環境監測工作具有更高的準確性，保證監測數據的真實性，讓環境監測工作覆蓋范圍更加全面。此外，物聯網技術的應用還能夠有效減少監測人員的工作量，與國家的創新政策相吻合。以物聯網技術作為支撐的遠程環境監測系統實現了更完善的環境監測，專業人員能夠對環境狀況有更準確的了解，為環境治理工作的順利開展奠定基礎。

參考：石晶晶，環境監測技術的應用現狀及發展趨勢研究：建材與裝飾，2017，19；包順華，李世成，物聯網技術應用及發展研究：中國新通信，2017,19；張玨，基于無線傳感器網絡的水質在線監測系統研究：重慶大學，2010；王磊，基于物聯網的遠程環境監測技術分析：資源節約與環保，2017，12。