翟繼武

摘 要：社會工業(yè)化進程的加快使得人類生產生活活動對于環(huán)境的影響日益加深，環(huán)境污染問題已經(jīng)成為了當今世界關注的重點議題，加大對于環(huán)境污染的監(jiān)測力度可以全面控制環(huán)境污染的進程，并為制定有效的污染防制措施提供了參考依據(jù)?？萍妓降陌l(fā)展為環(huán)境污染監(jiān)測行業(yè)帶來了新的契機，物聯(lián)網(wǎng)技術的應用不僅能提高環(huán)境監(jiān)測的整體水平，還能夠對數(shù)據(jù)進行科學系統(tǒng)的分析，輔助人們做出科學的處理決策。文章將對物聯(lián)網(wǎng)技術進行系統(tǒng)介紹，并對其在我國環(huán)境監(jiān)測領域中發(fā)揮的作用進行進一步介紹，并指出了需要改進的問題。

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)層次劃分；應用現(xiàn)狀；存在問題

1 什么是環(huán)境監(jiān)測

環(huán)境監(jiān)測工作是一項技術性和理論性較強的系統(tǒng)學科，主要運用各種監(jiān)測手段對環(huán)境質量指標加以收集整理、分析，并做出科學判斷，能夠從客觀上反應環(huán)境污染程度，并對環(huán)境未來的發(fā)展趨勢進行預測。環(huán)境監(jiān)測的主要目的是為人們提供客觀的環(huán)境數(shù)據(jù)，幫助人們對環(huán)境污染程度做出合理判斷，以有效的制定出對環(huán)境污染問題的解決方法。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術的含義與應用現(xiàn)狀分析

2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術的含義

新興的物聯(lián)網(wǎng)技術基于互聯(lián)網(wǎng)技術的基礎上演變而成，是互聯(lián)網(wǎng)技術的一項拓展性應用。傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)了人人和人機之間的信息傳遞和交流，而物聯(lián)網(wǎng)則在此基礎上拓寬了用戶終端范圍，利用網(wǎng)絡技術的電子設備將物品和物品之間實行了有效連結，建立了更為廣泛的信息傳輸和交流渠道。

2.2 主要層次劃分

在實際信息傳輸過程中，物聯(lián)網(wǎng)功能的實現(xiàn)要經(jīng)過三個層次，首先是傳感器對外部信號的接收，即信息的感知層結構，這個層次是物聯(lián)網(wǎng)的核心系統(tǒng)。其次，信息接收后要通過傳輸系統(tǒng)實現(xiàn)信息在網(wǎng)絡中的傳輸，即網(wǎng)絡層結構，最后，對于信息的處理要通過網(wǎng)絡應用層來實現(xiàn)，一般是指終電子端接收設備。

3 我國物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測體系的發(fā)展進程

我國將物聯(lián)網(wǎng)技術應用于環(huán)境監(jiān)測領域最早是始于上世紀末，目前已由最初的幾個試點城市擴展到遍布全國各個省份，我國政府在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測行業(yè)投入了大量的資金，并提供了政策和技術支持，在重點污染區(qū)域都設立的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了環(huán)境監(jiān)測的自動化。環(huán)境監(jiān)測部門可以通過物聯(lián)網(wǎng)反饋的環(huán)境污染信息，對環(huán)境污染狀況做出科學的判斷，并及時建立預警機制，能夠有效的防范環(huán)境污染規(guī)模的擴散。物聯(lián)網(wǎng)技術在我國環(huán)境監(jiān)測領域的應用技術水平正日漸成熟，已經(jīng)能夠涉及到諸如水質，氣體等多方面環(huán)境因素的監(jiān)測范圍。

3.1 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測技術的處理層次

3.1.1 感知層。物聯(lián)網(wǎng)對于環(huán)境數(shù)據(jù)信息的收集要通過感知層作為媒介才得以發(fā)揮其功效。感知層可以形象的比喻成網(wǎng)絡的表層接收器官，主要是指一些有型的數(shù)據(jù)收集設備，如傳感器，攝像頭等，這些設備對在監(jiān)控區(qū)域內的環(huán)境監(jiān)測對象和物體所表現(xiàn)出來的各項數(shù)據(jù)加以有效選擇，識別和收集，保證監(jiān)控目標信息錄入的完整性和精確性。

3.1.2 網(wǎng)絡層。信息在經(jīng)過有效的過濾和收集后，將會有網(wǎng)絡層接收并加以傳輸。網(wǎng)絡層相當于物聯(lián)網(wǎng)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，主要是指一些信息管理和處理中心，大量的環(huán)境數(shù)據(jù)信息通過網(wǎng)絡層實現(xiàn)在網(wǎng)絡中的傳輸，并能夠被及時有效的分析和處理。在此過程中，多種新型的傳輸技術被應用與此，使信息處理的進程和效率大幅提高。

3.1.3 應用層。物聯(lián)網(wǎng)對環(huán)境監(jiān)測的效果要最終通過應用層轉化為能夠被人類感知的實體目標。應用層主要包括一些數(shù)據(jù)輸出終端設備，如各種應用平臺以及各大計算機門戶系統(tǒng)等。該層次可以對傳輸中的各項環(huán)境數(shù)據(jù)存在的問題進行管理，分析和決策，對原有的環(huán)保系統(tǒng)加以整合和改進，提出更為有效的環(huán)境污染應對方案，并建立完善的環(huán)境預警機制。網(wǎng)絡層系統(tǒng)的應用能夠有效改進環(huán)境監(jiān)測工作中存在的問題，并做出科學合理的補救措施。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)技術在實際環(huán)境監(jiān)測中的應用實例

不論從環(huán)境監(jiān)測信息的接收和輸出系統(tǒng)還是信息的處理過程，物聯(lián)網(wǎng)都突破了傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測作業(yè)的局限性，給環(huán)境監(jiān)測行業(yè)帶來了深入的變革。物聯(lián)網(wǎng)技術可以實現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)的全面監(jiān)測和分析，并根據(jù)需要科學的布置監(jiān)測點的位置，同時，能夠保持監(jiān)測的連續(xù)性，防止數(shù)據(jù)在監(jiān)測過程中中斷造成對數(shù)據(jù)整體性的破壞，而數(shù)據(jù)信息收集的準確性是互聯(lián)網(wǎng)技術應用于環(huán)境監(jiān)測領域的又一大優(yōu)勢。

3.2.1 水質監(jiān)測。某市飲用水保護范圍，包括4大飲用水水源，即青草沙、陳行水庫、崇明東風西沙、黃浦江上游。對上述4大飲用水水源保護區(qū)實行分級管理，并對其水質進行實時監(jiān)測，建立水質監(jiān)測信息系統(tǒng)。在原有的監(jiān)測站附近部署幾十個傳感器，監(jiān)測該水域的渾濁度、總懸移質泥沙含量、pH等參數(shù)，并將數(shù)據(jù)匯聚至水質監(jiān)測站的水質監(jiān)測系統(tǒng)。網(wǎng)絡層采用無線與有線融合的手段，將感知層感知的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉脤樱瑧脤痈鶕?jù)傳感器相關信息綜合分析監(jiān)測數(shù)據(jù)。感知層、網(wǎng)絡層、應用層共同組成的水資源監(jiān)測體系，實現(xiàn)了對水源地水質及水污染的監(jiān)測。

3.2.2 大氣監(jiān)測。大氣環(huán)境監(jiān)測包括空氣在線質量監(jiān)測、大氣污染物監(jiān)測和大氣降塵監(jiān)測。空氣在線質量監(jiān)測是針對人流相對集中的敏感區(qū)，在現(xiàn)有空氣質量自動監(jiān)測站點的基礎上，按照網(wǎng)格化布點的要求增加自動監(jiān)測點的部署，提高對該監(jiān)測區(qū)域的實時監(jiān)測，確保該區(qū)域的空氣質量；大氣污染物監(jiān)測是在重要敏感區(qū)對易燃易爆、有毒有害氣體進行監(jiān)測，在部署的監(jiān)測點一旦發(fā)現(xiàn)異常，系統(tǒng)將進入應急指揮程序；大氣降塵監(jiān)測是將全市降塵監(jiān)測方式由人工改成使用傳感器自動收集數(shù)據(jù)。

4 物聯(lián)網(wǎng)技術應用中存在的問題

4.1 環(huán)境傳感器功能單一環(huán)境監(jiān)測的感知層包括環(huán)境傳感器、在線監(jiān)測儀器、傳感器網(wǎng)絡等，是制約物聯(lián)網(wǎng)在該領域應用的主要因素。目前，各種環(huán)境傳感器功能比較單一，可以監(jiān)測的污染物種類有限，可靠性也不高。環(huán)境監(jiān)測的網(wǎng)絡層主要依靠現(xiàn)有通信系統(tǒng)實現(xiàn)，而現(xiàn)有的信息通信中大量成熟先進的技術應用不充分，且對下一代網(wǎng)絡、云計算等技術參與程度不高。

4.2 缺乏統(tǒng)一的技術標準物聯(lián)網(wǎng)標準體系相對較復雜，且涉及很多標準。標準化是發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)首要解決的問題，是大規(guī)模部署和擴展的重要技術，如果沒有大規(guī)模的部署就談不上物聯(lián)網(wǎng)。

4.3 技術人員結構不合理從事環(huán)境監(jiān)測技術的人員結構不合理，急需進行重組和優(yōu)化。對于環(huán)境監(jiān)測技術這個需要根據(jù)實際情況解決問題的工作性質，要求從業(yè)人員必須具備較高的技術水平，并有較好的實際操作能力。而從人員機構分析，高學歷人才如大學教授和工程師，所占比例還是相對較少，而從事該行業(yè)的人員還是普通工人居多，文化水平一般不高，這在一定程度上制約了環(huán)境監(jiān)測技術的發(fā)展。

4.4 環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的整體管理水平低

在我國的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中，雖然環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)十分受到重視，但在實際的管理過程中，由于體制等諸多因素的束縛，整體管理水平較低，且面臨著安全和隱私的重大挑戰(zhàn)。

參考文獻

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