论环境监测中物联网技术的应用

阳奇

（广东省深圳市坪山新区环境监测站 广东深圳 518118）

目前常用的环境监测方法往往使用人工采样的方式，这种监控方法无法进行长期的远程实时监控，且由于依靠人力，使得劳动强度大，不适合信息化管理的要求。而物联网技术的出现，为克服传统环境监测方法的缺陷，降低监测成本，实现对复杂、多样的环境进行自动实时监测提供了可行的思路和方案。我国在上世纪90年代末开始推广的污染源在线监控系统就是物联网技术的在我国环境监测领域最早探索和应用，具有重大的突破与创新意义，也开启了物联网技术在环境监测领域的研究应用时代。目前，全国已建成国家、省、地级市三级300多个各级污染源监控中心，对占全国主要污染物工业排放负荷65%的近万家工业污染源和近700家城市污水处理厂安装污染源自动监控设备，并与环保部门联网，实现实时监控、数据采集、异常报警和信息传输，形成统一的监控网络。由此可见，物联网技术对促进中国环保事业的发展具有深远的意义。环境监测方式的物联网化也必然成为其发展趋势。

1 物联网（IOT)的概念

物联网是指通过各种信息传感设备与技术，如传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等，实时监测任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合，形成一个巨大网络，实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理[1]。

2 物联网的组织架构

环境监测物联网主要由感知层、网络层、应用层三大部分组成。其中感知层通过传感器、智能卡、电子标签、识别码、摄像头等感知设备实现环境因子的识别、监测分析等信息的捕获、采集，以达到智能感知的目的；网络层利用无线网、移动网、固定网、互联网、广电网等传输网络实现感知层所采集信息的传输；应用层主要包括环境监测中的特定应用服务以及实现网络层和应用服务间接口和能力调用功能的中间件，用于完成信息的分析处理和决策，以实现环境监测信息的识别、感知、分析和预测，发挥智能作用。

3 环境监测中物联网技术的应用

目前，全球物联网技术在环境监测中的应用研究还处于初级阶段，但已具备了较好的基础。例如，美国研发用于实时监测城市环境污染数据“CitySense”监测系统和监测大鸭岛海鸟栖息情况的生态监测系统；澳大利亚用于监测蟾蜍分布和栖息情况的生态监测系统等[2]。

从上世纪90年代末，我国就开展了物联网技术在环境监测方面的有益探索和实践，经过十多年的发展，物联网技术在环境监测中得到初步应用。联网技术的应用范围也由最初的污染源监测领域扩展到环境质量监测、生态环境监测、海洋监测、噪声监测、湿地环境监测等领域。

例如，孔祥洪、郭阳雪等[3]利用物联网技术，研究出适用于浅海海洋环境的监测系统，使相关监测部门或用户能够及时掌握海洋环境信息的变化情况，并可根据相关信息实施相应的布控和措施。韩坤[4]利用物联网技术，开发的一套城市环境噪声监控系统，能节省大量人力和物力同时得到非常精确细致的实时监测数据。研究出基于多传感器网络平台的生态环境监测物联网技术，该技术可以根据监测需求在不同类型的采集数据之间进行切换控制，具有节能、高效和易于管理的特点。2011年江苏无锡针对太湖蓝藻问题，充分利用物联网技术对太湖水环境质量进行监测，感知节点的传感器装有360度摄像头、6个精密探头、集成光学感知芯片、对应6种水质指标，可以立体呈现出水体情况，结合陆上屏控及环境卫星遥感，形成太湖水域“三位一体”监测体系。2012年重庆市利用物联网技术，建立环境质量物联网监测系统，该系统能实时监控三峡库区的面源污染状况，并把不断改变的现状因素传输到系统，大大提高了环境监测和管理的效率，为环境管理决策提供了及时有效的数据。还有我国已投入使用的可可西里湿地监测系统、三峡工程生态与环境监测系统等都是物联网技术在我国环境监测中的典型应用和实践。

2012年我国《物联网“十二五”发展规划》中明确提出智能环保是“十二五”期间中国物联网重点发展的九大应用之一，物联网在环保领域的应用将进人一轮新的发展高潮，对促进我国环保事业的发展具有重要而且深远的意义。

4 结语

环境监测方式的物联网化是当今环境监测的发展潮流，相比于传统坏境监测方式的局限性，基于物联网技术的环境监测实现了对环境因子的远距离、实时、快速、精确监测，监测工作效率及水平得到很大提高。环境监管部门也可以随时监测及掌握环境质量状况及企业排污情况，变事后监管为事前预防，由粗放式监管转向精细化监管。然而目前成熟的环境类传感器的种类还较少，使物联网技术在环境监测领域的应用受到一定的制约，因此需尽快开发出更多的传感器，使物联网技术在环境监测中发挥出更大的作用。

[1]中国环保物联网应用白皮书（2011年）[R].赛迪顾问有限公司，2011.

[2]王晓东，李妍，孟金等.物联网在环境保护工作中的应用及研究进[J].物联网技术，2012，6：75-76.

[3]孔祥洪，郭阳雪等.基于物联网的近海环境监测系统的研究与设计[J].微型机与应用，2012，31(12)：30-33.

[4]韩坤.基于物联网的城市环境噪声监控系统的设计与应用[J].商场现代化 2011，1：17-18.