物联网技术在环境监测中的运用
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摘要：详细分析了物联网技术在大气污染、水污染、海洋污染及其他生态环境恶化等环境监测中的作用，着重阐述物联网技术在这些监测中存在的要素不全、技术等级低、监测缺乏统一规划和标准、公众对监测认知程度较低等系列重要问题，并对物联网技术在环境监测中的未来发展前景做出展望。
关键词：环境监测；物联网技术；信息传递
随着改革开放的推进，各种工业不断发展，加剧了对自然资源的需求和生态环境的破坏，人们逐步意识到环境保护的重要性，传统的环境监测是使用人工采取样品进行检测的方式，这种监控方式：（1）无法进行长期的远程实时监控；（2）不能够及时地反应环境变化等信息；（3）由于依靠人力，劳动强度大，这些不足使得传统监测方式无法满足现代监测对于环境的信息化管理要求。随着污染源在线监控系统的开始推广，物联网技术在我国环境监测领域开始了最早的探索和应用，它的出现克服了传统环境监测方法的缺陷，降低了监测成本，也使得环境监测向自动化、信息化、网络化、智能化方向发展，我国目前的环境监测手段还很落后，物联网技术的出现为我国环境监测的发展提供了一个很好的契机，为复杂、多样的环境进行自动实时监测提供了可行的思路和方案。
1物联网
1.1概念
物联网（TheInternetofthings，IOT）是指在互联网的基础上扩展和延伸到物体与物体之间信息交流的一种新型信息技术，物联网的定义是实现物体与物体、人与物体、人与人之间的信息交流。物联网在国内的应用一般是使用定位系统、红外线感应仪、全球定位系统（GPRS）、激光扫描仪和气体感应器等设备间的信息，进行交换和记录，实现检测、定位、监测和扫描的一种信息技术，实现各种设备之间信息的交流，让使用者能够在物联网中得到需要的信息，让监测和管理的信息具有时效性和保证其准确性，达到人工智能化的监控，提高工作效率和生产力，弥补传统工作中的不足。物联网在现代被广泛运用于各个领域中，如医疗健康、道路交通、店铺监控等，它们都体现了物联网的智能化与实用性。随着信息技术、网络技术、自动化技术、芯片技术的不断发展，物联网已经开始应用到生活的各个方面，很多地方的环境监测已经开始广泛使用物联网技术。
1.2组成结构
环境监测物联网主要由采集层、网络层、应用层3大部分组成。其中采集层通过传感器、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与处理，是整个环境监测物联网的核心组成部分，是将采集层所采集的数据进行大范围的传输与共享，并且实现多方的交互；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。
2在环境监测中的应用
2.1大气污染监测
如今我国很多城市存在空气污染现象，空气质量较差，尤其在一些大中城市，由于重工业和城市交通的发展以及人口持续增长，导致了城市大气污染相当严重，其中就有人们熟知的PM2.5。大气污染监测主要包括大气污染物监测、空气质量自动监测和大气降尘监测等几个方面，由于物联网技术所具有的强大沟通等功能，它能够有效地应用到对大气污染监测的整个过程中，如监测空气中可吸入颗粒物的含量，空气中有毒有害物质的含量，甚至能够监测大气中的氧气含量、二氧化碳含量、氮气含量等，可以快速地发现空气中存在的问题，并且通过实时传输功能把监测器上的相关数据传输到气象控制中心，再由气象控制中心传输给电视台新闻中心等告知民众，让民众及时做好自我防护，降低污染的危害，保证身体健康。从中央到地方各级天气气象预报的准确和适时就表明我国在城市空气质量监测的物联网应用上确实已经有一个完善的体系。
2.2水污染监测
当今世界水污染现象已到了相当严重的程度，应当引起全人类的重视。由于物联网技术所具有的自动监测功能也被广泛用于对河流河道水质、水库水质、污水处理质量等监测中。通过传感器监测水体中含有的各种固体污染物含量，各种气体含量，其他有毒有害物质含量；而后将数据传送到中央控制系统，再由那里的计算机自动进行对比分析判断水质好坏情况、水质安全情况并提供两种相应系数，所有的数据都会自动进行储存备案，一旦发现问题或异常情况，计算机还能够自动报警，引起人们的警觉。而且物联网技术具有的“物物相联”的特点使得人也能够对系统进行人工干预，人为地进行实时的监测观察，以便为及时整改服务。
2.3海洋污染监测
我国对于海洋污染监测的物联网系统建设还处于初级阶段，而世界很多国家都很早就对海洋污染监测的物联网系统建设进行着研究，它们的研究成果能够为我们提供借鉴和帮助。海洋污染物联网系统建设能够监测一个国家海洋的水质情况、污染物情况，能够在发生一些人为灾害或者自然灾害时做到及时发现，从而为及时处理争取时间。比如在发生核泄露造成核污染时及时发现污染物是否到达国家的近海，为及时有效的防范争取时间；在发生油船原油泄漏时也能够及时地判断原油泄露产生的污染情况并及时地做出处理，有效控制污染的范围和规模，把损失降到最低。
2.4生态环境监测
生态环境的物联网监测系统尽管是一个较为宽泛的系统概念，但也已经逐步地被接受应用，并发生着作用。一般来说，这样的一个监测系统不仅仅包括前面提及的几个已经投入使用的环境监测系统，它还包括视频监控系统和对生态环境中的植物、动物生存情况的监测等一系列的监控，所有的信息、数据等最终汇集到中央控制系统中，由中央控制系统做出反应发出指令。目前生态环境的物联网监测的应用主要是在一些自然保护区、沙漠绿植研究、生态环境恶化监测中，已经体现出了收集、预报等功能和功效。
3存在的问题
3.1监测要素不全
在关于生态环境的物联网技术系统性监测中，监测的对象其实较为简单，很多监测系统的构成也较为单纯，因而离实际需要还有很大距离。比如只能够对海洋中几种特定的污染物进行监测，对空气中特定的污染物进行监测，监测范围非常有限，因而监测的功效也大受影响，这些与对全球整个生态环境的监测需求是极不匹配的，缺乏完善、全面的整体性环境监测势必制约着环境保护与防治，所以监测要素亟待补充和完善，方能担当重要使命。
3.2监测技术还较为初级
世界上物联网环境监测系统建设其实也并不完善，尤其是我国环境监测中的物联网系统建设还处于较初级的阶段，硬件、软件上都还有很多欠缺的地方需要完善和加强，还有很多课题亟待人们去研究和论证，还有很多未知领域等待我们去认知和开拓；不仅仅是完善传感器、传输器、运算器等硬件；更多的是在软件系统的研究控制上要加大力气，加强技术攻关，努力改变监测技术的初级化制约着监测成效的现状。
3.3监测缺乏统一规划和标准
我国在环境监测的物联网系统建设上起步晚，缺乏相关的经验和技术，逐步在摸索中前进，逐步在积累中提高，迄今还没有一个统一的标准和尺度，整个国家的环境监测物联网系统建设也还缺乏统一规划，有着各自为政的特点，因而显得混乱；甚至同一个地方、不同监测系统每天向公众播报的空气污染物种类、污染程度及等级都不相同，这样的环境监测效果确实不尽人意。因此实行监测的统一规划和标准，有利于提升监测效果。
3.4公众的认知度较低
物联网是一种较为新颖的名词概念，其技术应用在我国尚未得到大范围的推广，而且宣传力度也不够，甚至对于已经应用了一定物联网技术的领域也没有对公众进行宣传，由此可见，物联网技术对于普通公众的关注度还不是很高，有隔膜的。这样一来，关注度低自然导致相应的政策无法进行完善，物联网技术应用便不能有效地扩大范围。虽然公众对于这样一项技术是有着巨大的需求前景，但是市场和生产研发之间出现了巨大脱节，这也与技术的宣传力度不足存在着一定的联系。
4未来发展
4.1加大技术研发的力度
对于相关设备技术的研发、生产，国家要不断加大加强政策支持，同时国家也要加强对相关研发企业、生产企业的政策补贴，在提高物联网相关附属设施质量、性能的同时不断地降低成本价格，让物联网技术能够更好地应用到环境监测中，服务国家，服务社会。
4.2加强环境监测物联网建设规划
必须加强环境监测物联网建设的系统规划，统一监测的标准，统一国家层面的系统建设标准。同时对整个环境监测物联网系统的建设进行统一的规划，杜绝地方性差异，与此同时还要不断进行完善，提高质量和水平。
4.3加大宣传，提高民众对于物联网的认知
必须要通过科学教育频道、有关新闻频道、社会活动以及公共产品展示等方式来提高人们对于物联网技术的认识和了解，增加普通民众对于物联网技术研发的支持，因为物联网技术的研发归根到底要惠及民生幸福。
5结语
物联网技术是新一代信息技术的重要组成部分，随着社会和信息技术的发展，它必然会融入人们日常生活中的方方面面，促进生活的改善和优化，使得人们的生活越来越智能化。尤其对于现代环境监测系统的建设，其建设的物联网监测系统对于节能型社会的发展，新时期环境保护以及国家实行节能减排都有巨大的促进作用，也使得现代经济得到持续、健康、稳定发展。
参考文献
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[4]陈天瑜,欧阳卫华,夏光耀.三位一体打造智能环保网———物联网技术在环境管理体系中的应用[J].科技创新导报，2011，(23):44-45.
作者：沈伟 单位：泰州职业技术学院
