來育梅　王偉

摘 要：隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也獲得了極大的提高，目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)使用到了各個(gè)領(lǐng)域中，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著越來越重要的作用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)由于集成了遠(yuǎn)程的監(jiān)控與遙測(cè)、自動(dòng)化采集與傳輸?shù)茸钚录夹g(shù)，對(duì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)工作將起到重要的作用，將會(huì)徹底改變現(xiàn)有環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的理念與方式。本文就基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用進(jìn)行了全面的分析。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；環(huán)境；監(jiān)測(cè)；應(yīng)用研究

中圖分類號(hào)：TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)取得巨大成就的同時(shí)，也要看到我國(guó)的環(huán)境污染也已經(jīng)成為了一個(gè)很大的問題，特別是最近幾年，我國(guó)環(huán)境質(zhì)量下降的同時(shí)又出現(xiàn)了一些新的或是隱性的環(huán)境問題，比如外來物種的侵入等，這些問題的出現(xiàn)既是我國(guó)經(jīng)濟(jì)取得巨大發(fā)展的證明，同時(shí)也是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不足的表現(xiàn)。環(huán)境監(jiān)測(cè)向自動(dòng)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展是一個(gè)大的趨勢(shì)，我國(guó)目前在這方面的技術(shù)還很落后，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)為我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展提供了一個(gè)很好的契機(jī)。

一、環(huán)境監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)基本概念

1 物聯(lián)網(wǎng)的概念

物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過這么多年的發(fā)展，其概念的提出已經(jīng)有很多的版本，但不論哪種版本，其基本的內(nèi)容包含以下幾個(gè)方面：物聯(lián)網(wǎng)首先要部署一些具有智能化、自動(dòng)化、信息化的數(shù)據(jù)采集與計(jì)算處理能力的芯片與軟件，然后通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將這些芯片與軟件進(jìn)行互聯(lián)，以達(dá)到信息與數(shù)據(jù)的共享、傳輸、協(xié)同處理等功能，從而實(shí)現(xiàn)人與人、物與物或人與物之間的互動(dòng)。

隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)開始應(yīng)用到生活的各個(gè)方面，很多地方的環(huán)境監(jiān)測(cè)已經(jīng)開始廣泛使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

2 環(huán)境監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)的組成結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用與其它領(lǐng)域的應(yīng)用有共同之處，但是由于環(huán)境監(jiān)測(cè)的特殊性，物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用技術(shù)有其自身的特點(diǎn)，比如環(huán)境監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)量大、精度要求高、數(shù)據(jù)要求高可靠性傳輸、網(wǎng)絡(luò)健壯性要求高等。

從目前物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用實(shí)際來看，其結(jié)構(gòu)主要分為三層：應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、采集層。

采集層是環(huán)境監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)層次，其主要功能是利用一些智能設(shè)備，比如攝像頭、傳感器、電子碼等對(duì)外界的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行采集。對(duì)環(huán)境參數(shù)的采集只是實(shí)現(xiàn)了對(duì)外界環(huán)境的感知，更主要的還要進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸與共享，所以采集層主要由采集設(shè)備與傳輸網(wǎng)絡(luò)兩部分組成。傳輸網(wǎng)絡(luò)是由在空間上分布的各類智能采集設(shè)備所組成的網(wǎng)絡(luò)，這些采集設(shè)備負(fù)責(zé)采集其所在地的各類環(huán)境參數(shù)。傳輸網(wǎng)絡(luò)在所有節(jié)點(diǎn)部署了一個(gè)或幾個(gè)智能采集設(shè)備，并同時(shí)為這些設(shè)備配備了能源系統(tǒng)、微控制器系統(tǒng)、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)等，這些共同組成了采集層的網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)。從中可以看出，其中最主要的便是智能化的采集設(shè)備，其分布的規(guī)模、采集的精確度等決定了整個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)的功能與效率。

網(wǎng)絡(luò)層是利用移動(dòng)網(wǎng)、無線網(wǎng)、廣電網(wǎng)、有線網(wǎng)等對(duì)采集層所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的傳輸與處理，是整個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)的核心組成部分。采集層所組成的傳輸網(wǎng)絡(luò)只能在特定的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行組網(wǎng)，覆蓋范圍是有限的，在這種情況下數(shù)據(jù)的傳輸?shù)榷荚谟邢薜姆秶鷥?nèi)進(jìn)行，對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的作用并不大。而網(wǎng)絡(luò)層則是實(shí)現(xiàn)將采集層所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行大范圍的傳輸與共享，只有實(shí)現(xiàn)了這種數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸與共享，并且實(shí)現(xiàn)多方的交互，環(huán)境監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)的存在才有意義，才能在環(huán)境監(jiān)測(cè)中發(fā)揮應(yīng)有的作用。從以上表述中可以看到，網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是采集層與網(wǎng)絡(luò)層的接口技術(shù)。

應(yīng)用層主要是完成環(huán)境監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)的各項(xiàng)特定功能，以及為了實(shí)現(xiàn)這些特定功能所要處理的與網(wǎng)絡(luò)層之間的接口、相關(guān)數(shù)據(jù)的處理等。將采集層的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)層傳輸，在應(yīng)用層對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，向環(huán)境監(jiān)測(cè)提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。從以上表述可以看出，應(yīng)用層最主要的技術(shù)包含大批量數(shù)據(jù)的分析處理能力、與網(wǎng)絡(luò)層的無縫接口、對(duì)網(wǎng)絡(luò)層和采集層的協(xié)調(diào)互動(dòng)。

二、環(huán)境監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)存在的問題

目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中已經(jīng)獲得了很大的發(fā)展，但是在使用的過程中還存在著一些問題制約著發(fā)展。

1 安全性

在環(huán)境監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)的各個(gè)層次中，都存在著安全性的問題。首先，數(shù)據(jù)采集層的傳輸網(wǎng)絡(luò)其組網(wǎng)技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單，由于其能源系統(tǒng)的限制，對(duì)于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)加密程度較弱，無法防范數(shù)據(jù)的泄露問題；其次，網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)傳輸，由于使用的是無線、有線、廣電等方式時(shí)行通信，也不可避免地面臨著黑客、病毒以及網(wǎng)絡(luò)自已的缺陷而造成的數(shù)據(jù)泄露的情況；最后，在應(yīng)用層，由于在此層面上要求數(shù)據(jù)的共享，所以數(shù)據(jù)的安全性也在降低。

環(huán)境監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)各個(gè)接口之間在保證互聯(lián)互通的同時(shí)，如何確保整體的安全性，已經(jīng)成為了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要制約因素。

2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

目前物聯(lián)技術(shù)發(fā)展的很快，但是相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的制定卻未能跟上這種發(fā)展的腳步，環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)也面臨著這個(gè)問題。環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)各個(gè)層面、各個(gè)接口之間標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一，已經(jīng)嚴(yán)重制約著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

3 產(chǎn)業(yè)化

我國(guó)的環(huán)境監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)方面的應(yīng)用與其它領(lǐng)域的應(yīng)用相比還很弱小，并沒有形成規(guī)?；漠a(chǎn)業(yè)。造成這種情況的原因是多方面的，首先，物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)涉及到各個(gè)環(huán)節(jié)、不同的廠商，各廠商之間未形成共贏的局面；其次，由于環(huán)境監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈較長(zhǎng)，其成本無法有效地控制；最后，產(chǎn)業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)相對(duì)分散，無法形成一個(gè)統(tǒng)一而有力的服務(wù)提供商。

三、環(huán)境監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)

未來環(huán)境監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)主要有兩個(gè)方面：橫向與縱向。從縱向方面來看，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，可以深入挖掘物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的智能化、自動(dòng)化、信息化技術(shù)；從橫向方面來看，目前物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用還很單一，物聯(lián)網(wǎng)未來可以向土壤監(jiān)測(cè)、大氣監(jiān)測(cè)、電磁監(jiān)測(cè)、海洋監(jiān)測(cè)等方面發(fā)展，以涵蓋更廣闊的范圍。

結(jié)語

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科學(xué)的不斷進(jìn)步，特別是信息技術(shù)與無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都獲得了極大的應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)入環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域是未來發(fā)展的趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1]蒙海濤，張?bào)K，易曉娟，薛嬌嬈.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2013（01）：10-12.

[2]黃宇.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2014（07）：62-63.

[3]齊東泉.淺析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].電腦知識(shí)與技術(shù)：學(xué)術(shù)交流，2013（10）.