[摘 要]物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為繼計算機技術(shù)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用之后的第三次信息產(chǎn)業(yè)浪潮，已經(jīng)應(yīng)用到眾多領(lǐng)域之中，同時，伴隨著工業(yè)化進程的加快，帶來了環(huán)境污染等制約經(jīng)濟發(fā)展的問題，已經(jīng)備受人們的關(guān)注與重視，對環(huán)境進行監(jiān)測與保護已刻不容緩，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到環(huán)境監(jiān)測之中，既可以有效地對環(huán)境提供實時性的監(jiān)測，又可以通過信息共享與輔助決策，來為環(huán)境監(jiān)督與管理提供重要的數(shù)據(jù)依據(jù)。因此，本文首先對環(huán)境監(jiān)測以及物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)內(nèi)容進行概述，分析當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用現(xiàn)狀，再對基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)進行架構(gòu)，剖析其存在的問題，進而加以總結(jié)。

[關(guān)鍵詞]物聯(lián)網(wǎng)；環(huán)境監(jiān)測；系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.24.090

[中圖分類號]TP391.44 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2016）24-0-02

1 環(huán)境監(jiān)測和物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)內(nèi)容概述

1.1 環(huán)境監(jiān)測的內(nèi)涵

環(huán)境監(jiān)測自20世紀70年代開始進行，目前是對于當(dāng)前環(huán)境的評價質(zhì)量趨勢的一種重要手段，對于環(huán)境監(jiān)測概念沒有統(tǒng)一的定義，伴隨著工業(yè)的發(fā)展變化，研究涵蓋了從環(huán)境污染到環(huán)境質(zhì)量等各個方面的監(jiān)控，對于環(huán)境監(jiān)測的過程一般來說，分為三個步驟，首先是要進行有目的的樣地調(diào)查，對于樣品進行收集與處理，并且要遵循污染源的排放規(guī)律；其次，要確保樣品的真實性，收集到的樣品要進行測試分析，將取得到的結(jié)果進行分析與處理；最后，將得到的數(shù)據(jù)進行整理，根據(jù)相關(guān)的標準進行評估，最終確定其綜合指標。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)的概述

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)出現(xiàn)與20世紀90年代，最初由美國麻省理工學(xué)院提出，主要是指所有物品通過傳感器與網(wǎng)絡(luò)進行連接，進而實現(xiàn)對物品智能化識別的一種技術(shù)。時代在變化，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用也在逐步擴大，因此定義也越來越廣闊，一版來說，物聯(lián)網(wǎng)就可以理解為一種通過網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，感知裝置進行信息的處理，數(shù)據(jù)的計算，并且挖掘出相關(guān)的信息，最終，使物與物或人與物之間進行連接，是一種通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的延伸。

1.3 物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且形式多樣，對物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)主要包含三個層面，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。

感知層作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心層，主要是將物理世界與信息世界通過一些硬件設(shè)備進行連接，比如射頻標簽的讀寫器、二維碼的識別讀取器、攝像頭等設(shè)備，作為物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，主要是負責(zé)對環(huán)境或是物質(zhì)的屬性等進行感知的。網(wǎng)絡(luò)層主要是負責(zé)把感知層所收集到的信息進行傳遞，最終輸出到應(yīng)用層，也可以說是物聯(lián)網(wǎng)的大腦，應(yīng)用層的主要的功能是進行數(shù)據(jù)的匯總與轉(zhuǎn)換，通過支撐平臺的子層來進行數(shù)據(jù)的處理，在應(yīng)用服務(wù)的子層進行相關(guān)行業(yè)的應(yīng)用。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展已經(jīng)應(yīng)用到各行各業(yè)之中，比如電子商務(wù)的智能物流、家庭可使用的智能家居、醫(yī)療部門所使用的醫(yī)療檢測等，但環(huán)境監(jiān)測則是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)最早所涉及的領(lǐng)域。

2.1 大氣監(jiān)測

目前人們越來越重視空氣的質(zhì)量，因為它直接影響著人類的健康，對于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在大氣監(jiān)測中的應(yīng)用，主要是可以通過互聯(lián)網(wǎng)來監(jiān)測某一點位大氣所發(fā)生的變化，傳感器可以通過節(jié)點將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進行上傳到感知層，感知層則傳遞到應(yīng)用層，最終對程序進行處理，當(dāng)一些有毒有害氣體或是單位超標的排放，都被監(jiān)測到，及時通知環(huán)保相關(guān)執(zhí)法機構(gòu)，對其進行處理和整治，來確保大氣質(zhì)量。

2.2 水質(zhì)監(jiān)測

水是萬物之源，水的質(zhì)量更是受到老百姓的關(guān)注，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對水質(zhì)進行監(jiān)測主要包括對飲用水的監(jiān)測和水污染的監(jiān)測。飲用水是人們的生活保障，主要是通過在水源進行傳感器和攝像頭等設(shè)備的安裝進行監(jiān)測，將水質(zhì)中的各項指標的數(shù)據(jù)進行上報，包括水質(zhì)的酸堿度、二氧化硫以及、鐵等各種元素的監(jiān)測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)飲用水受到污染時，則發(fā)生報警，這樣就將污染的信息反饋到相關(guān)的排污單位和監(jiān)測中心，及時地對污染事故進行處理，避免出現(xiàn)重大范圍的污染事件。

除此之外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用還包括土壤的監(jiān)測、電磁輻射的監(jiān)測、森林植被的防護等方面，對環(huán)境治理等都提供了可靠的信息支持和智能化的安全保障。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的架構(gòu)

根據(jù)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的特性，進行系統(tǒng)的架構(gòu)，系統(tǒng)主要包含兩個子系統(tǒng)，即現(xiàn)場機系統(tǒng)和監(jiān)測平臺。

現(xiàn)場機系統(tǒng)主要是在現(xiàn)場機上進行運行，負責(zé)現(xiàn)場儀器的數(shù)據(jù)采集，對數(shù)據(jù)進行處理與打包的操作，在將這些數(shù)據(jù)進行發(fā)送，最終發(fā)送到監(jiān)測平臺之上。主要包含數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、參數(shù)設(shè)置以及控制這四個模塊。

監(jiān)測平臺則運行在監(jiān)測服務(wù)器之上，主要負責(zé)對現(xiàn)場機上采集到的數(shù)據(jù)進行接收，然后進行處理的操作，將處理之后的結(jié)果給監(jiān)測人員進行展示，主要包括為數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)管理、綜合查詢、基本信息管理、地理信息系統(tǒng)、控制、環(huán)境預(yù)報警、視頻監(jiān)控和SMS短信九個功能模塊。以下主要介紹環(huán)境視頻監(jiān)控、地理信息系統(tǒng)、SMS短信3個功能模塊。

3.1 環(huán)境視頻監(jiān)控

環(huán)境視頻監(jiān)控這一模塊主要是對現(xiàn)場的監(jiān)測進行可視化的效果，首先可進行視頻的瀏覽，這是最基本的功能，在線就可以觀察現(xiàn)場的情景，并且可以根據(jù)不同的攝像頭位置進行切換監(jiān)測，在監(jiān)測的過程中，可以根據(jù)相應(yīng)的時間進行視頻的搜索，也可以將這些視頻進行保存到相應(yīng)的路徑之下，以便再次查看。當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)當(dāng)中要尋找某些污染源等的設(shè)備名稱的時候，就可以通過檢索實現(xiàn)查找，對這些視頻文件再次進行播放，來對所需要的畫面進行抓屏的操作，這就是環(huán)境監(jiān)測視頻的回放與圖像的抓拍，另外還有云鏡的控制，也就是通過向攝像頭來進行指令的發(fā)送，來對攝像頭的移動速度和云鏡的移動等進行載入與保存的操作。

3.2 地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)GIS，這是一種對空間數(shù)據(jù)進行管理研究的技術(shù)，主要是按照地理坐標的不同或空間位置的不同，來選擇有效的數(shù)據(jù)進行管理，對于環(huán)境監(jiān)測肯定是需要多個點位的操作，通過對地理信息系統(tǒng)的研究，可以直觀地觀察資源和信息的現(xiàn)狀，可以對環(huán)境進行有效地監(jiān)測，更加直觀的手段和方式，能夠更加真實、有效、準確地反應(yīng)相關(guān)的信息。

3.3 SMS短信功能

利用SMS的短信功能可以實現(xiàn)將污染的超標監(jiān)測點的信息或者是超標的物質(zhì)等污染源的信息進行發(fā)送，發(fā)送到監(jiān)測人員的手中，由于監(jiān)測人員有時候并未在監(jiān)視儀器設(shè)備之前，但是通過短息功能也可以隨時隨地地接收到相關(guān)的環(huán)境污染的信息，及時地掌握，這樣當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)事情的時候，可以及時地處理，提高了處理時間的能力與效率。

4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中存在的問題

盡管物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中為環(huán)境的保護等帶來眾多的便利，但同時將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到環(huán)境監(jiān)測之中仍然存在許多問題亟待解決。

4.1 環(huán)境傳感器功能單一

環(huán)境監(jiān)測的感知層目前來說存在的最大問題就是傳感器的功能較為單一，正是由于他的單一性，所以對監(jiān)測的污染物的種類也受到一定的局限性，可靠性也大大降低，而可以監(jiān)測到全面一些的化學(xué)分析類為主的監(jiān)測儀器，通常都是靠國外生產(chǎn)進口的，這樣極大地增加成本以及維護的價格也較高。再加上環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)層則主要是依靠于現(xiàn)有的通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，因而對于較為先進成熟的技術(shù)則很難兼容與對接，最終使大量的信息資源整合起來難度加大，也無法進行綜合應(yīng)用。

4.2 缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標準

就目前來看物聯(lián)網(wǎng)的體系會涉及許多的標準，而且相對較為復(fù)雜，如射頻技術(shù)的標準，云計算的標準，信息安全的標準等等，標準化則是最為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)首先要解決的問題之一，對于大規(guī)模部署的重要技術(shù)之一，不具有大規(guī)模部署的技術(shù)就不能稱之為物聯(lián)網(wǎng)，因而，要想將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究更加的標準化，就必須要制定相應(yīng)的標準且進行研究。

4.3 技術(shù)人員結(jié)構(gòu)不合理

目前來說，在我國進行環(huán)境監(jiān)測從業(yè)人員是良莠不齊的，有的是大學(xué)教師，有的是技術(shù)人員，有的是專門的科研人員，有的則是普通工人，這樣就出現(xiàn)了技術(shù)人員的結(jié)構(gòu)是不合理的，要進行相應(yīng)的重組與優(yōu)化，要根據(jù)環(huán)境監(jiān)測的實際需要為出發(fā)點，面對不同的工作性質(zhì)要設(shè)置不同的人員，要從人員的機構(gòu)進行分析，對不同的學(xué)歷、不同的技術(shù)、不同的操作能力等各個方面進行考量，設(shè)置到不同的崗位之上，使人員的結(jié)構(gòu)配置更加的合理化。

4.4 環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的整體管理水平有待提高

我國的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)目前來說尚不完善，盡管受到極大地重視，但是整體的管理水平卻不高，受到諸多因素的束縛，比如體制方面等，整體的管理水平低下，同時，又面臨著安全問題，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行環(huán)境監(jiān)測的系統(tǒng)是特別需要對物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全等體系結(jié)構(gòu)進行研究，必須要對制度進行管理完善，使環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的整體管理水平更加地適應(yīng)實際工作的需要。