摘要：現(xiàn)有的在線環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡雖然已經(jīng)具備物聯(lián)網(wǎng)的一些基本特征，具備一定的環(huán)境響應能力、錯誤檢測和應急響應能力，但智能化水平通常不高，僅依賴于簡單的響應。從某種意義上說，它與多智能體技術相結合，因此環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的利用是不夠的，還需要增加深度和廣度。本文提出了一種將最尖端的技術與物聯(lián)網(wǎng)相結合的設計方法，以監(jiān)控在線環(huán)境，從而改善環(huán)保工作。

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);多智能體;智能網(wǎng)絡;環(huán)境在線監(jiān)控

一、引言

隨著環(huán)境意識工具的不斷發(fā)展，新的信息技術正在融到環(huán)境保護、環(huán)境管理、環(huán)境決策、環(huán)境服務的日常工作中，綜合環(huán)境管理標準變得更加成熟、明智、高效、規(guī)范，有效利用新技術、新方法、新方式，將信息技術與無縫管理相結合，為環(huán)境管理工作注入強勁動力，這是需要認真考慮的問題。物聯(lián)網(wǎng)技術和多智能體技術為構建智能在線環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡提供了有效途徑診斷、在線分析、在線服務、在線指導和在線環(huán)境管理決策，并以此為基礎，作為環(huán)境決策的重要基礎，以智能化的方式進行分析，為各種環(huán)境管控提供服務和有力支持。

二、物聯(lián)網(wǎng)和多智能體

美國Auto-ID實驗室（前身為國際物聯(lián)網(wǎng)電子中心，原名Auto-ID中心，1999年成立于麻省理工學院，2003年更名為Auto Laboratory-ID）提出了物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things.）這一概念，建立在集成對象編碼、RFID技術和互聯(lián)網(wǎng)的基礎上。2005年，國際電聯(lián)發(fā)布了《2005年國際電聯(lián)互聯(lián)網(wǎng)報告：物聯(lián)網(wǎng)》，將兩者內容結合起來，正式推廣了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。互聯(lián)網(wǎng)進行信息交換與通訊，實現(xiàn)智能識別、定位與跟蹤、網(wǎng)絡監(jiān)控與管理。

從物聯(lián)網(wǎng)的定義可以看出，物聯(lián)網(wǎng)其實是基于互聯(lián)網(wǎng)，在媒介中，利用RFID技術檢測群體，并利用傳感器進行檢測，并收集“對象”的狀態(tài)、屬性和行為。該信息使用PML（Body Marking Language，也稱為業(yè)務標記語言）來描述與“對象”相關的信息，并按照商定的協(xié)議連接到Internet，用于智能識別和感知網(wǎng)絡管理。

多代理系統(tǒng)（MAS） 技術是當今 IT 行業(yè)發(fā)展最快的領域之一，它是廣泛的人工智能（DAI）和人工健康科學（AL）發(fā)展的結果。它通過溝通、協(xié)作、協(xié)調、計劃、命令和控制來反映智能團隊的組織結構、功能和行為特征，并為各種應用程序提供一個集成的框架，具有良好的獨立性、分布、人脈、編輯能力、學習能力。

三、環(huán)境在線監(jiān)控智能物聯(lián)網(wǎng)設計

目前，在線網(wǎng)絡監(jiān)測環(huán)境處于污染源在線監(jiān)測的前沿，傳感器、流量計和其他安裝用于檢測某些排放物和使用污染控制的設備。將數(shù)據(jù)接入互聯(lián)網(wǎng)，將已有狀況傳輸至實時監(jiān)測中心，實時進行在線污染監(jiān)測。因此，眾所周知，現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控網(wǎng)絡不僅可以看作是網(wǎng)絡和傳感網(wǎng)的結合，還可以看作是互聯(lián)網(wǎng)的延伸和擴展，其設計體現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)的一些特點。例如，外部設備具有獨特的診斷代碼、數(shù)據(jù)采集工具或在線監(jiān)控、監(jiān)控平臺以及對外交流和通信的信息，監(jiān)控中心依靠信息技術確定污染源。綜合以上分析，在線環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡實際上屬于物聯(lián)網(wǎng)在線監(jiān)測，可以識別特定的目標，并具有一致的合規(guī)性和智能行為。對于環(huán)境信息的利用，在廣度和深度上都沒有得到有效的擴展，無法有效整合物聯(lián)網(wǎng)中的各種資源，無法協(xié)同進行分析處理。環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡與關鍵通信的有效整合沒有及時快速地完成，“云計算”、SOA架構等綜合資源服務無法被完成。因此，有必要高度重視對眾多機構的技術的科學性和實用性指示，并利用巧妙的方法構建自然資源互聯(lián)網(wǎng)或根據(jù)應用程序內相關領域的知識進行相關分析，充分利用智庫信息對相關信息進行在線分析，具有最終的、科學的、現(xiàn)實的意義。

以智庫知識為基礎，打造“智庫”理念，為環(huán)保提供科學和實踐支撐。此外，多智能體技術的科學運用還可以基于每個具有獨立形式和知識的智能體創(chuàng)建智能在線組件，與隱藏的資源、行為和反應或聰明的智能體發(fā)生沖突。它們之間存在的博弈行為創(chuàng)造了一個有效的解決方案。物聯(lián)網(wǎng)可以充分結合智能體技術，創(chuàng)建高效的信息和通信集合網(wǎng)絡，可以創(chuàng)建具有社會和組織結構的智能網(wǎng)絡。在此基礎上，保留了數(shù)據(jù)收集功能、信息檢索功能、智庫等智庫。每個智庫都可以在本地物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡上找到，提供自由組合，創(chuàng)建智能本地控制網(wǎng)絡，并確保智能本地網(wǎng)絡之間的有效通信，構建一個綜合性的互聯(lián)網(wǎng)。

四、物聯(lián)網(wǎng)及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

物聯(lián)網(wǎng)利用RFID技術等信息采集工具，實現(xiàn)對象之間的自動化檢測、智能通信、識別、控制和管理。它由視覺層、網(wǎng)絡層和應用層組成，適用于多個領域。如：物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控、水肥一體化、智能溫室、農(nóng)產(chǎn)品追蹤、產(chǎn)品營銷等。由于傳統(tǒng)的控制和測量方法簡單，消耗的功能和資源廣泛，測量和監(jiān)控的范圍有限，管理中存在許多深思熟慮和不合理的部分，以及一種狀態(tài)藝術環(huán)境。

此外，大多數(shù)控制測量的控制很大程度上是基于模擬信號的，這些信號很容易受到外部干擾和信號失真的影響，大大降低了環(huán)境監(jiān)測的水平。迄今為止，需要使用智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，避免手控監(jiān)控的單一狀態(tài)，結合使用技術和物聯(lián)網(wǎng)對象，使用靈活的實時監(jiān)控和環(huán)境控制。監(jiān)測和控制不同區(qū)域的溫度、濕度、光照等數(shù)據(jù)，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及時改進變化。

五、智能物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)境在線監(jiān)控中的應用

目前，我國互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測和環(huán)保信息化水平非常低，無法成功地與數(shù)據(jù)進行信息交換，從而導致信息資源遭到嚴重破壞。商業(yè)信息的滯后使環(huán)境變得更糟，也使保護環(huán)境更加困難。因此，在環(huán)保方面，應加強對物聯(lián)網(wǎng)技術的重視和應用，在互聯(lián)網(wǎng)上謹慎奠定環(huán)保的重要基礎。

（一）環(huán)境在線監(jiān)控網(wǎng)絡系統(tǒng)的構建

隨著科學技術的飛速發(fā)展，我國已經(jīng)建立了在線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。首先，系統(tǒng)通過在污染監(jiān)測源前安裝和設計傳感器設備，創(chuàng)建并獲取廢物分析表，同時實時監(jiān)測具體情況。二是系統(tǒng)支持連接在線數(shù)據(jù)采集機，將監(jiān)控中心檢測到的某些優(yōu)先污染物作為數(shù)據(jù)進行傳輸，實現(xiàn)在線污染的實時監(jiān)測?；诖耍娝苤?，現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)不僅僅是將感知網(wǎng)絡連接到互聯(lián)網(wǎng)的設備，更是互聯(lián)網(wǎng)的延續(xù)。然而，該系統(tǒng)也有其相關的弊端。在線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)僅指標準的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)，只能跟蹤簡單的目標，對環(huán)境破壞引起的其他行為反應無所作為。目前，環(huán)境在線網(wǎng)絡系統(tǒng)無法保證各種資源的有效整合和系統(tǒng)處理。還處于符號推理和規(guī)則領域，無法及時快速地使用“云計算”，無法對自然未來的發(fā)展做出決策。

（二）形成智能體環(huán)境在線監(jiān)控網(wǎng)絡

物聯(lián)網(wǎng)與智能體技術的充分結合，可以打造一個最新、組織和社區(qū)的智能網(wǎng)絡，為在線環(huán)境監(jiān)測提供最重要的基礎。一方面，可以打造一個合適的“智囊團”，涉及環(huán)境保護，為大自然的工作提供科學準確的指導。另一方面，科學運用智能物聯(lián)網(wǎng)技術在線監(jiān)測環(huán)境，可以打造適合網(wǎng)絡的智能網(wǎng)絡，有效規(guī)避隱患。此外，為了監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，有許多機構可以協(xié)作進行科學分析和處理相關數(shù)據(jù)。各機構充分協(xié)作，自由組合形成本地網(wǎng)絡，可以有效跟蹤一定的環(huán)境發(fā)展和污染治理狀況，使物聯(lián)網(wǎng)的核心價值得到充分體現(xiàn)。

（三）系統(tǒng)需求分析

物聯(lián)網(wǎng)內的智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)應監(jiān)測大氣中的溫濕度、光照、風速、大氣壓和二氧化碳，收集和控制實際地面環(huán)境中的濕度數(shù)據(jù)、水溫和水位、時間，創(chuàng)造智能環(huán)境。綜合監(jiān)控管理平臺檢測集中監(jiān)控管理環(huán)境，構建查詢、分析、統(tǒng)計的圖形用戶界面，方便用戶登錄查詢系統(tǒng)。

（四）系統(tǒng)功能架構分析

物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能環(huán)境監(jiān)控包括：感知層，使用 Zigbee 傳感器模塊和模塊來收集和分析數(shù)據(jù);應用層，使用適當?shù)墓ぞ邔Νh(huán)境監(jiān)測信息進行智能分析和應用。

（五）系統(tǒng)模塊設計與應用

1.智能公共環(huán)境監(jiān)測模塊。開啟傳感器模塊后，如溫濕度、光照、風速、大氣壓、二氧化碳等，注意網(wǎng)絡連通性并用 Zigbee 中繼模塊監(jiān)控，并使用每個傳感器模塊采集數(shù)據(jù)，如大氣壓、溫濕度、光照、風速等。它通過 Zigbee 網(wǎng)絡發(fā)送到網(wǎng)關并重定向到服務器和網(wǎng)站以存儲、比較和分析數(shù)據(jù)。

2.智能農(nóng)業(yè)監(jiān)控區(qū)域模塊。打開并啟動每個傳感器模塊，連接到 Zigbee 網(wǎng)絡，實時采集溫度、濕度、光照、土壤、大氣等環(huán)境數(shù)據(jù)，保存到 SharedPreferences 并與系統(tǒng)設置的值進行比較。在超過 SharedPreferences 限制的情況下，自動啟用風扇和霧化器等設備。

（六）系統(tǒng)設備連接與調試

1.連接兼容的數(shù)字采集機。每個傳感器節(jié)點的自然數(shù)據(jù)由數(shù)字采集器采集，ADAM4000系列模塊可用于連接數(shù)字采集器，如：煙霧傳感器、火災傳感器、人體紅外傳感器等，遠距離、高級檢測. -speed 速度傳輸和環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)控。以繼電器為例，該裝置用于自動控制循環(huán)，與系統(tǒng)中的熱棒、霧化器、風扇等設備相連，可自動控制轉動，測試和比較采集的數(shù)據(jù)量，進一步調節(jié)、修改、處理和保護。

2.連接模擬收號器的相應資產(chǎn)。ADAM-4017+模塊可用于連接溫濕度、二氧化碳、風速、光傳感器和氣壓等相關信息。

3. Zigbee 模塊相關的連接工具。Zigbee 連接器通過串口連接到平板電腦，Zigbee 傳輸模塊連接到風扇。

六、具體的環(huán)境監(jiān)測對象

構建智能物聯(lián)網(wǎng)在線監(jiān)測系統(tǒng)對保護環(huán)境具有重要作用，是互聯(lián)網(wǎng)技術持續(xù)發(fā)展的具體體現(xiàn)，如今物聯(lián)網(wǎng)廣泛用于環(huán)境監(jiān)測，尤其是包括監(jiān)測空氣和水質。

（一） 大氣監(jiān)測

大氣監(jiān)測通常分為兩類：流動監(jiān)測和固定監(jiān)測。專家可以在污染源安裝固定監(jiān)測裝置，可以安裝網(wǎng)格形式的有毒有害氣體傳感器。因此，一旦發(fā)生有毒、泄漏氣體泄漏或發(fā)生化學變化時，可以通過傳感器將數(shù)據(jù)及時傳輸?shù)絺鞲芯W(wǎng)絡，有效控制氣體的持續(xù)循環(huán)。此外，在一些污染排放量大的單位，物聯(lián)網(wǎng)可以直接向環(huán)保部門報告，并存儲自己的數(shù)據(jù)資源，以防止其他單位鉆先污染后處理的空子。

（二）對水質的監(jiān)控

水質監(jiān)測分為飲用水監(jiān)測和水污染監(jiān)測。飲用水監(jiān)測是指在飲用水源中安裝傳感器和各種視頻監(jiān)控設備，并將水源的污染、pH值等數(shù)據(jù)及時傳輸至物聯(lián)網(wǎng)，有效保護環(huán)境。監(jiān)測水污染特別是在污水處理廠安裝水質監(jiān)測儀和視頻監(jiān)測儀，在線監(jiān)測水位的氮含量、重金屬和各種有毒化學物質。此外，監(jiān)測數(shù)據(jù)與垃圾處理單位的同步，導致其他部門超標會受到處罰，以避免出現(xiàn)新的環(huán)境危害。

七、環(huán)境在線監(jiān)控實例分析

目前的環(huán)境監(jiān)測功能根據(jù)監(jiān)測材料可分為人工監(jiān)測方式和在線監(jiān)測方式;監(jiān)控管理可分為最終氣體排放的標準監(jiān)控和廢棄物資源提取全過程的戰(zhàn)略監(jiān)控，監(jiān)視信息的傳遞。以上分為分步法和多點轉移法;使用數(shù)據(jù)采集傳輸工具和工控機設備采集監(jiān)控數(shù)據(jù);如何通過電纜、無線、微波等方式傳輸網(wǎng)絡;通過環(huán)境信息發(fā)布、環(huán)境數(shù)據(jù)登記、環(huán)境數(shù)據(jù)中心等領域發(fā)布在線環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，環(huán)境信息與環(huán)境網(wǎng)站共享。在線環(huán)境監(jiān)測為企業(yè)接收商業(yè)和污水處理廠的性能數(shù)據(jù)，并從非常不同的業(yè)務系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)，包括 SCADA、DCS、FGD、CEMS、污染物、流量計等系統(tǒng)或設備?？蓮母鞣N主動環(huán)境監(jiān)測站獲得質量數(shù)據(jù);監(jiān)控數(shù)據(jù)存儲在集成設備、各級監(jiān)控中心甚至數(shù)據(jù)中心的業(yè)務計劃中;監(jiān)測數(shù)據(jù)類型包括結構化數(shù)據(jù)（排污監(jiān)測數(shù)據(jù)、污水處理中心數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)等）、隨機數(shù)據(jù)、媒體數(shù)據(jù)分布（視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)）等。

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術物聯(lián)網(wǎng)對環(huán)境的監(jiān)視，擴展了傳統(tǒng)的觀察時間和空間的方法，可以說是在監(jiān)控的基礎上，增加了人類的“感官”，這讓環(huán)保監(jiān)控足不出戶就能獲得最新的環(huán)境管理信息。這適用于效率、準確性、數(shù)據(jù)收集、情況實時監(jiān)測和應急響應的標準監(jiān)測方法，無疑是質量上的飛躍，而“感官”越敏感，面臨的問題就越大。

面對龐大、多樣的在線監(jiān)控環(huán)境，目前的情況是存在許多信息孤島。如何在這個多樣化的領域中看到不同分布式應用程序的集成和交互是一個重大挑戰(zhàn)。 MAS 可以輕松解決分布式問題，具有高度可擴展性，并提供資產(chǎn)應用程序之間的連接和交互。從軟件開發(fā)的角度來看，MAS 已被證明是開發(fā)大型分布式系統(tǒng)和集成信息的有效方法。

此外，目前的網(wǎng)絡環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)仍然是一個獨立的、多樣化的互聯(lián)網(wǎng)對象系統(tǒng)。每個 Savant on IoT 無法鏈接或處理對話，各種監(jiān)控方式尚未實現(xiàn)真正的智能通信、協(xié)同分析，業(yè)務與應用沒有真正融合，關鍵的環(huán)境管理數(shù)據(jù)和環(huán)境信息源根本沒有覆蓋。為了解決數(shù)據(jù)使用不足的問題，分析在線環(huán)境監(jiān)測功能中完整決策的不兼容和管理不善，需要構建一個全新的集成MAS技術。

智能物聯(lián)網(wǎng)（Intelligent Internet of Things），即物聯(lián)網(wǎng)智能，是基于高速綜合雙向通信網(wǎng)絡，采用先進的測量技術、RFID技術、先進的管理方法、先進的決策系統(tǒng)。其主要特征包括獨立性、適應性、自我效能、社會凝聚力、團隊智能、抗攻擊性、用戶獎勵等，并提供滿足用戶需求的服務化服務。物聯(lián)網(wǎng)允許不同類型的接入，智能物聯(lián)網(wǎng)將成為在線環(huán)境監(jiān)測的“中樞神經(jīng)系統(tǒng)”。我國從“八五”時期就開始了多主體理論和研究，積累了成熟的技術和知識。物聯(lián)網(wǎng)正在發(fā)展，并嵌入生活的方方面面。這兩種技術的結合用于在線監(jiān)控創(chuàng)建智能電網(wǎng)、智能網(wǎng)絡關閉、虛擬化、應用程序劃分以及資源的大分配和利用。

八、結束語

在線環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡創(chuàng)造了物聯(lián)網(wǎng)。雖然在架構上具有良好的架構基礎，但整個監(jiān)控網(wǎng)絡的智能化水平較低，協(xié)同分析、共享管理、支持共享決策。生產(chǎn)力低下，大量的監(jiān)測資料、控制資料、信息資源、環(huán)境數(shù)據(jù)和環(huán)保信息沒有從字面意義上整合，資源分散獨立，資源管理系統(tǒng)獨立，環(huán)境情報信息代理。如果能夠提高物聯(lián)網(wǎng)在線環(huán)境監(jiān)測的獨創(chuàng)性，整合不同的環(huán)境信息資源，進行綜合管理分析，那么物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)境在線監(jiān)測中的重要性就一定會體現(xiàn)出來。

作者單位：韓洋? ? 邢臺市生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心

參? 考? 文? 獻

[1]萬金穎.智能物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)境在線監(jiān)控中的應用分析[J].環(huán)境與發(fā)展，2020，32（05）：244-245.

[2]宗慧娟.智能物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)境在線監(jiān)控中的應用研究[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2015（02）：130.

[3]趙春勝，陳俊杰.智能物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)境在線監(jiān)控中的應用研究[J].北方環(huán)境，2011，23（03）：114-116.

[4]熊春花，云亮.基于3G和物聯(lián)網(wǎng)的智能環(huán)境監(jiān)控應用研究[J].電信技術，2011（05）：63-65.