基于物联网的远程环境监测技术的分析

基于物联网的远程环境监测技术的分析

王磊

(山西省忻州市环境监测站山西忻州034000)

摘要：顺应信息化时代物联网技术发展I 的浪潮，物联网技术在各大领域的应用越来越 广范，环境监测中应用物联网技术已经屡见不 鲜。我国已经进入了经济发展的快车道，积累的 环境问题也日益显现。本文主要介绍了物联网 技术并且基于物联网的技术架构构建一个方位 全面，层次多元，覆盖广泛的远程环境监测系 统。利用物联网技术中的传感器和无线传输技 术对相应的环境参数进行检测，针对环境污染 检测的随机性，增加远程环境监测的科学性和 准确性，从而能降低环境监测的难度并且精简 了人力投入，最重要的是可以有效提升远程环 境监测的质量，为深入的改善环境污染的现状 提供技术方面的支持。

关键词：物联网；环境监测；应用分析

广调查、样品收集与处理、样品保存、数据处理与综合评 价。数据分析后必须以报告的形式进行数据的综合评 价，这样的形式也为今后的环境监测工作提供必要的 依据。物联网简单来说就是通过先进技术将待识别物 体与互联网技术相融合，可以做到对这些事物的识别、 定位、追踪、监控和管理。[2]物联网，顾名思义就是物物 相连。

2环境监测中物联网的作用2.1物联网技术与空气质量监测

近年来人们越来越关系空气质量，“灰霾天气” 中PM2.5、有害气体含量等成了大众所关心的话 题。传统的监测是监测人员直接观察并记录，从数 据人手分析各污染物的含量是否满足国家标准。这 种方式往往耗费许多的人力和物力资源，缺乏动态 性。由此本文提出基于物联网的空气远程式的监测 系统，系统原理是利用物联网的相关技术实现对空 气情况实现实时监测、传输和处理等。物联网技术 对空气的质量有一个实时全面的监测，根据反馈回 来的数据对空气污染成分分析及对污染来源进行 追溯，确保预防工作和消除污染措施的落实，因此 物联网技术在空气质量的监测和溯源应用中的的 作用十分重大。

2.2物联网技术与水污染监测

水污染监测亦是环境监测重要部分，水质的监测 概念很大涉及也较广。传统的水质自动监测站，主要 对水温、pH值、溶解氧、电导率、浊度和氧化还原电位 等指标实施监测并提供水质自动检测报告。[3]我国水 质监测与检测主要是检测生活饮用水和水污染两方 面，但传统的检测方式在检测中要每段时间反复得取 水，显然这种方法并不能实时得了解水质。而基于物 联网技术的水质自动监测系统，能实时、连续、准确地 监测目标水域的水质和它的变化状况，检测得到的数 据会自动传输到调度中心并且自动存储方便随时取 出分析，并且如果发现水质问题会自动报警，十分的 便捷。

引言

我国的生态环境问题随着30多年来的经济快速 发展日益显现，进人频发阶段。例如，全国部分水系污 染及饮用水安全问题，有的区域土壤污染比较严重，经 常出现范围大、时间长的灰霾天气等。于 2015年8月12日当天印发《生态环境监测网络建设方 案》，该方案提出现阶段至2020年，初步地建成陆海统 筹、天地一体、上下协同、信息共享的关于生态环境的 监测网络。为此构建一个基于物联网的远程环境监测 系统是势在必行的，实现环境监测的现代化水平，推动 环境监测信息化建设是我国现阶段生态文明建设的主 要任务之一。

1环境监测与物联网的相关概念

环境监测的概念是贯穿在环境质量整个监测的过 程中的[1]，以前的的环境检测对象都是相对单一的，但 是随着环境问题的严重化趋势越来越明显，环境监测 的范围必须要扩大发展方向，要加上对于环境质量与 环境污染的监测。其中环境监测的主要流程包括现场

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《资源节约与环保》2017年第12期

3基于物联网的远程环境监测技术的系统设计 3.1架构设计

物联网的基本特征可概括为全面感知、可靠传送 和智能处理。[4]其自下而上可以分为三个层次：

(1) (2)

感知层目的是全面感知:利用传感器技术等感 网络层就是传输数据:通过各种互联网将得到

知、捕获采集物体的各种信息；

的数据信息进行远距离的传输;应用层即智能处理:利 用各式各样的智能数据处理技术，对下两层采集、传输 上来的数据和信息进行分析及处理，使用具体的作业场 景来实现信息的存储、数据的挖掘、应用的决策等。3.2具体系统组成设计

(1)

感知层主要目的就是收集相关数据，根据具体

的环境监测的对象我们应该先确定需要采集的信息， 例如对大气空气质量的监测我们就需要监测各种气体 的浓度和温度等参数。为了采集这些信息布置相应的 传感器，传感器组成的网络应确保对监测区域有一个 很好的覆盖。这些个传感器节点构成无线传感器网络 再通过ZigBee技术等近距离无线传输技术来确保采集 到的数据可以向上层传送。

(2)

送到环境检测中心等终端，也就是说网络层是联通感知 及应用层的一座必不可少的桥梁。网络层的工作方式 为:先存储于现场数据库之中、再上传至位于公网云计 算网络中的中间件服务器。中间件服务器接收现场服务 器根节点上传的数据集，并存储于数据中心数据库，实现 现场实测数据向公网中数据中心数据库的传输和迁移。[5] 在网络传输方面涉及到一系列的远距离网络技术譬如

GPRS、3G、4G等，综合各方面的优势，通过对比选择一

平台来确保改远程环境监测功能的良好实现。

系统框架如图1:

图1

结语

在信息化时代将物联网相关技术应用到环境监测 方面是一个很好的创新举措，利用物联网的技术优势 对需要监测的环境进行远程监测，实现了智能化的感 境监测的准确性和实时性并且确保了环境监测工作的 全面性，另外一个方面这个系统也很大程度的精简了 工作的人员数量，积极响应国家的创新。基于物联 网的环境远程监测系统可以更好的更加全面的对相关 环境进行监测，并且与专业人员的合理配合可以更加 透彻的了解相应的环境状况对于环境治理工作的开展 有很大的积极作用。参考文献

[1] 石晶晶.环境监测技术的应用现状及发展趋势研究 [J].建材与装饰，2017，(19):1-155.

[2] 包顺华，李世成.物联网技术应用及发展研究[J].中

知、智能化的处理和智能化管理。一方面大大提高了环 网络层，这部分是将上一步的数据等打包再传

种适合系统且经济实惠的远距离网络传输技术来对下 层采集到的数据进行有效并且安全的传送，数据全面、 不重不漏的传送是一个需要解决的问题。

(3)

国新通信，2017,19(15):87.应用层对于该系统的应用层方面主要的目的

[3] 张珏.基于无线传感器网络的水质在线监测系统研 就是利用远程监测平台完对环境监测的各种信息数据 的接收、处理和显示等，这一部分是对下面两层的工作 情况进行一个全面立体的展示，通过各种数据库以及 组态软件对采集到的数据进行分析，然后有一个动态 的曲线、趋势之类的展示，目的就是让环境监测的相关 工作人员能够一目了然的看懂所监测的环境的具体信 息，好做出一些相关的结论和分析。

以上框架设计好之后就着手搭建相应的软硬件的

究[D].重庆大学，2010.

[4] 孙其博，刘杰，黎羴，范春晓，孙娟娟.物联网:概念、架 构与关键技术研究综述[J].北京邮电大学学报，2010,33(03)：1-9.

[5] 张文军，王建平，范世平，杨春满，李丽莉.深井冻结施 工远程监测与故障诊断物联网的设计J].煤炭科学技术， 2015,04：82-87.

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