基于物联网的远程环境监测技术探究

基于物联网的远程环境监测技术探究

发表时间：2019-04-04T15:06:21.573Z 来源：《中国西部科技》2019年第3期作者：王斌[导读] 物联网技术可以说是顺应时代发展潮流的一种产物，在各个领域中，物联网技术的应用范围不断拓宽，环境监测工作也已经逐步实现与物联网技术的充分融合。在构建环境监测系统时，利用物联网技术可满足方位全面、层次多元这一需求，利用相应的技术科学检测各项环境参数。改善环境污染检测随机性较强的问题，这不仅可实现对环境监测难度的有效降低，同时也可提升监测质量，将更为全面的技

术提供给环境监测工作。

大庆市环境监测中心站

在经济快速发展的背景之下，生态环境问题日益激烈，已经影响到人们的日常生产生活。例如水系污染、饮水安全以及土壤污染严重等问题，都对后续可持续发展目标的实现造成诸多阻碍。因此，针对基于物联网的远程环境监测系统进行构件是社会发展客观要求，是进一步推动环境监测现代化水平的重要前提。也可改善我国环境监测信息化建设不足的问题，逐步实现生态文明建设的目标。改善人们现有生活环境与生活质量。

一、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,以前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。物联网，顾名思义就是物物相连。

二、环境监测中物联网的作用

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，从数据入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作用十分重大。

2.物联网技术在水污染监测中的应用

在环境监测中，水污染监测占据重要位置，是其不可缺少的一部分内容。水质监测概念设计到相当大的范围。水温、溶解氧以及电导率等是传统水质自动监测站在开展工作时间测的主要对象，同时不能忽略浊度以及氧化还原电位等指标的重要性。生活水以及水污染是我国开展水质监测与检测工作的两个重要内容。在检测过程中，传统的检测方式需要在每段时间内通过反复取水的方式了解水质，这种方法存在一定的弊端。为在真正意义上实现对上述现象的改善。利用物联网技术构建科学的水质自动监测系统，是满足实时、连续、准确监测水域的重要前提，也可以有效掌握水域的变化状况。检测所得的数据会直接与调度中心来回传输，通过自动储存与取出的方式判断目标水域。如果有问题出现，系统会第一时间报警，在便捷性方面占据绝对优势。

三、基于物联网的远程环境监测技术的系统设计

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。其自下而上可以分为以下几个层次：（1）感知层目的是全面感知

利用传感器技术等感知、捕获采集物体的各种信息；

（2）网络层就是传输数据

通过各种互联网将得到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。

2.具体系统组成设计

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政策。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。

（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）网络层

这部分是将上一步的数据等打包再传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。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）应用层

对于该系统的应用层方面主要的目的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平台来确保改远程环境监测功能的良好实现。

结语：在环境监测工作当中，科学应用物联网相关技术可以说是一个很好的创新。需要监测的环境进行远程监测，是实现物联网技术智能化感知以及智能化处理的重要前提。在此背景下，环境监测工作的准确性以及时效性都得到较大幅度的提升，这也是有效减少工作人员繁重工作任务的有效途径。相关部门以及工作人员必须提高对物联网的重视程度，利用基于物联网的远程环境监测技术开展各项环境检测工作。

参考文献：

[1]任晓.基于物联网技术的无线远程环境监测系统[D].聊城大学.

[2]张律.基于物联网及GPRS技术的远程环境监测系统[J].山东工业技术,2014(20):135.

[3]邹存芝,白娜.基于物联网的农业环境远程监测系统研究[J].电子测试,2017(9).