物联网的远程环境监测技术初探

鞍山市信息工程学校 聂玉成

引言：随着环境污染日益严重，环境问题已经成为了全球性问题，我国的环境问题尤为突出。这就需要对环境监测工作加以重视，环境监测是环境治理的基础，是及时发现环境问题的必要手段。传统的环境监测只能对定点的监测对象进行检测，得到的结果缺少时效性。而基于物联网技术的远程环境监测技术就能够让这一问题得到有效解决，实现环境因素的实时、动态监测，保证监测工作的准确性。本文针对物联网的远程环境监测技术进行研究。

1 物联网与环境监测相关概念

在对环境质量进行监测时需要应用到环境监测到概念，在传统的环境监测工作中，所针对的都是单一对象。如今环境问题不断加剧，对我们的生活产生了严重影响，这就需要对环境监测的范围进行拓展，将环境质量、环境污染融入其中。环境监测工作需要按照一定流程展开，从现场调查开始，选择样品进行收集并加以处理，将样品储存于固定位置，对得到的数据进行处理并评价环境情况。在完成数据分析之后需要出具报告，综合评价检测数据，这种工作形式能够为接下来的环境监测工作带来更大便捷。

物联网就是将物体与互联网技术相结合，媒介就是先进的科学技术，这就能够实现对事物的识别、定位，同时还能够追踪事物并对其进行监控管理。物联网简言之就是将物与物进行关联。物联网与环境监测工作的融合，为我国环境保护事业做出了重要贡献，对污染源的追踪、防治有积极作用。

2 环境监测中物联网的作用

2.1 应用于空气质量监测

空气质量是当前人们非常关注的问题，雾霾天气中含有大量有害物质，会对人体健康产生影响，因此受到人们的广泛关注。传统模式的空气质量监测是由工作人员进行观测并加以记录，以数据为基础对污染物质含量进行分析，判断其是否满足国家相关标准。这种监测方式会对人力与物力造成浪费，没有动态监测情况。因此，将物联网技术应用在空气质量监测中就能够对其进行远程监控。在物联网技术的支持下，空气情况的实时监测成为现实，同时还能够实时传输与处理数据。物联网技术的应用让空气质量监测更加准确，能够根据实时情况分析空气的污染物质，追溯污染源，让污染问题得到有效控制。通过物联网监测促进空气污染防治工作的开展，所以，在空气质量监测中应用物联网技术能够让监测工作质量得到显著提升。

2.2 应用于水污染监测

在环境监测工作中水污染监测具有重要意义，水质监测涉及到的范围非常广。传统模式下的水质监测内容较为单一，主要是对水的温度、酸碱度、电导率等进行检测，并出具对水源检测结果的相关报告。我国需要进行水质监测的水样主要包括饮用水以及污水两个部分，利用传统检测方式进行监测，需要在一段时间内进行多次取样，这就使得测得的水质只是定点水质，无法得到实时水质指标。借助物联网技术进行水质监测就能够实现对水质的自动监测，对目标水域的水质进行连续化的准确监测，掌握水质的变化情况，监测系统还能将得到的数据上传到控制中心，实现数据的存储，便于数据的读取与使用。

此外，如果监测水域水质出现问题，系统会进行自动报警，监测工作变得更加简便。

3 基于物联网技术的远程环境监测技术系统设计

3.1 架构设计

对物联网技术进行深入分析，可以将其基本特征概括为三点：全面感知、可靠传送以及智能处理。这就需要在进行物联网技术架构设计时从垂直方向上分为三个层次：第一，感知层次。其目的在于对对象进行感知，在传感技术的作用下，对研究对象的信息进行采集与感知；第二，网络层次。目的在于实现数据传输，在互联网技术的支撑下，让数据信息实现远距离输送；第三，应用层次。也就是对信息的智能处理，在智能数据处理技术的作用下，对采集以及传输的数据做出有效分析，在具体作业场景中完成对数据的存储以及应用。

3.2 具体系统组成设计

首先是感知层。感知层的作用是对数据进行收集，之后结合环境监测目标来确定哪些信息属于需求范围内。例如在进行大气空气质量监测时，就需要重点考虑气体浓度、温度等。要想得到相关数据就需要将传感器安装在相应位置，传感器所应用的网络需要具有良好的覆盖性，保证监测范围内具有较强网络信号。利用ZigBee技术能够将采集到的数据由无线传感器网络继续向上层传输；其次是网络层。网络层的作用是对上步处理的数据进行二次打包，并传输到监测中心，由此可知，网络层发挥的是桥梁作用，将感知层与应用层紧密的连接起来。网络层在工作中是按照一定顺序完成，先将数据在现场数据库中进行储存，之后再向中间件服务器进行传输，也就是将其传输至云端。之后由中间件服务器对数据进行接收，在中心数据库中完成数据存储，这就完成了现场数据向中心数据库的输送。对于网络传输来说，离不开远距离网络技术的应用包括3G、4G等，对不同远距离网络技术进行对比，找到综合优势突出并且与系统匹配性良好的传输技术进行数据传输。在数据进行传输的过程中，需要保证数据的全面性以及完整性，要将所有数据准确无误的传送到监测中心；最后是应用层。对于物联网的远程环境监测系统来说，就是为了实现远程实时对数据进行接收、处理等工作，应用层能够显示出感知层与网络层的工作成果。利用既有数据库以及软件实现数据分析工作，并将数据以动态图像进行显示，监测人员能够对结果进行清晰的了解，并得到较为准确的监测结果。完善框架设计是软硬件平台建设的基础，是实现远程环境监测功能的重点工作。

4 结束语

综上所述，在信息技术高度发达的当今社会，在环境监测工作中应用物联网相关技术能够让监测工作迈向新纪元，是对物联网技术的创新应用。将物联网技术应用在环境监测上主要是实现了环境的远程监测，让监测工作向着智能化的方向发展，对监测对象进行智能化感知，并对数据进行智能化处理与管理。这就让环境监测工作具有更高的准确性，保证监测数据的真实性，让环境监测工作覆盖范围更加全面。此外，物联网技术的应用还能够有效减少监测人员的工作量，与国家的创新政策相吻合。以物联网技术作为支撑的远程环境监测系统实现了更完善的环境监测，专业人员能够对环境状况有更准确的了解，为环境治理工作的顺利开展奠定基础。

参考：石晶晶，环境监测技术的应用现状及发展趋势研究：建材与装饰，2017，19；包顺华，李世成，物联网技术应用及发展研究：中国新通信，2017,19；张珏，基于无线传感器网络的水质在线监测系统研究：重庆大学，2010；王磊，基于物联网的远程环境监测技术分析：资源节约与环保，2017，12。