浅析物联网下的智能环境监控系统应用

杨阳

摘 要：物联网渗透和融入到各个产业，为环境监控开创了全新的视野和思路，可以充分整合和利用物联网技术和方法，构建智能环境监控系统，实时感知、监控、采集、分析和整合各类环境信息，为环境管理决策提供强劲有力的支撑，促进环境保护管理的动态化和精细化。

关键词：物联网 智能 环境监控系统

一、引言

隨着物联网技术渗透和普及到环境智能监控管理的趋势下，要构建自动化的智能环境监控系统，整合运用计算机技术、物联网技术和传感技术，进行环境信息数据的实时动态采集、上传、分析和存储，并对环境监控系统设备进行异常故障告警，实现对环境系统的自动化、智能化监控。

二、物联网及环境监控系统现状分析

物联网利用无线射频识别技术等信息传感设备，实现物体间的自动化、智能化链接、识别、控制和管理，由感知层、网络层和应用层所构成，适用于社会各个领域和行业，如：物联网监控、水肥一体化、智能大棚、农产品溯源、品牌营销等。

由于传统的人工控制和测量的方式相对单一，耗费大量的人力、物力，受到测量、监控范围相对狭窄的局限性，人为主观的随意性控制成分较多，极易出现环境测量控制数据偏差的现象，加之人工控制测量传输大多是以模拟信号为主，极易受到外界干扰而出现信号失真的问题，极大地降低环境监控的质量。为此，要采用智能环境监控系统，避免人工控制的单一化监测状态，整合应用物联网技术和方法，进行实时动态的环境监测和控制，全方位监测和控制不同点位的温度、湿度、光照等数据，并根据监测数据进行适时的调整和优化。

三、物联网下的智能环境监控系统应用分析

（一）系统需求分析

物联网下的智能环境监控系统要实现对大气环境的温湿度、光照、风速、大气压力、二氧化碳的监测，对土壤环境中的水分、水温、水位等数据进行实时采集和监测，并构建智能环境监测统一管理平台，实现模块化、集中化的环境监控管理，形成图形化界面的查询、分析和统计，以供用户进行系统登录、查询。

（二）系统功能架构分析

物联网下的智能环境监控系统主要包括以下层面：（1）感知层。利用传感器模块、Zigbee模块进行环境数据的采集、识别和检测。（2）传输层。可以利用不同的终端设备进行数据的传输和处理，如：嵌入式网关设备、无线/有线网络设备等。（3）应用层。利用相关设备面向环境监测信息数据，进行智能化处理和应用[1]。

（三）系统模块设计与应用

1.智能社区环境监测模块。在对温湿度、光照、风速、大气压力、二氧化碳等传感器模块进行上电操作之后，与Zigbee继电器模块实现网络通信和监控，再利用各传感器模块采集大气压力、温湿度、光照、风速等数据，将其通过Zigbee网络发送给网关，并转发给服务器、数据库，进行数据信息的存储、比对和分析。

2.智能农业环境监测模块。对各传感器模块进行上电、初始化操作，加入到Zigbee网络，实时采集温度、湿度、光照、土壤、大气等环境参数，并将其存储于SharedPreferences之中，与系统设置的临界值相比对和分析，对于超出SharedPreferences存储临界值的状况进行报警，并自动开启风扇、雾化器等装置。

3.智能水文环境监控模块。对各传感器模块进行上电、初始化操作，进入到Zigbee网络的监听模式之下，实时采集水文环境中的水位、水温等参数，通过Zigbee网络进行数据的发送和存储，并将其与系统设置的临界值相比对和分析，对于超出阈值的情形则自动开启或关闭相关装置，如：自动开启或关闭加热棒。

另外，智能环境监控系统的实现主要面向物业端和业主端，通常采用C#平台设计和开发物业端，实现对环境监控数据的统计分析;采用Android平台设计和开发业主端，帮助业主对环境数据信息的个性化查询。

（四）系统设备连接与调试

物联网下的智能环境监控系统设备连接及调试主要包括以下内容：（1）数字量采集器相关设备的连接。通过数字量采集器采集各传感器节点的环境信息数据，可以利用ADAM 4000系列模块连接数字量采集器，如：烟雾传感器、火焰传感器、人体红外传感器等，实现远距离、高速的环境监控数据传输和链接。以继电器为例，它是应用于自动化控制电路中的器件，与系统中的加热棒、雾化器、风扇等设备相连，可以通过对系统采集数据的阈值判断和比对，自动进行电路的调节、转换、处理和保护。（2）模拟量采集器相关设备的连接。可以利用ADAM-4017+模块连接温湿度、二氧化碳、风速、光照、气压传感器，获取相关数据信息。（3）Zigbee模块相关设备的连接。Zigbee协调器通过串口与平板连接，Zigbee继电器模块则连接风扇。（4）通道的Zigbee采集模块。该模块中的液位传感器测量并传输液体的体积、高度、重量等信息数据;水温传感器测量并传输水温;土壤湿度及温度传感器通常与数据采集器整合应用，主要是通过定点监测、在线测量的方式，获悉地表及深层土壤的数据信息[2]。

四、结语

综上所述，物联网下的智能环境监控系统采用Zigbee组网技术和Android等关键技术，基于系统的智能环境监控数据采集、分析、处理和存储等功能需求，设计和开发不同的系统模块，提升系统的应用效能。未来还要加强系统各功能模块的细节化设计，强化数据采集技术的应用，并提升系统的安全管理性能。

参考文献

[1]左鹏.物联网智能家居环境监测系统的设计与实现[D].牡丹江师范学院.2017.

[2]张晓培，梁文海.基于移动端的温室环境监控系统设计[J].农机化研究.2018（06）.