基于物联网的水域生态环境在线监控技术研究

赵琳 张庚竹 张鑫

摘要：为了提高监控精度，扩大监控范围，提出基于物联网的水域生态环境在线监控技术。考虑物联网传感器的感知范围和水动力因素，确定环境中的测点位置，将改装的pH传感器、温度传感器等物联网硬件设备安装在测点位置上。利用物联网技术，获取水域生态环境数据，得出pH值、总磷浓度等监测指标的计算结果。以环境的监测结果为启动条件，实现水域生态环境的在线监控任务。得出结论：优化设计技术得出的pH值、溫度和总磷浓度监测误差分别降低了0.29℃、0.26℃和0.03 mg／m3，在环境控制作用下，污染物总浓度低于0.1mg／m3，且水域生态环境的在线监控范围明显扩大。

关键词：物联网；水域生态环境；环境在线监控

中图分类号：X832 文献标志码：B

前言

水域生态环境是在一定的时空范围内，生活在水环境中的各类生物及其所处的自然环境所组成的一个基本功能单元。由于水域生态环境的复杂性，导致生态环境极易出现失衡现象，造成环境污染以及水质恶化。

为维持水域生态环境的平衡状态，降低环境污染的发生概率与风险，提出了水域生态环境在线监控技术。环境监控的目的是实现对目标环境中各个指标实时展示，同时也可以查看各类型传感器的历史数据，从而判断当前水域生态环境状态。目前发展较为成熟的研究成果包括：基于多通道光谱技术的水环境监控技术、基于链式区块技术的水环境监控技术和基于WASP模型的水环境监控技术，然而上述传统监控方法在实际运行过程中存在明显的监测与控制精度低、监控范围小等问题，为此引入物联网技术。