物联网技术在生态环境监测中的应用分析
陈玉涛+王晓玲+韩冬冬
摘要：物联网技术是互联网技术之后一次巨大的信息技术革命，而环境保护则是物联网技术当前应用的热门领域，其已经成为提升环境管理水平、发展战略性环保产业的重要途径。鉴于此，本文主要针对物联网技术概念进行了系统的概述，在此基础上分析了物联网技术在生态环境监测中的具体应用，旨在为推动我国生态环境监测事业的发展贡献自己的绵薄之力。
关键词：生态环境监测；物联网技术；应用
随着我国工农业的不断发展，再加上城市化进程的持续深入，环境问题已经成为制约我国可持续发展战略的重要因素。现阶段，尽管我国已经针对生态环境污染问题制定了相关的规范与标准，同时还有一系列有关的实施细则与方法来针对环境污染进行控制，然而效果并不理想[1]。究其原因，主要在于环境保护的基础性工作，生态环境监测存在监测能力不足、监测措施落后以及自动化程度低等各不足，严重影响生态环境监测工作的开展。所以，加速推动我国生态环境监测工作朝着网络化、自动化以及智能化的趋势发展，就成为社会各界共同关注的焦点，而物联网技术的引入正是实现上述目标的重要途径。
一、物联网技术概述
物联网指的是“物物相连的互联网”，其主要是基于互联网所进行的延伸发展。最早是在1999年，由美国麻省理工学院专家提出，其将物联网定义成利用红外感应器、射频识别（RFID）等信息化传感设施，根据制定的相关协议，通过互联网连接任何物体来开展通信与信息交换，达成针对物体进行智能化的管理、监控、跟踪定位、识别的目的[2]。通过物联网技术能够使得人类的生活、生产与互联网进行更为深入的整合，使得人类生活、生产实现网络化、高效化以及智能化目标。
物联网技术通过多年的发展，在各行各业中的应用广泛，比如精细农牧业、国防军事、金融领域、医疗领域、智能家居、智能物流、智能交通以及智能电网等各个方面，其主要作用在于进一步缩短物理世界与信息系统存在的距离，将对应的传感器置入油气管道、建筑、医疗设施、家电、铁路、隧道、桥梁、公路以及电网等各个行业物体中，然后再与互联网进行有效的结合，使得人类社会能够与物理系统进行深度融合，在整合系统当中，利用高效计算机针对当中的设施、机器以及人员实施有效的监管。
二、物联网技术在生态环境监测的应用
（一）水质监测
针对水质在线监测的种类主要包含水质污染监测与饮用水监测。上述两种监测方法较为类似，均是在监测目的位置放置各类监视视频、传感器等设施，感知层设置完成以后，通过网络层来将相应的信息传递到应用层，而应用层则依照传感器具体位置、采集数据时间等相关内容来针对其进行系统的分析，最终达成针对水污染源、水质进行有效的监管。当前我国已经有生态环境监测站深入开发物联网技术，构建基于三层网络传输结构的环境监测体系，基于原有的中程无线传感网络技术和藻类水华预测预警模型实施进一步优化，不仅能够有效保障信息数据时间的连续性，同时能够将预测精度提升到80%左右。
（二）大气监测
针对大气监测，常用方案主要包含固定在线监测与流动监测这两种，由于在线监测具备同步达成监测与预报的作用，其已经成为大气监测主要的发展趋势。所谓固定在线监测，主要是在污染源排放口位置安装固定在线监测设施，基于监控范畴内根据网格形式来进行污染物传感器设置，进行即时的大气监测与预报。现阶段，我国许多城市都已经建立了环境空气自动监测系统，针对环境空气常规监测指标实施实时的监测与预报。比如武汉市，近几年详尽在全市范围内建设8个监测子站，综合利用各种传感设施针对大气环境当中的可吸入颗粒物、二氧化硫以及氮氧化合物等相关因子实施信息采集，然后利用互联网把实时信息传输到监控中心，达成环境空气自动监测与预报的目标。
（三）生态监测
生态在线监测技术将对应的监测范围划分为若干个分簇，对应的分簇则综合参考监测的相关需求，比如温度、噪音以及湿度等，分别设置对应的传感器来进行相关信息数据的搜集，然后将收集到的信息数据汇总传输到控制中心[3]。生态在线监测技术不但能够有效保障环境监测远程信息采样与传输的可靠性与实时性，并且通过在相应的监测范围内设置移动Agent节点，能够依照互联网能够构建实时的二维定位表，能够始终选择最佳的路径来进行信息的传递，使得整体功耗得到有效的控制。
（四）海洋监测
所谓海洋监测，其主要是把互联网与传感网应用到海洋环境监测工作中，将无线传感器布置在需要监测的海域，采集有机磷农药、化学氧耗量、重金属有机污染物以及营养盐等各类海洋环境监测的信息数据，利用无线发射设置来进行信息数据的传递，最终建立一套基于物联网技术基础的海洋环境智能监测系统。当中的每一个节点均能够连接不同的传感器，并且传感器具体安装位置能够进行水上、水下调节，能够有效满足各个不同监测点的相关要求。
三、展望
随着物联网技术的持续发展，再加上相关领域的持续完善，其在环境保护方面的应用越来越广泛。综合参考当前物联网技术在环境保护领域的利用，其未来的发展趋势主要包含横向与纵向两个层面。从横向层面来看，现阶段的物联网技术在环境保护领域应用相对较为单一，未来其还能够在海洋生态系统、化学组成、电磁监测、噪声监测以及土壤监测等各个方面进行有效的延伸。从纵向层面来看，在科学技术与信息化技术的推动下，物联网技术还能够实现更深层次的智能化、网络化，未来的发展不再局限于生态环境监测，而是形成一个环境保護的整体体系，使得相关工作的效率得以大幅提升。总而言之，物联网技术在环保行业的应用是必然是发展趋势，这就需要我们深入研究物联网技术，加大投资、推广力度，进一步推动我国环保事业朝着智能化、网络化、信息化的趋势发展。
参考文献
[1]杜克明，褚金翔，孙忠富，郑飞翔，夏于，杨小冬.WebGIS在农业环境物联网监测系统中的设计与实现[J].农业工程学报，2016，04：171-178.
[2]王继水，曹帅.基于物联网的矿山环境在线实时监测系统研究与实现[J].计算机测量与控制，2012，02：342-344+366.
[3]高立艾，刘少博，李丽华.基于物联网技术的温室土壤环境监测系统的设计[J].节水灌溉，2012，10：72-74.
