摘要：物联网作为新一代信息技术，可以广泛的应用于各个领域，包括智能家居、智能交通、绿色农业、环境保护、节能减排等方面，将物联网应用于环境监测中，易于获得实时、准确、动态的监测数据，实现环境监测的自动化、智能化和网络化。本文主要对物联网技术在环境监测中的应用进行了探讨，并对相应的监测系统构建进行了讨论，推动环保行业朝向高度信息化、网络化、智能化的方向迈进。
关键词：物联网；环境监测；应用分析
随着人类发展进程的不断推进，污染物和有害物的排放量逐渐增多，这种情况下，国家就大力推进环境监测工作的开展。而环境监测工作中将产生大量数据，需要对数据进行高效的计算，采用云计算技术，利用计算服务集群构建大规模的数据中心，通过互联网或其他大型网络将计算资源以按需分配的方式提供给不同用户采用这种模式，各级监测部门可直接使用数据中心资源，无需投入监测系统运行的硬件设备，也无需关注设备的更新换代，改变人们以个人桌面系统为中心的应用模式到网络虚拟存储计算服务为中心的应用模式。将物联网和云计算技术应用于环境监测中，并利用数据仓库、数据挖掘技术，建立综合、通用的环境监测平台，对环境管理具有重要意义。
一、环境监测的内涵
环境监测已经成为当前环境执法和评价环境质量变化趋势的一个重要手段。环境监测的含义也随着工业的不断发展，而逐渐扩大到了对环境污染以及环境质量等的监控。一般环境监测的过程都包括以下 3 个步骤：有目的性地进行样地调查，其中包括布点的设置及样品的收集、处理以及保存，要注意污染源的排放规律以及污染源所处位置的水文地理条件，提高采集样品的真实性、代表性；对收集的样品进行测试并分析得到相应数据资料，并对其进行分析处理；将分析整理后的结果，对应相关的标准，作出综合评价。
二、物联网的概念
物联网的定义早在 1999 年由美国麻省理工学院的一位专家提出，定义为：通过射频识别（RFID）、红外感应器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。换言之，物联网就是通过信息传感系统（如 RFID、传感器等）将各种物体与互联网建立连接，从而达到智能化识别和管理的目的，实现人类生产、生活与网络的结合，使人类生产、生活更高效化、智能化、网络化，可充分利用资源，提高劳动生产率。
物联网系统分为三层：感知层、网络层及应用层。感知层指物联网系统中的传感设备，包含 RFID 标签、摄像头、GPS、传感器、识读器、终端等，作用类似于人体的表层皮肤和五官，收集身体感受到的信号，感知层主要是感知并识别物体、采集物理信息。网络层指物联网系统中的通信信号及网络中心，包括信息处理中心、智能控制中心等，其作用类似于人体的神经中枢和大脑，对信息进行传递、处理以及判断。应用层指的是物联网的实际运用方向，相当于人类社会的各行各业的分工，目前物联网被广泛应用于各行各业，通过与行业特点相结合，实现了行业网络化、智能化。
三、物联网技术在环境监测中的应用分析
3.1 物联网技术在大气监测中的应用
大气环境监测包括以下三个部分：空气在线质量监测、大气污染物监测、大气降尘监测。其中，空气在线质量监测是针对人流相对集中的敏感区，在现有空气质量自动监测点的基础上，按照网络化布点的要求增加自动监测点的部署；大气污染物监测是在重要敏感区对易燃易爆、有毒有害气体进行监测，如果发现部署的监测点存在异常情况，系统就会进入应急指挥程序；大气降尘监测是将该区域的降尘监测方式由人工改成使用传感器自动收集数据。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆经过长期的应用实践证明，物联网技术在大气环境监测中具有以下应用优势：第一，通过自动化、智能化技术可以节约大量的人力、物力和财力资源；第二，物联网技术具有高时空分辨性，能够更加全面的了解当前的大气环境质量，从而对其进行综合性评价；第三，实现了可视化管理模式；第四，能够及时预知突发性环境事件，并发出警报，从而减少对人们日常生活的影响。基于物联网的大气环境监测技术逐渐被广泛应用，以我国南方某一线城市为例，在全市建立了 5 个监测子站，通过各种传感器设备对大气环境中颗粒物、二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳等要素进行数据采集，然后通过无线传输将现场数据发送到监控中心，这样一来监控中心就实现了对大气环境的自动监测。
3.2 物联网技术在水资源监测中的应用
要想保证水资源监测工作的有效性以及后期保护的及时性，必须要满足以下两点要求：第一，对水资源的质量进行实时监测。在这个过程中，因为监测范围大、监测对象的种类不固定、对于采集数据的频率要求不同等，使得工作开展起来比较困难。第二，监测对象区域内的污染实时反馈及其调控。水资源监测的主要目的就是了解当前的水质情况，对于出现的或者即将出现的污染问题进行及时的处理。一旦被检测区域的水源出现了污染情况，必须尽快找出污染源，并控制影响范围，对已经被污染的水域进行准确的定位，然后编制处理预案。为了满足以上两点要求，必须保证数据采集监控系统的部署具有广泛的覆盖性，避免某些盲点数据丢失。物联网技术能够监测感知信息并进行智能解析，并且部署成本低、网络组织时间短、后期的运行和维护也比较方便。
在水质监测中应用物联网技术，能够清晰的从中控室里看到各个系统的运行参数、运行状态等，并且能够随时调取现场的摄像视频对其进行检查，实现了反应的快速性、定位的精确性和报警的及时性。其系统构成主要有以下几个部分：
第一，网络搭建。采用分层分布式结构对污水处理过程进行网络控制，对现场的各项设备进行自动化监控，从整体上实现数据采集、设备控制、参数调节、设定以及故障报警等基本功能。该网络控制系统一般要包含分控站、中控室、便携式人机设备。
第二，硬件设计。中央控制室的监控管理系统对全厂进行自动控制，它通过工业以太网与各现场控制的 PLC 站进行连接。结合监测设备的特点以及相关工艺，技术人员要设置多个 PLC 现场子站，保证现场安排和系统布置的合理性。如果部分站点没有配置有线以太网的条件，可以增加 4G 模块，利用电信手机卡接入到互联网中。远程监控终端是自动化污水处理技术中的关键，可以采用远程控制系统搭建物联网络。其作用包括数据信息的采集、情报监控、控制中枢指令的下达。
第三，软件及其功能。软件部分主要由现场控制单元和中央控制单元组成。各个终端站传递过来的数据和信号可以被现场控制单元实时采集，然后利用人机界面对工艺运行情况进行展示，展示内容包括工艺参数、电气参数、电气设备运行状态以及系统的供电图，操作站的工作人员能够根据这些信息利用人机对话的方式对现场作业进行指导。需要注意的是，处理数据时，要对来自各个现场控制单元的实时数据和设备状态信息进行严格的检测，突出和集中显示故障报警信息。中央控制单元能够收集和整理各个地控单元的数据以及状态信息，并对数据的准确性和可靠性做出判断，最后再生成数据报表、历史数据和历史曲线等。
四、结论
通过以上分析可以发现，物联网技术以其自身的优越性在大气监测、水资源监测中得到了良好的应用效果。目前，随着监测技术的不断成熟，在各个大中型城市，物联网技术还被应用于海洋环境监测、重金属污染检测等环境质量检测中，有效促进我国环境保护工作的顺利开展。
参考文献：
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论文作者:李虹莉
论文发表刊物:《基层建设》2016年17期
论文发表时间:2016/11/23
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