江西省环境监测中心站 333000
摘要：随着我国社会经济的不断发展，环境系统以计算机为基础，包括传感器、通信、计算等多个环节，实现了对水环境实时的监测，为改善水环境，提高管理水平，以及减少污染的排放提供了依据。该系统可以通过预留的端口接入兼容的系统，从而可以实现了共享，为有关部门治理水环境提供了信息技术支持。该系统对于应对突发性的水污染与实时监测水环境提供了科学保证
关键词：系统结构；水环境监测；技术特点
0 引言
近年来，人民越来越重视生活环境的好坏，因此，环保产业也迅速发展起来。而由此引发的利用互联网技术应用到环境保护当中也成为了一种常见现象。把环境监测与物联网技术综合应用起来已经成为今后环境保护的趋势。利用卫星定位技术，视频监控等技术，经由这些设备采集到的数据传入到网络平台，再经过网络平台的分析，可以实时达到对环境进行监测的作用。与此同时，对一些重点区域进行密集监控，若是发生突发性的污染可以及时的做出处理，在水环境监测的过程中使用物联网技术将会使得监测的结果更加接近真实情况。
在传统的水环境检测中，主要是依靠现场采集水质样本，总送往实验室进行分析，该种监测方式不具有实时性，且一旦发生污染不能及时的做出反应。但是两者各有自身的优缺点，实验室监测会使得监测的结果更加准确，而在线监测的成本较高，难以实现大规模的普及。
1 水环境监测及分析系统结构
1.1 总体结构
该系统有多个层次组成，包括感知层、传输数据层、存储层、应用支撑层和业务使用层。感知层主要是承担数据的采集，处理的 传送。传输数据层是由公共或者局部网络构成，主要任务是把感知层的采集的数据传输到相应的位置，等待下一步处理。存储层指的是接受、转换和使数据存储到相应的位置。应用支撑主要是主要负责为各种数据系统提供服务。
1.2 总体功能
该系统的总体设计都是为了水环境监测，因此主要围绕以下几个方面做出主要构建。主要包括水环境监测、污染源监测、预警系统等。细分的画，该平台又包含多项功能，其中可以实现视频监控、数据查询、数据的采集和分析以及图表展示等功能。系统的主要构建如图1所示。
图1 系统框架支持的环境监测业务
2 水环境监测及分析系统技术特点
(1)高程度的智能化主要在于对总线的设计。精妙的总线设计可以将传感器参数设置、通信配置、工作模式等实现只是应调整。
(2)可扩充式的模块设计，可以把采样，监测和通信相互独立开来，采用单元模块的方式。在串行接口上选择标准的RS-485可以为联网做基础。数据搜集平台采用多线程的设计，可以通过动态链接库扩展信道。
(3)根据监测站的集体情况，自由组网的方式可以灵活多变，比如可以采用通信式的。密集的监测站可以选择无线网+Zigbee的方式，监控视频可以选择4G的方式把视频信息传送到数据处理中心。
(4)把各个感知层采集的数据传送到数据中心以后，在大量数据里面分析提取出有用的数据，最好把这些有用的数据存储到专用的存储器当中。
(5)在设计系统的时候要根据相关的通信协议，在各硬件之间建立可通信的信道，实现信息的交互，此外，在接口上要采用标准接口，可以为系统的扩展提供前提。
(6)系统软件的设计要根据分布式技术、中间技术以及集成技术等，使用统一的接口数据交换标准，保证各环节不会出现互扰。
3 水环境监测及分析系统平台功能
在构建平台建设的时候，要采用最新的面向网络的技术，该技术具有较好的扩展性，可以实现与多种数据库和软件平台的连接，实现了水环境分布式监测的设计要求。
3.1 数据采集、交换与通信
在分析系统的建设过程中，以物联网的先进技术为基础进行数据采集，在硬件选择上都是行业内最好的，在软件选择和设计上也是也采用国际认可的方式，从源头上解决监测结果精确的问题。在各个监测站应具备一套或者多套监控设备，监控到的数据经过各个设备的处理传输到数据中心进行分析。
在网络通讯方式上，可以选择局域网的通信方式。采用这种方式可以解决由与各监测站分布发散，数据传输不及时的劣势，可以提高水环境的监测效率。图2是数据采集通信示意图。
图 2数据采集通信示意
3.2 在线监控
在线监控主要是为了保障水环境监测结果的实时性，一旦发生突发性的污染可以及时的做出有效的补救措施。在线监控平台的建设应当把各种应用功能集中起来，把监测、统计、发布等结合起来，使得平台工作人员能根据平台的显示界面调出需要查看的数据信息，提高监测水平。
3.3 地理信息系统
采用GIS技术可以为分析平台提供重要的技术支撑，采用该技术，把数据库技术融合到一起，可以在平台工作界面直观的看到水环境的具体情况，并且可以把超出允许范围的物质含量发出警报，以便于及时作出处理。在选择GIS服务上，可选择Geo Server，以便于后期连接各种类型的数据库，保证系统的兼容性。通过采用GIS技术和可视化技术的结合，可以直观地反映出水环境的实际情况，保证监测的合理性。
4 水环境监测及分析系统应用功能
4.1 水质评价
水质评价系统是一个依托总系统存在的一个子系统，主要功能是对特定区域的水质进行综合分析得到一个相对准确的评估。水质评价的分类又有很多种，比如最常见的就是可把水质评价分为监测站水质评价，湖泊富营养化评价等。在评价的时候可根据具体的水体情况记录在相应的评价表格中。
4.2 水质预测预警
在系统中设计水质预测预警模块，其主要目的是把该模块作为一种常规的工作单元。针对水体可能会发生突然性的污染，该模块可及时的发出警报，提醒检测人员。再结合GIS技术以及可视化技术，把发生污染的水体表示出来，以便于监控人员采取有效的措施，防止被污染水源的扩散。
4.4 应急处理方案
在系统中嵌入应急处理模块的目的是一旦出现紧急情况，监管人员可在该模块中查找相对应的解决方法，以便于阻止更坏的后果。应急的步骤主要分为四个，预测、报警、紧急处理和事后分析。采用GIS和Web技术对发生的紧急情况进行实时的追踪，加强处理突发状况的能力。
5 结语
综上所说，物联网技术已成为各行业发展和变革重要技术支撑，把物联网技术应用到水环境的监测当中，可以在很大程度上提高水环境的监测准确性。以物联网技术为依托构建的水环境监测体系包含了多种高水平技术的使用，通过建立监测分析平台，能够让操作人员在平台端实时的了解所检测水域的具体情况，此外，在整个系统中采用通用接口能够保证信息的共享，实现水环境监测的高效率。
参考文献
[1]徐敏,孙海林.从“数字环保”到“智慧环保”[J].环境监测与管理技术,2011,23(4):5-7,26.
[2]王贞.物联网时代的水质监测[J].科技纵览,2014(2):58-59.
[3]谢卫平,江超,蒋科伟等.太湖湖泛高发区物联网监测技术与预警系统[J].环境科技,2013,26(1):39-42.
论文作者:周斌彬
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/3/22
标签：水环境论文; 技术论文; 系统论文; 水质论文; 平台论文; 数据论文; 在线论文; 《基层建设》2017年第36期论文;