無線傳感器網絡在環境監測中的應用

王超

【摘 ?要】環境監測工作為環境保護提供數據信息、技術手段，關注環境監測工作質量提升是實現環保目標的第一步，因此在目前的環保工作開展過程中，需要深刻認識環境監測實施的意義與價值。

【關鍵詞】環境監測;問題;無線傳感器;應用

引言

生態文明建設腳步不斷加快，在一定程度上減緩了經濟建設對生態環境的破壞，但是在客觀認識我國乃至全球的生態自然環境現狀基礎上，發現在資源消耗、環境破壞、生態不均衡發展等問題方面，依然有很多任務需要完成。

1.我國環境監測質量管理體系存在的問題

1.1污染事故信息傳遞機制不健全

立足環保需求來說，污染事故信息的及時傳遞可以幫助有效解決突發性污染問題，比如石油泄漏，處理不及時會造成大范圍環境污染。因此類似的污染事故出現要及時上報主管部門，環境監測部門作為污染信號的發現者和提供者，需要建立暢通的污染事故傳遞機制，但是實際的環境監測工作中，機制不健全影響著污染事故信息的傳遞和處理效率。

1.2環境監測相關法律制度不夠完善

針對我國的環境現狀，國家已經出臺了系列環保法律法規，但是在環境監測工作上針對性不足，環境監測工作性質以及作用沒有得到突出體現，在監測實踐中難以落實環保目標，制度建設效果也不理想，這對環保工作開展造成很大阻礙。

2.無線傳感器在自然環境監測的應用

2.1大氣環境監測

基于無線傳感器網絡的大氣環境監測系統是無線傳感器網絡在環境監測領域的特定應用。現有的氣體成分監測系統具有系統龐大，安裝困難等缺點，監測終端嚴重依賴于通信基礎設施，監測終端與主控終端采用有線通信，接線方式繁瑣。通過無線傳感器網絡，可以實時監視各種大氣條件，并可以使用不同的傳感器探頭監視大氣中相關氣體的含量。根據每個數據節點收集的風向，風速，氣體濃度和其他參數，可以及時有效地監測有毒氣體泄漏。通過設計用于大氣環境監測的無線傳感器網絡節點的硬件結構，耿俊濤等人提出了一種基于無線傳感器網絡的大氣環境檢測系統網絡建設方案。WU等人開發了一種無線傳感器網絡，用于監視生活環境中的有害氣體。該系統可以啟動并運行3周。該節點將數據直接發送到網關節點。節點的最大數據傳輸速率為165kb/s，建筑物之間的有效傳輸距離為75m，外部傳輸距離為320m。作者的研究團隊開發了一種有毒或可燃氣體傳感器無線檢測網絡系統，用于應急響應。您可以在事故現場3公里內同時監視5種有毒有害氣體。數據通過多跳發送到現場的監視點，并同時通過GPRS已發送到遠程監控中心。

2.2水環境監測

無線傳感器網絡技術用于水資源監測，具有自己的優勢。與傳感器，計算單元和通信模塊集成的節點可以以自組織方式形成網絡。通過使用內置在節點中的各種傳感器測量信號可以輕松監測。不需要諸如電纜之類的基礎設施支持。此外，由于傳感器節點價格便宜，并且可以密集地放置在寬闊的水域上，因此可以使用節點收集的信息的空間相關性來獲得更準確的環境信息。基于趙立華等無線傳感器網絡，結合軟測量，智能信息處理等技術，對濕地水環境質量進行遠程實時動態監測，調查兩者之間的連通性問題。楊曉輝等人已經成功地為海上表面無線傳感器網絡部署了實時監視系統，并將無線傳感器網絡技術成功應用于海洋環境的實時監視領域。該系統是一種信息監視系統，無需人工參與即可自動收集海面環境信息，導入數據庫信息并顯示實時數據和信息。它也是部署在海中并能夠監控溫度的長期無線傳感器網絡測試場。節點之間的照度和信號強度以及獲取的觀測數據均實時發送到數據服務器，便于集成處理。BiWeihong等人使用ZigBee協議形成了一個用于監視海水環境的無線傳感器網絡。該網絡系統綜合利用無線傳感器技術，嵌入式計算技術，最新網絡技術，無線通信技術和分布式智能信息處理技術，使具有相同或不同功能的無線智能傳感器實現智能化。形成傳感器網絡。傳感器監視各種海洋參數的能力。

2.3地質監測

無線傳感器網絡在地質監測中也有廣泛的應用。中國的青藏鐵路線穿越凍土地區達550公里，并且由于溫度變化，凍土層容易發生一系列地質問題，影響鐵路運輸的安全。凍結層所在的區域幾乎是一片空曠的土地，如果僅通過人力進行監視，則會消耗大量的人力和物力。羅立輝等人設計了一種新型的無線傳感器網絡，用于監視極端環境中的冰川，并部署網絡結構，傳感器節點數據傳輸路徑，操作系統功能，傳感器材料和冰川環境。提供的傳感器材料需要注意無線傳感器網絡。

3.改善環境監測質量的相關策略分析

3.1創新環境監測技術

環保工程建設以環境監測技術作為支撐，提升環保工程建設效果，需要我們結合新的環保問題創新環境監測技術。比如生物技術的應用，隨著現代生物技術發展，環境監測技術和生物技術之間的融合幫助實現了高科技環境監測目標，基于生物技術的綜合性特點，其中生物學與細胞生物學、微生物生物學、現代化學和環境工程能夠在技術層面上實現融合，目前我國環境監測技術中大分子標記物監測技術與PCR技術應用范圍比較廣，在判斷環境污染因素上作用顯著。其次，信息技術在環境監測中的應用，如plc技術與無線傳感器網絡技術，plc技術在幫助戶外作業、環境監測上可以發揮具有抗熱、防塵、抗震等性能，對抗極端天氣;無線傳感器網絡技術也是環境監測中的要點技術。

3.2完善環境監測預警系統

環保工作開展過程中，環境監測預警系統的建設與應用尤為重要。區域內發生污染問題，如果不能科學監測與控制，則會對生態環境與經濟社會發展造成惡性影響，因此要積極建立與完善環境監測預警系統，為環境污染問題治理提供助力。因此需要加強實時動態環境監測，建立自動監控平臺。相關研究表明，環境監測預警工作在環保工作開展中作用突出，有關部門以及管理負責人員要關注對現代環境監測設備的應用，強化自動監控平臺構建與應用過程，針對管理區域內的自然環境污染情況以及歷史數據進行深入分析與研究，減少系統故障問題，提高環境監測工作效率。實時分析監測數據，控制危險性環境因素，建立和強化環境監測質量保證體系，制定環境監測制度執行標準，為環境監測工作提供依據。

3.3加大環保資金投入力度

生態環境保護工作開展需要大比例的資金投入，政府應該關注環保工程建設，意識到環境保護工作在推進社會經濟建設過程中起到的巨大作用。首先，政府部門可以建立環境監測專項基金，幫助完善環境監測的新設備和設施，鼓勵單位創新環境監測技術，設立項目建設成果獎金。其次，發揮政府部門的政策引導優勢，完善環境監測有關的制度、政策，拓展環境監測行業融資渠道，發揮環境監測工作的巨大作用。此外，也要關注環境監測人才培養的資金投入，培養高水平的技術人員，為環境監測工作提供充足的人力資源，促進我國環境監測工作改革深化，保證環保事業的健康、可持續發展水平。

4.結束語

我國生態環境遭受嚴重破壞，環保工程建設需求越來越突出，環境監測是實現環保工作目標的重要手段，為了提升社會可持續發展水平，當前我們需要積極應用環境監測手段，提高環保工程建設效益。

參考文獻

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