物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究

鄒璐

（國(guó)環(huán)綠洲（重慶）環(huán)境科技有限公司 重慶 400000）

在新時(shí)期，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提高，對(duì)于環(huán)境問(wèn)題的重視程度不斷增加，環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量受到了更多人的關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)作為現(xiàn)代化技術(shù)，在各行各業(yè)中應(yīng)用較為普遍。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到智慧環(huán)境監(jiān)測(cè)之中，能夠較為有效地改善當(dāng)前智慧環(huán)境監(jiān)測(cè)存在的不足，體現(xiàn)出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的最大化作用，滿足智慧環(huán)境監(jiān)測(cè)需要。

1 物聯(lián)網(wǎng)和環(huán)境監(jiān)測(cè)

1.1 物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)也可以被稱為IOT，主要是指物和物相聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng)，是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)獲得的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用需要射頻識(shí)別傳感器、二維碼設(shè)備作為支持，將物體和互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián)系，獲取相關(guān)資料，從而實(shí)現(xiàn)物和人、物和物的信息溝通，加強(qiáng)信息基礎(chǔ)設(shè)施和物理基礎(chǔ)設(shè)施的聯(lián)系，構(gòu)建智能化程度較高的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。

在對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，優(yōu)勢(shì)較為突出，主要可以表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)。第一，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)、智能硬件技術(shù)等進(jìn)行應(yīng)用，可以有效降低硬件設(shè)備需要投入的資金，達(dá)成物物互聯(lián)目標(biāo)［1］。第二，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)獲得了較為迅速的發(fā)展，流量費(fèi)用大幅減弱。第三，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展過(guò)程中，已經(jīng)將構(gòu)建環(huán)境友好型社會(huì)作為重要任務(wù)。第四，大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析技術(shù)已經(jīng)獲得了較好的發(fā)展，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析需要投入的資金明顯降低。

1.2 環(huán)境監(jiān)測(cè)

我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作最早出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代，環(huán)境監(jiān)測(cè)已經(jīng)變?yōu)榱谁h(huán)境執(zhí)法和監(jiān)測(cè)環(huán)境質(zhì)量變化情況的重要措施。隨著工業(yè)水平的提高，環(huán)境監(jiān)測(cè)的含義也在逐漸增加，包含了環(huán)境污染以及環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控等［2］。通常情況下，環(huán)境監(jiān)測(cè)主要包含以下環(huán)節(jié)：第一，要有目的性地開(kāi)展調(diào)查工作，并重視樣品的搜集、存儲(chǔ)工作，分析出較為常見(jiàn)的污染源排放規(guī)律以及污染源周圍的地形條件和水資源分布，確保所搜集的樣品是真實(shí)、可靠的；第二，要及時(shí)地對(duì)于樣品進(jìn)行分析，并獲取具有針對(duì)性的數(shù)據(jù)，及時(shí)地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理相關(guān)工作；第三，要對(duì)于結(jié)果進(jìn)行分析，并考慮到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，整體地進(jìn)行評(píng)價(jià)。

我國(guó)有關(guān)部門較為重視物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，其在污染源控制、衛(wèi)星遙感等方面得到了較為普遍的應(yīng)用，達(dá)成了推動(dòng)環(huán)境信息化發(fā)展這一要求，有效提高了環(huán)境監(jiān)測(cè)效果。

2 智慧環(huán)境監(jiān)測(cè)的作用

自從“十四五”之后，我國(guó)對(duì)于環(huán)境保護(hù)的重視程度不斷提高，提出了綠色低碳理念，需要優(yōu)化環(huán)境質(zhì)量，樹立生態(tài)觀念，有針對(duì)性地對(duì)污染問(wèn)題進(jìn)行治理。智慧環(huán)境監(jiān)測(cè)需要對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，開(kāi)展環(huán)境監(jiān)測(cè)，打造一體化監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)開(kāi)展數(shù)據(jù)搜集、動(dòng)態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳輸，借助于大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，可以高效地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提高決策效果，確保大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)是準(zhǔn)確的，增強(qiáng)我國(guó)環(huán)保能力，滿足我國(guó)健康、長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展需求。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧環(huán)境監(jiān)測(cè)為3 層架構(gòu)，分別是應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層和感知層。感知層能夠?qū)τ跀?shù)據(jù)進(jìn)行搜集，從而及時(shí)地對(duì)于環(huán)境中存在的參數(shù)以及分布趨勢(shì)開(kāi)展監(jiān)測(cè)，有效分析相關(guān)樣本，從而找出在環(huán)境中較為常見(jiàn)的問(wèn)題［3］。組織感知層是對(duì)于傳感器智能卡、電子標(biāo)簽、識(shí)別碼、攝像頭等設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用，可以通過(guò)無(wú)線傳感器進(jìn)行環(huán)境智慧監(jiān)測(cè)，具有分布難度較低、功率較低、不需要投入較多的資金等優(yōu)勢(shì)。感知層能量采集技術(shù)的應(yīng)用可以改善傳統(tǒng)模式下化學(xué)電池供電容易發(fā)生爆炸、污染嚴(yán)重等問(wèn)題，還能夠考慮到工作過(guò)程中較為常見(jiàn)的能源類型，將兩種或者是多種能量轉(zhuǎn)換方式上傳到同一器件中，從而達(dá)成無(wú)線傳感供電這一目標(biāo)。

網(wǎng)絡(luò)層主要是對(duì)于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行研發(fā)，可以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)、固定網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，達(dá)成對(duì)于信息傳輸處理這一目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)雙方交互的目標(biāo)，是環(huán)境監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)中的重要構(gòu)成，主要是需要對(duì)監(jiān)測(cè)服務(wù)器、遠(yuǎn)程控制服務(wù)器、中轉(zhuǎn)服務(wù)器進(jìn)行應(yīng)用。在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，需要采用安全程度較高的算法進(jìn)行加密［4］。數(shù)據(jù)整合技術(shù)可以提高對(duì)于原始數(shù)據(jù)的應(yīng)用，使數(shù)據(jù)傳輸更加高效，并且借助于數(shù)據(jù)融合技術(shù)也能夠提高信息的精準(zhǔn)程度，避免由于信息并不清晰而出現(xiàn)虧損。

應(yīng)用層主要是為環(huán)境監(jiān)測(cè)工作提供支持，能夠達(dá)成信息分析處理、決策目標(biāo)，從而辨別、分析和預(yù)測(cè)信息，使其更加智能。借助于數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，能夠及時(shí)地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，動(dòng)態(tài)分析環(huán)境狀態(tài)，并借助于大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)展現(xiàn)出數(shù)據(jù)的最大化價(jià)值，為環(huán)保工作的順利開(kāi)展提供支持。

3 阻礙物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧環(huán)境監(jiān)測(cè)中應(yīng)用的因素

從當(dāng)前的情況分析發(fā)現(xiàn)，雖然物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧環(huán)境監(jiān)測(cè)中取得了一些成績(jī)，但是在應(yīng)用的過(guò)程中還存在著一些問(wèn)題，導(dǎo)致其難以達(dá)成預(yù)期目標(biāo)。需要相關(guān)人員加大力度對(duì)其進(jìn)行研究，明確阻礙物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧環(huán)境監(jiān)測(cè)中應(yīng)用的因素。限制物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧環(huán)境監(jiān)測(cè)中應(yīng)用的因素可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)內(nèi)容。

3.1 尚未制定適宜的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

由于環(huán)境因素的約束以及尚未形成明確的監(jiān)測(cè)體系行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致檢測(cè)需要多次開(kāi)展，造成了較多不必要的資源消耗，無(wú)法達(dá)成動(dòng)態(tài)監(jiān)管環(huán)境變化過(guò)程的目標(biāo)［5］。因此，相關(guān)人員需要制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，完善相關(guān)系統(tǒng)，從而體現(xiàn)出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的最大化價(jià)值。只有使生產(chǎn)工作更加順利地開(kāi)展，制定適宜的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，才能夠增強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)的適用性，對(duì)于環(huán)境變化情況進(jìn)行監(jiān)管。

3.2 環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)模較小

目前，環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)模比較小，缺乏進(jìn)行監(jiān)測(cè)的能力，精準(zhǔn)程度比較低，傳感器的功能較為固定。在起步初期，所運(yùn)用的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳感器較為落后，難以獲得精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)可靠程度比較低，無(wú)法在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)參數(shù)的變化情況。除此之外，當(dāng)前所運(yùn)用的通信系統(tǒng)和現(xiàn)代化技術(shù)并不兼容，難以在第一時(shí)間整合資源，應(yīng)用效果并不理想。

3.3 環(huán)境監(jiān)測(cè)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人員專業(yè)水平較低

監(jiān)測(cè)工作的開(kāi)展需要由專業(yè)人員負(fù)責(zé)，但是，從當(dāng)前情況分析發(fā)現(xiàn)，工作人員對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用能力較低，無(wú)法開(kāi)展實(shí)際操作，難以解決當(dāng)前對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用時(shí)存在的不足，計(jì)算機(jī)的價(jià)值得不到充分體現(xiàn)，無(wú)法借助于大數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行預(yù)警，所開(kāi)展的決策缺乏科學(xué)性。因此，必須要調(diào)整人員結(jié)構(gòu)，確保工作人員既能夠了解到監(jiān)測(cè)要求，又能夠熟練掌握計(jì)算機(jī)物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)。

3.4 系統(tǒng)管理存在問(wèn)題

從當(dāng)前情況分析發(fā)現(xiàn)，我國(guó)的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)并不完善，很可能會(huì)被體制等多方面因素所影響，導(dǎo)致系統(tǒng)管理水平較低。為了提高整體管理水平，使其更加符合現(xiàn)實(shí)工作需求，物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要將補(bǔ)充物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系和管理制度作為重要目標(biāo)。

3.5 無(wú)法達(dá)成檢測(cè)數(shù)據(jù)共享這一目標(biāo)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的感知層和應(yīng)用層會(huì)出現(xiàn)較多數(shù)據(jù)，但是由于無(wú)法及時(shí)地對(duì)于數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，統(tǒng)籌規(guī)劃并不科學(xué)，難以進(jìn)一步進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和挖掘，無(wú)法為監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用提供適宜的條件。

4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到智慧環(huán)境監(jiān)測(cè)中，有著非常關(guān)鍵的作用，能夠在一定程度上決定智慧環(huán)境監(jiān)測(cè)效果。但是，當(dāng)前智慧環(huán)境監(jiān)測(cè)和預(yù)期仍然存在較大差距，因此，相關(guān)人員必須要重視物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到智慧環(huán)境監(jiān)測(cè)中［6］。具體可從以下幾點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行工作。

4.1 加大力度分析環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

現(xiàn)場(chǎng)終端設(shè)備監(jiān)測(cè)點(diǎn)以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)類型較為多樣，可以借助于大數(shù)據(jù)找出其中具有價(jià)值的內(nèi)容，并運(yùn)用類比分析、環(huán)境質(zhì)量證級(jí)法、環(huán)境預(yù)測(cè)法等對(duì)于數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，并以圖像方式呈現(xiàn)給用戶，及時(shí)地進(jìn)行預(yù)警，為不同用戶決策工作的開(kāi)展提供參考，保證環(huán)境質(zhì)量。

4.2 補(bǔ)充環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

借助于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以打造終端設(shè)備，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，確保環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)傳輸，達(dá)成資源共享目標(biāo)。監(jiān)測(cè)平臺(tái)將監(jiān)測(cè)服務(wù)器作為核心，可以考慮到不同監(jiān)測(cè)人員的需求，有針對(duì)性地處理環(huán)境監(jiān)測(cè)信息。在這個(gè)過(guò)程中，還需要構(gòu)建模型，動(dòng)態(tài)分析數(shù)據(jù)，打造事前預(yù)警、事中監(jiān)測(cè)、事后處理的健全系統(tǒng)。對(duì)于相關(guān)軟件和硬件設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用，可以充分體現(xiàn)出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，并通過(guò)技術(shù)控制，使監(jiān)測(cè)包含更加全面的內(nèi)容，明確監(jiān)測(cè)要素［7］。確保物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)各個(gè)節(jié)點(diǎn)是相連接的，達(dá)成監(jiān)測(cè)環(huán)境污染情況、治理環(huán)境目標(biāo)。

4.3 做好界面設(shè)計(jì)

第一時(shí)間搜集監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，開(kāi)展數(shù)據(jù)傳輸、信息決策，并設(shè)置不同等級(jí)的訪問(wèn)權(quán)，從而確保數(shù)據(jù)處在安全狀態(tài)下。在這個(gè)過(guò)程中，還需要對(duì)于監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行分析，制定適宜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)，借助于遠(yuǎn)程監(jiān)控，調(diào)整數(shù)據(jù)庫(kù)。

4.4 打造完善的智能環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)

智能環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以為環(huán)境決策工作的開(kāi)展提供支持。打造完善的數(shù)據(jù)庫(kù)搜集資源，可以為大氣環(huán)境的分析提供支持。借助于可靠的數(shù)據(jù)信息，挖掘其中具有價(jià)值的內(nèi)容，可以提高動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控水平，制訂適宜的引導(dǎo)方案。

4.5 組建整體實(shí)力較強(qiáng)的人才團(tuán)隊(duì)

我國(guó)應(yīng)該做好專業(yè)人才培養(yǎng)工作，培養(yǎng)更多了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)并且能夠進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)的整體型人才［8］。在高校中，應(yīng)該開(kāi)設(shè)大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)課程，從而增強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)人員的知識(shí)儲(chǔ)備，增強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)人員對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用水平，確保環(huán)境監(jiān)測(cè)工作能夠有效開(kāi)展。

4.6 使智慧環(huán)境監(jiān)測(cè)更具保障

政府應(yīng)該認(rèn)識(shí)到智慧環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要性，投入更多的資金，確保制度體系是完善的，增強(qiáng)專業(yè)人員各方面的能力，樹立質(zhì)量管理思維，確保傳感器等設(shè)備是精準(zhǔn)的，可以被廣泛應(yīng)用。在這個(gè)過(guò)程中，還需要加大力度研究現(xiàn)代化程度較高的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，打造物聯(lián)網(wǎng)共享平臺(tái)，達(dá)成數(shù)據(jù)共享目標(biāo)。

對(duì)于智能環(huán)保監(jiān)測(cè)模式進(jìn)行應(yīng)用，降低人力資源消耗，可以有效降低管理需要投入的資金，提高環(huán)境日常管理能力。對(duì)于環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提升管理的精細(xì)化水平，可以為風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)、生態(tài)修復(fù)等工作的開(kāi)展提供支持，使操作更加輕松、科學(xué)，達(dá)成全天監(jiān)控環(huán)境要求，為應(yīng)急處理工作的開(kāi)展提供支持。總之，進(jìn)行智慧環(huán)保平臺(tái)監(jiān)測(cè)，不論是從經(jīng)濟(jì)還是從現(xiàn)實(shí)應(yīng)用來(lái)看，都能夠創(chuàng)造較多經(jīng)濟(jì)收益，需要相關(guān)人員進(jìn)行推廣，為環(huán)保行業(yè)的發(fā)展提供支持。

5 結(jié)語(yǔ)

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為立足點(diǎn)開(kāi)展智慧環(huán)境監(jiān)測(cè)，能夠達(dá)成動(dòng)態(tài)管理環(huán)境這一目標(biāo)，進(jìn)一步改善檢測(cè)質(zhì)量。借助于互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)展數(shù)據(jù)傳輸，可以對(duì)于數(shù)據(jù)分析、應(yīng)用，提升決策的科學(xué)性，為環(huán)境保護(hù)管理部門及需求者提供數(shù)據(jù)作為保障，達(dá)成環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無(wú)線化這一目標(biāo)，為社會(huì)的發(fā)展創(chuàng)造較多經(jīng)濟(jì)收益和社會(huì)效益。