论物联网技术在环境监测中的具体应用

论物联网技术在环境监测中的具体应用

汪礼广

宁夏宇信通智能科技有限公司 ， 宁夏 银川 750004

摘要：科学技术和生产力水平的提升一定程度上推动了社会的进步，社会经济在快速增长的同时环境污染也成为了当前社会亟待解决的生态问题。尤其是以石油化工、建筑行业为代表的第二产业在推动我国经济社会发展的过程中也造成了大量的环境污染。基于人类社会可持续发展的需要，世界各国在环境保护方面普遍达成了共识，除了对污染问题的治理外，环境监测也是生态环境保护中的重要工作内容。近年来越来越多的新技术和新设备被用于环境监测当中，并在其中发挥了重要的作用，包括物联网技术在内为我国社会经济体制平稳转型提供了重要的技术保障。

关键词：物联网；环境监测；生态环境保护

物联网技术作为第三次信息科技革命的产物，在我国的信息技术领域以及传媒领域占有重要的地位和研究价值。物联网的核心理念在于实现万物互联，即将高度发达的网络技术运用于日常生活中的各种事物，如家电、车辆以及建筑等，从而实现人与物、物与物之间的连接，本质上是人类社会与物理系统的整合技术。受到国情以及科学水平方面的限制，我国在传感器等关键技术上的研究在很长一段时间内都处于较为滞后的水平，基于党和国家对于发展信息技术产业的高度重视以及领域内科研人员的持续努力，中国已经成为物联网国际标准制定的主导国之一^[1]。近年来领域和行业合作的不断扩大，推动了物联网技术与环境保护有效融合，大量的物联网技术产物在环境监测中发挥了积极的作用，基于物联网技术的环境监测和污染治理将成为今后环境保护工程的主要发展方向。

1、物联网技术关键技术分析

1.1传感器技术

作为实现测试与自动控制的重要环节，传感器技术是自计算机诞生以来应用范围较广、理论研究较为深入的一项技术。现阶段我国所采用的计算机系统多是基于对数字信号的处理，将模拟信号转换成数字信号进行处理。传感器作为信息获取的重要手段是信息技术的三大支柱之一，同时也是物联网从概念变为实质的重要技术。

1.2RFID技术

RFID技术是自动识别技术中的一种，通常来说由阅读器、电子标签以及应用软件系统三个部分组成，能够通过WLAN等实现对物体信息的采集和处理等工作。RFID技术被大量应用于门禁以及信息溯源等领域，在物联网技术中有着较为广泛的应用前景。

1.3嵌入式系统技术

相对于上述两种技术，嵌入式系统技术的领域构成相对复杂，涵盖计算机技术与科学以及集成电路等多个技术领域，被广泛应用于国防、航天以及民用等多个领域^[2]。嵌入式系统技术在物联网技术中扮演着“大脑”的角色，负责对接收到的信息进行分类处理。

图1 物联网技术关键技术

2、物联网技术在环境监测中的具体应用

2.1在水质监测处理中的应用

随着我国工业现代化建设的不断推进，工业生产在推动社会经济增长的同时也对各地造成了不同程度的水环境污染，不仅难以治理还可能对周边生态环境内的生物多样性造成危害。长期以来环境工程师在水环境的监测中大多采用抽样检验的手段，尤其是在农村污水处理项目中进行抽样监测不仅难度较大还会耗费大量的时间和人力，并且难以反映水环境的整体质量。物联网传感器技术在污水检测中的应用能够满足对大范围水环境质量的监测需要，并且能够在解放人力的基础上实现全天候的监测，以满足不同时段下水环境的整体水质情况分析，避免随机性带来的误差。基于物联网技术对收集信息的快速识别和处理，能够为环境工程师对水环境中存在的各种物质进行鉴别，鉴定的结果便于市政部门在水资源开发和利用上进行决策^[3]。

图2 基于物联网技术的城市水环境监测

2.2在大气环境监测中的应用

大气环境监测手段多是基于人工，通过设置时间周期的方式定期收集和处理大气环境信息，能够监测一段时间内大气环境质量以及其中的主要污染物。但是由于数据收集和处理的程序相对繁琐，并且难以对其中的各种污染进行高效鉴别。近年来我国的多个北方城市在大气环境的监测中引进了物联网技术，在有毒物质区域或者是人口密集地区安装物联网传感器，能够显著扩大监测的范围，并且能够实现大气环境中各种污染物的动态监测。在传感器覆盖的范围内一旦出现指标剧烈变化的情况，通过收集的信息能够更深层次的分析一段时间内的大气环境问题。用于大气环境监测的物联网传感设备占地面积相对较小，安装方便快捷，能够满足工业企业对废气排放监测以及气象部门在大气环境监测中的应用。

2.3在重金属监测中的应用

化工企业在生产过程中产生的“三废”中含有大量的重金属物质，如果大量排放到自然环境中不仅会对生态环境造成破坏，还会对周边居民的健康构成威胁。现阶段我国各地的环境监督机构对生活用水、地表水以及工业废水的监测要求不断提高。以往的不少监测设备在面临一场监测情况时往往只能以零值或者超量程值进行显示，无法满足重金属综合监测要求。物联网技术在环境重金属监测中的应用能够实现有效地满足环境监督机构对重金属种类和浓度等属性的监测需求

^[4]。基于物联网技术的重金属监测设备主要包括控制单元、计量单元以及检测单元等，元件构成相对简单，通过网络终端对收集的数据进行实时分析有效实现物联。

3、物联网环境监测的发展趋势

3.1构建物联网环境监测体系的统一共享平台

生态环境保护和环境问题的治理向来是我党在国家治理工作中的重心，尤其是在可持续发展关键以及“双碳”理念提出后，更是将环境监测工作提到了新的高度。在基于物联网技术开展对环境质量的监测工作中，国家环境保护部门以及工信部等部门应当尽快制定规范方案，引导环境保护领域和物联网技术领域成立跨领域和行业联盟，推动物联网技术的快速发展以及在环境监测中的应用和普及。各地环境监测机构需要在上级部门的统一领导下有序推进物联网技术，强化人才储备，建立跨地区的物联网环境监测体系，共享环境监测和治理经验，通过互联网平台实时发布大气环境、水环境质量信息，推动物联网环境监测工作标准化和透明化。

3.2提高环境监测物联网技术水平

在现阶段环境监测中，物联网技术还是一个相对新颖的技术和理念，基于设备经费和人员专业性方面的限制，物联网技术在我国各地的环境监测中全面普及还尚需时日^[5]。对此应当加大新技术技术的研发力度，推动与环境监测领域的合作，逐步降低设备和技术成本。同时各地也要加大人才储备，尤其是要培养跨信息技术和环境监测的复合型人才，各地因地制宜在环境监测中逐步提高物联网技术水平。

4、结语

综上所述，物联网技术与环境监测相互融合对提高我国环境监测的质量具有重要的意义，是推动我国生态文明建设的重要手段。物联网技术的应用无论是在提高监测效率还是解放人力来说都有一定的价值，各地在发展和推广物联网技术时应当结合具体情况探索发展路径，结合各地环境监测和环境问题治理现实需求逐步构建跨区域的物联网环境监测体系，提高环境监测的信息化水平。

参考文献

[1]邝春洪.基于物联网技术的生态环境监测应用探究[J].皮革制作与环保科技,2021,2(20):149-150.

[2]周斌.基于物联网技术的水质监测系统设计与实现[J].智能城市,2021,7(20):7-8.DOI:10.19301/j.cnki.zncs.2021.20.004.

[3]张竞超,翟乃琦,王一博,云利军.基于物联网技术的仓储烟叶霉变状态智能监测方法研究[J].湖北农业科学,2021,60(20):167-170+178.DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2021.20.034.

[4]李宇佳.基于物联网技术的大气污染环境监测及其治理研究[J].能源与环保,2021,43(10):12-16+22.DOI:10.19389/j.cnki.1003-0506.2021.10.003.

[5]韩立,王栓宝,宋胜女,刘苏.物联网技术在智慧环境监测中的应用研究[J].无线互联科技,2021,18(19):86-87.