物联网技术在生态环境中的应用范文

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我国于1970年开始着手环境监测工作，受经济、技术、人力等方面的影响，我国生态环境监测工作尚不完善，再加上时间、天气、距离等因素的影响，我国生态环境监测的结果及效率皆不尽人意。随着科学技术的发展，物联网技术逐渐兴起，在进行深入研究与分析之后，我国正式将物联网技术引入生态环境监测当中，并发文加强物联网技术的发展与应用。

1物联网技术

1.1物联网的基本概念物联网，简称IOT，是一种基于互联网并将信息交流范围朝物与物之间联系的方向进行扩展和延伸而产生的一种新型的信息技术。物联网的定义源于1999年的麻省理工学院的专家们，其将物联网定义为按照相关协议，利用各种信息传感设备如射频识别、红外感应器等，连接互联网与物体，并通过对信息进行交换和通信的方式，从而实现物体识别、定位、跟踪、监控及管理等方面智能化和网络化的一种新型网络技术[1]。总体而言，物联网就是利用传感器，通过连接互联网和物体，从而实现物体的智能化管理。物联网技术的使用将人类的生产和生活与互联网相互连接，再对资源进行充分利用，提高社会劳动生产率的基础上实现了人类生产、生活的智能化、网络化。

1.2物联网的架构物联网的架构有三层，包括感知层、网络层和应用层。感知层主要是指物联网系统的传感设备，如RFID标签、GPS、传感器、摄像头等。感知层就像是人类的皮肤和感官，用于与外界事物进行接触并感知外界事物，感知层主要是用于识别并采集物体的各类信息。网络层主要是指物联网系统的通信信号和网络中心，如网络管理中心、监控中心、信息处理中心等。网络层就像是人类的神经中枢和大脑，将所收集的信息传输至监控中心并进行处理。应用层主要是指物联网系统的应用范围和方向。应用层就像是人类社的行业分工。现物联网技术已广泛应用于各行各业，根据行业物点，不同领域在利用物联网技术的基础上建立了具行业特色的物联网系统，物联网技术的使用有效实现了行业发展的智能化和网络化。

2物联网技术在生态环境监测中的应用

2.1大气监测物联网技术应用于大气监测主要是对大气进行流动监测和固定在线监测两种方法。流动监测不但可实现监测功能，同时还可具预报功能。流动监测是未来我国物联网技术应用于大气监测的主要方式。固定监测是指通过在排污口安装监测设备，同时在监测范围内以网格的形式安装传感器的方式对大气进行监测的一种方法。一旦监测范围内的大气发生了变化，相关工作人员通过网络迅速接收到传感器所感知到的信息并对其进行分析，加快了问题解决的速度，同时还提高了决策的科学性，为制定预防计划提供了信息依据。据了解，现我国已有多个城市建立起了完善的空气智能监测系统，以对空气常规指标进行实时监测，如武汉市。据统计，武汉市现已拥有8个监测子站，监测系统利用传感设备对大气中各种气体的数据进行了采集，包括二氧化硫、可吸入颗粒、氮氧化合物等，并将所采集的数据利用物联网系统的网络层传输至监控中心，从而实现了对大气的实时智能化监测[2]。

2.2水质监测水质监测及对水质进行评价等工作促进了水资源的保护、管理、开发及利用等工作的顺利开展，为水资源的全面管理提供了真实有效的数据依据。水质监测的范围相对较广，其不但包括工业排水及已被污染的天然水，而且还包括未被污染的自然水。水质监测工作不仅仅是观察和判断水质质量，而且还要充分了解水质当中所含有的有毒物质。若发现水质当中所含有毒物质量超标，则应立即向上级进行报告并及时采取防治措施。我国水质监测包括饮用水监测和水体污染监测两方面，其中利用物联网技术进行饮用水监测主要是通过在水源地安装传感器等设备，对居民用水水源地的水质进行实时检测，并对每日的检测结果进行分析，以及时了解当地水质情况，为相关管理部门制定相应的水资源保护、管理、利用等计划提供科学的信息依据。利用物联网技术进行水体污染监测则主要是对工业废水进行监测，包括污染源的生产设施及污染治理的相关设施，通过采集这些设施的相关参数，结合企业的生产工艺，以对工业企业的生产设施的污染物排放量及污染治理设施的治理效果进行监测，从而避免重大污染事件的发生，有效保护水质环境。

2.3生态监测物联网技术在生态监测中的使用主要是先对所要监测的区域进行分簇划分，将要实施监测的区域划分成各个分簇，然后再根据分簇的噪声、湿度及温度等情况以及监测需求安装相应类型的传感器，通过传感器来采集各类监测数据，然后再将所采集和收集到的数据传输至控制中心。在生态监测当中应用物联网技术不但使所采集的远程生态监测数据更加可靠，而且还使得数据传输更加及时，同时通过在监测区域内安装移动Agent节点，还可建立实时二维定位表，为数据的传输提供了最优路径，有效降低了网络能耗[3]。

2.4海洋监测物联网技术在海洋监测中的应用主要是结合了传感网及互联网，在所要监测的海域范围内的海塔之间采取搭建无线传感器的方式，利用传感器的节点来监测和采集海洋中的各种物质含量，如营养盐、重金属、有机磷农药等，然后将所采集的数据通过无线发射装置传输至监控中心，最后利用数据末端对所接收的数据进行处理。这就是利用物联网技术所建立的一个海洋环境智能监测系统。在这个系统当中，每一个节点都可连接不同的传感器，在实际工作当中可根据监测的具体情况来调整传感器的安装位置。

3存在的问题及发展趋势

虽然目前物联网技术已广泛应用于各领域和行业，但其仍存在部分问题，主要表现在以下方面：第一，未掌握关键技术，如传感器及云技术等方面技术，在很大程度上制约了物联网技术及产业的发展。第二，技术标准未实现统一。物联网三层架构当中每一层都有其各自的标准化组织，包括技术接口、协议等，但三层架构的却没有一个统一的标准，使得物联网系统稳定性较差。第三，网络安全问题。现物联网技术仍存在较多网络安全问题，网络漏洞的存在及网络黑客的攻击随时都会使得数据发生泄漏或遗失。在未来的发展当中，物联网技术将不断完善，在生态环境监测中的应用也将得到推广，其不但会应用于大气、水质、生态、海洋等方面，而且还会实现土壤监测、噪声监测、电磁监测等。同时随着科学技术的不断发展，物联网技术将实现更深层次的网络化和智能化，物联网系统的配备将更加齐全、完善，使物联网技术能更好地应用于各领域，从而提高各领域的生产效率，发挥出更大的作用。

4结语

物联网技术的使用加强了人与人、人与物、物与物之间的信息交流，是现代化科学技术以及社会经济不断发展的产物。在生态环境监测当中应用物联网技术一方面弥补了传统监测方式的不足，另一方面提高了监测的工作效率，有效促进了生态环境监测的发展。随着科学技术的进一步发展以及生态环境的监测需要，物联网技术在未来的发展将会越来越完善，在生态环境监测当中也会发挥着越来越大的作用。

参考文献：

[1]王希杰.基于物联网技术的生态环境监测应用研究[J].传感器与微系统，2011.

[2]张泽伟.关于环境监测中物联网技术的应用探讨[J].科技创新与应用，2015.

[3]李晓雪.物联网技术在生态环境监测中的应用分析[J].新技术新工艺，2015.

作者：师晓利 邵彧 单位：郑州大学西亚斯国际学院