环境监测物联网技术

环境监测物联网技术（精选十篇）

环境监测物联网技术 篇1

1.1 环境监测的内涵

环境监测自20世纪70年代开始进行,目前是对于当前环境的评价质量趋势的一种重要手段,对于环境监测概念没有统一的定义,伴随着工业的发展变化,研究涵盖了从环境污染到环境质量等各个方面的监控,对于环境监测的过程一般来说,分为三个步骤,首先是要进行有目的的样地调查,对于样品进行收集与处理,并且要遵循污染源的排放规律;其次,要确保样品的真实性,收集到的样品要进行测试分析,将取得到的结果进行分析与处理;最后,将得到的数据进行整理,根据相关的标准进行评估,最终确定其综合指标。

1.2 物联网的概述

物联网技术出现与20世纪90年代,最初由美国麻省理工学院提出,主要是指所有物品通过传感器与网络进行连接,进而实现对物品智能化识别的一种技术。时代在变化,物联网的应用也在逐步扩大,因此定义也越来越广阔,一版来说,物联网就可以理解为一种通过网络进行传输,感知装置进行信息的处理,数据的计算,并且挖掘出相关的信息,最终,使物与物或人与物之间进行连接,是一种通信技术与网络技术的延伸。

1.3 物联网的体系结构

物联网的结构较为复杂,且形式多样,对物联网的体系结构主要包含三个层面,即感知层、网络层和应用层。

感知层作为物联网技术的核心层,主要是将物理世界与信息世界通过一些硬件设备进行连接,比如射频标签的读写器、二维码的识别读取器、摄像头等设备,作为物联网的基础,主要是负责对环境或是物质的属性等进行感知的。网络层主要是负责把感知层所收集到的信息进行传递,最终输出到应用层,也可以说是物联网的大脑,应用层的主要的功能是进行数据的汇总与转换,通过支撑平台的子层来进行数据的处理,在应用服务的子层进行相关行业的应用。

2 物联网技术在环境监测中的应用

物联网技术的不断发展已经应用到各行各业之中,比如电子商务的智能物流、家庭可使用的智能家居、医疗部门所使用的医疗检测等,但环境监测则是物联网技术最早所涉及的领域。

2.1 大气监测

目前人们越来越重视空气的质量,因为它直接影响着人类的健康,对于物联网技术在大气监测中的应用,主要是可以通过互联网来监测某一点位大气所发生的变化,传感器可以通过节点将监测到的数据进行上传到感知层,感知层则传递到应用层,最终对程序进行处理,当一些有毒有害气体或是单位超标的排放,都被监测到,及时通知环保相关执法机构,对其进行处理和整治,来确保大气质量。

2.2 水质监测

水是万物之源,水的质量更是受到老百姓的关注,通过物联网技术对水质进行监测主要包括对饮用水的监测和水污染的监测。饮用水是人们的生活保障,主要是通过在水源进行传感器和摄像头等设备的安装进行监测,将水质中的各项指标的数据进行上报,包括水质的酸碱度、二氧化硫以及、铁等各种元素的监测,当发现饮用水受到污染时,则发生报警,这样就将污染的信息反馈到相关的排污单位和监测中心,及时地对污染事故进行处理,避免出现重大范围的污染事件。

除此之外,物联网技术在环境监测中的应用还包括土壤的监测、电磁辐射的监测、森林植被的防护等方面,对环境治理等都提供了可靠的信息支持和智能化的安全保障。

3 基于物联网技术的环境监测系统的架构

根据环境监测系统的特性,进行系统的架构,系统主要包含两个子系统,即现场机系统和监测平台。

现场机系统主要是在现场机上进行运行,负责现场仪器的数据采集,对数据进行处理与打包的操作,在将这些数据进行发送,最终发送到监测平台之上。主要包含数据采集、数据传输、参数设置以及控制这四个模块。

监测平台则运行在监测服务器之上,主要负责对现场机上采集到的数据进行接收,然后进行处理的操作,将处理之后的结果给监测人员进行展示,主要包括为数据传输、数据管理、综合查询、基本信息管理、地理信息系统、控制、环境预报警、视频监控和SMS短信九个功能模块。以下主要介绍环境视频监控、地理信息系统、SMS短信3个功能模块。

3.1 环境视频监控

环境视频监控这一模块主要是对现场的监测进行可视化的效果,首先可进行视频的浏览,这是最基本的功能,在线就可以观察现场的情景,并且可以根据不同的摄像头位置进行切换监测,在监测的过程中,可以根据相应的时间进行视频的搜索,也可以将这些视频进行保存到相应的路径之下,以便再次查看。当发现系统当中要寻找某些污染源等的设备名称的时候,就可以通过检索实现查找,对这些视频文件再次进行播放,来对所需要的画面进行抓屏的操作,这就是环境监测视频的回放与图像的抓拍,另外还有云镜的控制,也就是通过向摄像头来进行指令的发送,来对摄像头的移动速度和云镜的移动等进行载入与保存的操作。

3.2 地理信息系统

地理信息系统GIS,这是一种对空间数据进行管理研究的技术,主要是按照地理坐标的不同或空间位置的不同,来选择有效的数据进行管理,对于环境监测肯定是需要多个点位的操作,通过对地理信息系统的研究,可以直观地观察资源和信息的现状,可以对环境进行有效地监测,更加直观的手段和方式,能够更加真实、有效、准确地反应相关的信息。

3.3 SMS短信功能

利用SMS的短信功能可以实现将污染的超标监测点的信息或者是超标的物质等污染源的信息进行发送,发送到监测人员的手中,由于监测人员有时候并未在监视仪器设备之前,但是通过短息功能也可以随时随地地接收到相关的环境污染的信息,及时地掌握,这样当出现突发事情的时候,可以及时地处理,提高了处理时间的能力与效率。

4 物联网技术在环境监测中存在的问题

尽管物联网技术在环境监测中为环境的保护等带来众多的便利,但同时将物联网技术应用到环境监测之中仍然存在许多问题亟待解决。

4.1 环境传感器功能单一

环境监测的感知层目前来说存在的最大问题就是传感器的功能较为单一,正是由于他的单一性,所以对监测的污染物的种类也受到一定的局限性,可靠性也大大降低,而可以监测到全面一些的化学分析类为主的监测仪器,通常都是靠国外生产进口的,这样极大地增加成本以及维护的价格也较高。再加上环境监测网络层则主要是依靠于现有的通信系统网络,因而对于较为先进成熟的技术则很难兼容与对接,最终使大量的信息资源整合起来难度加大,也无法进行综合应用。

4.2 缺乏统一的技术标准

就目前来看物联网的体系会涉及许多的标准,而且相对较为复杂,如射频技术的标准,云计算的标准,信息安全的标准等等,标准化则是最为物联网技术首先要解决的问题之一,对于大规模部署的重要技术之一,不具有大规模部署的技术就不能称之为物联网,因而,要想将物联网技术的研究更加的标准化,就必须要制定相应的标准且进行研究。

4.3 技术人员结构不合理

目前来说,在我国进行环境监测从业人员是良莠不齐的,有的是大学教师,有的是技术人员,有的是专门的科研人员,有的则是普通工人,这样就出现了技术人员的结构是不合理的,要进行相应的重组与优化,要根据环境监测的实际需要为出发点,面对不同的工作性质要设置不同的人员,要从人员的机构进行分析,对不同的学历、不同的技术、不同的操作能力等各个方面进行考量,设置到不同的岗位之上,使人员的结构配置更加的合理化。

4.4 环境监测系统的整体管理水平有待提高

我国的环境监测系统目前来说尚不完善,尽管受到极大地重视,但是整体的管理水平却不高,受到诸多因素的束缚,比如体制方面等,整体的管理水平低下,同时,又面临着安全问题,物联网技术进行环境监测的系统是特别需要对物联网网络安全等体系结构进行研究,必须要对制度进行管理完善,使环境监测系统的整体管理水平更加地适应实际工作的需要。

摘要：物联网技术作为继计算机技术互联网应用之后的第三次信息产业浪潮,已经应用到众多领域之中,同时,伴随着工业化进程的加快,带来了环境污染等制约经济发展的问题,已经备受人们的关注与重视,对环境进行监测与保护已刻不容缓,将物联网技术应用到环境监测之中,既可以有效地对环境提供实时性的监测,又可以通过信息共享与辅助决策,来为环境监督与管理提供重要的数据依据。因此,本文首先对环境监测以及物联网的相关内容进行概述,分析当前物联网技术在环境监测中的应用现状,再对基于物联网技术的环境监测系统进行架构,剖析其存在的问题,进而加以总结。

什么叫物联网_物联网关键技术 篇2

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是：“Internet of things(IoT)”。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。

物联网技术

在物联网应用中有三项关键技术

1、传感器技术：这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道，到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。

2、RFID标签：也是一种传感器技术，RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。

3、嵌入式系统技术：是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变，以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见;小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活，推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把物联网用人体做一个简单比喻，传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官，网络就是神经系统用来传递信息，嵌入式系统则是人的大脑，在接收到信息后要进行分类处理。这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。

物联网误区

误区之一

把传感网或RFID网等同于物联网。事实上传感技术也好、RFID技术也好，都仅仅是信息采集技术之一。除传感技术和RFID技术外，GPS、视频识别、红外、激光、扫描等所有能够实现自动识别与物物通信的技术都可以成为物联网的信息采集技术。传感网或者RFID网只是物联网的一种应用，但绝不是物联网的全部。

误区之二

把物联网当成互联网的无边无际的无限延伸，把物联网当成所有物的完全开放、全部互连、全部共享的互联网平台。实际上物联网绝不是简单的全球共享互联网的无限延伸。即使互联网也不仅仅指我们通常认为的国际共享的计算机网络，互联网也有广域网和局域网之分。

物联网既可以是我们平常意义上的互联网向物的延伸;也可以根据现实需要及产业应用组成局域网、专业网。现实中没必要也不可能使全部物品联网;也没必要使专业网、局域网都必须连接到全球互联网共享平台。今后的物联网与互联网会有很大不同，类似智能物流、智能交通、智能电网等专业网;智能小区等局域网才是最大的应用空间。

误区之三

认为物联网就是物物互联的无所不在的网络，因此认为物联网是空中楼阁，是很难实现的技术。事实上物联网是实实在在的，很多初级的物联网应用早就在为我们服务着。物联网理念就是在很多现实应用基础上推出的聚合型集成的创新，是对早就存在的具有物物互联的网络化、智能化、自动化系统的概括与提升，它从更高的角度升级了我们的认识。

误区之四

把物联网当成个筐，什么都往里装;基于自身认识，把仅仅能够互动、通信的产品都当成物联网应用。如，仅仅嵌入了一些传感器，就成为了所谓的物联网家电;把产品贴上了RFID标签，就成了物联网应用等等

环境监测物联网技术 篇3

【关键词】物联网技术；环境监测领域；应用研究；讨论

环境监测主要是对生态环境的水资源、动植物等进行记录、采样、研究等，从而明确人类活动对环境的影响，以及环境的现状，并制定合理的措施，促使环境的质量能够得到有效的控制，充分发挥环境的承载能力。物联网技术在环境监测领域的应用，主要是将网络技术与探头相连接，并通过物联网技术将所收集的信息传递给环境监测人员，由监测人员对环境的信息，提高环境监测的质量，提高资源的利用效率，促使环境的质量的有效提升。

一、物联网技术与环境监测的相关概述

（一）物联网技术。物联网技术是以信息技术为基础，得到延伸和扩展，可以有效的实现物与物之间的连接、人与物之间的连接、人与人的连接，综合的对传感器、GPS等设备和技术进行使用，实现智能控制和管理的重要网络系统，物联网技术的使用，可以使得信息传递的质量和效率得到有效的控制，尤其是应用到环境监测中，通过传感器对环境的相关信息进行收集，借由物联网，将信息传递到监测人员的移动终端，在实际的使用过程中，可以不受地域时间的限制，促使信息传递的质量和效率得到有效的提升，为环境监测和环境管理提供基础。而且，通过物联网技术的应用，可以由能力较强的计算机对所收集的数据信息进行整合分析，促使环境保护质量的提升。

（二）环境监测。环境监测是符合现阶段的生态经济和低碳地念的重要部分，主要是通过区域范围内的环境监测，对环境的质量和变化趋势进行判断，并为环境保护提供基础治疗，促使环境保护的质量可以得到有效的提升。通常情况下，环境监测的主要分为：（1）科学的对环境监测点的样品进行采集，并对样品进行保护，选择具有代表性的样品点。（2）由实验室对采集样品进行实验分析。（3）结合实际治疗，对实验的数据进行分析和整理，促使环境评价和管理的质量更加合理。

二、物联网技术在环境监测领域的应用

随着物联网技术的不断进步与完善，物联网技术的应用逐渐变廣，使得物联网技术具有良好的发展前景。将物联网技术应用到环境监测领域中，可以有效的提高环境监测的有效性与合理性。

（一）海洋监测。物联网技术应用到海洋监测中，主要是对传感器网络、物联网技术的使用，将传感器网络置于监测点中，并由无限信息传递的方式，使得信息可以得到有效的传递。置于监测点中的，对海洋中的重金属、富营养等污染情况进行监测，从而有效的获得海洋的信息，为环境监测提供参考，使得不同连接点都能获得监测点的情况，有效提高海洋监测的质量。

（二）大气和空气监测。大气和空气质量监测主要是对大气环境进行监测，并对大气降尘检测、在线质量监测，明确大气的空气质量情况。物联网技术在环境监测领域中的应用，主要是通过自动监测站的对空气的质量进行实时监测，从而有效的实现空气质量的检测，促使管理人员对空气的真实情况，制定合理的管理措施，提高大气监控的质量，减少空气质量对人们身体的监控的影响。此外，针对空气污染的严重的区域进行监测，并对一些易燃易爆区进行监测，物联网技术对空气内部污染物和易燃易爆物的浓度进行判断，如果超标传感器会发出报警信号，规避安全事故的发生。

（三）水质监测。水资源是人们赖以生存的重要资源。如果水体污染，必然会影响人们的身体健康和生活质量。通过水体监测，可以对饮用水和水体污染进行监测，由传感器对水体内部的进行信息进行采集，结合实时监控对水体环境的数据进行整合与进一步采集，并将信息传递到控制中，由控制中心对信息进行解读和分析，从而使得水体监测的质量可以得到有效的提升，促使水质监测的水平和效率可以得到有效控制。

（四）生态监测。生态监测主要是对监测区域进行划分，并根据监测区域的真实情况，科学的对传感器进行使用，由传感器对环境的情况进行监测，并由传感器收集的实时信息，借由物联网对信息进行传递，从而获得不同区域的生态环境。而且，物联网技术的应用，还可以使得信息的使用者通过移动终端进行信息的接收和传递，使得生态监测不受时间和空间的限制，可以清洗的对区域环境进行展示，为环境保护提供基础。此外，生态监测过程中，可以建立实时二维定位表，获得最佳的数据传输途径，促使传输效率和传输质量的提升。

三、物联网技术在环境监测领域应用的讨论

物联网技术在环境监测领域中的应用，可以适用不同的监测项目，结合监测的基本内容，科学的对传感器进行使用，从而使得传感器可以获得精准的数据信息，借由物联网技术实现数据的传输和共享，使得监测的精度和准确度都能得到控制，规避监测精度不准确的情况发生。物联网技术的使用减少传统环境监测的各类工序，促使环境监测更加合理有效，积极推动环境的保护。

结束语

随着信息技术的不断进步，物联网技术得到了极大的发展，将物联网技术应用到环境监测领域中，促使环境监测的精度、强度等得到优化，积极的推动环境监测的可靠性与准确性，规避各类不合理的情况发生，积极推动环境保护的质量提升，实现和谐生态环境的构建。

参考文献

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[2]阳奇.论环境监测中物联网技术的应用[J].资源节约与环保，2013，09：94.

[3]吴丹娜，江洪，张金梦，陈云飞，袁建.环境监测中物联网技术的应用[J].安徽农业科学，2014，10：3076-3079.

[4]卞金标.环境监测中物联网技术的应用[J].资源节约与环保，2014，05：54.

物联网技术在环境监测中的应用 篇4

关键词：物联网技术,环境监测,应用

信息化社会下的工程建设及企业项目,很多实施的板块中都加入了信息技术的应用。经过多年的研发,我国的物联网技术也获得了全面的发展,并被广泛地应用到各行各业,尤其体现在对环境污染的监测上,由于其具有防治环境污染的功能,因而使用规模不断地扩大,已然衍生到社会的多个领域当中,并产生了最为实际的效用。对于环境监测技术而言,物联网属于一种全新的技术,将其运用到环境监测中,不仅能够大大提升环境防治工作的总体效益,还可以拓宽现有的环境监测方法,使环境保护工作更加科学有效。它的功能主要体现在对环境信息的采集中,通过物联网,我们可以较好地搜集不同区域的环境污染信息,并进行实时分析,进而针对性地采用防治策略。同时,它还具有环境质量评估的作用,能够在基于环境污染信息的基础上,对环境质量进行准确的评估,进而进一步完善当前社会的环保工作。

一、物联网技术在环境监测应用中的意义

传统的环境监测技术大都是由人工进行的,同时也没有较好的监测仪器及设备,检测出来的数据十分有限,而且具有严重的不确定性,这种状况延续了相当长的时间,导致环境检测工作一直得不到较好的发展。直到物联网技术出现在人们的视线当中,这种局面被完全地改变了。其在环境监测中的应用,不仅为环境监测提供了一种全新的方法,而且将许多之前难以监测并记录的信息全面地记录了下来,使环境监测信息更加完善合理。比如,由于传统的环境监测工作主要是由人才执行,因而具有实效性较差的缺点,很多时候,监测人员只能对某片区域内的大致点进行环境状况概括和信息分析,之后会间隔很长一段时间再进行重新监测,而很多的环境问题并不是慢慢滋生的,会突然地出现,面对这种意外状况,环境监测人员往往不能及时地进行信息搜集,导致一段时间内的环境信息与实际地域内的状况截然不符,严重阻碍了环境监测工作的高效发展。现阶段,有了物联网作为环境信息搜集的基础,环境监测工作变得更加科学有序,不仅大大便利了监测工作的开展,还能够迅速监测到不同地域内的环境突发状况,采取及时的防治措施,使整个环境监测体系获得了极大的完善。

二、物联网技术在环境监测中的应用

(一)在大气环境监测中的应用

大气环境是环境监测工作中相当重要的内容,它需要监测人员采用科学的监测手段,对大气中的污染物进行一段时间内的观察,并记录其中的信息,进而进行分析,判断其环境质量数据是否处在国内的大气质量标准范围内。将物联网运用到其中,首先需要在选择的监测范围内,安装物联网传感器,对一段时间内出现的环境污染物进行监测。通常在选择监测区域的时候,会优先考虑人流量密集的区域,以确保大气的变化更加快速明显,收集出来的数据也会更加直接有效。通过物联网传感器的安装,环境监测部门能够对各个区域内的环境问题形成较好的监测,一旦某一区域出现问题,就会通过传感器迅速地反映到监测部门当中,给予他们一定的时间进行有效的防治,很大程度上改善了大气环保工作的质量。

(二)在水质监测中的应用

如今,随着人们生活水平的提高,加大了对饮食健康问题的关注,尤其是对于水质有了严格的要求。因此,在现代的环境监测工作中,水质监测也占据了很大的分量,与人们的健康有着最为直接的关系。物联网技术在水质监测工作中,主要用于对饮用水的监测。监测人员会把传感器安装在水源地域,并持续地对水质进行检测。此外,物联网还被运用于工厂污水的检测中,很多污染超标的水质是不能够直接进行排放的。通过传感器的监测,监测部门能够对各个工厂的污水状况形成严格的监控,一旦发生任何问题,可以迅速做出反应。

(三)在污水处理中的应用

环境监测工作的开展,并不仅仅存在于污染的源头检测中,许多时候,环境监测需要应用到环境防治工作的末端监测中。现如今,城市的污水污染状况十分严重,相关部门采取了一系列积极的措施进行改善,但是很多工厂及企业并没有严格地执行,为了提高利益和效率,经常将未经处理的污水直接排放出去,对环境污染的治理造成了相当大的阻碍。采用物联网技术,可以全天候地对污水处理状况进行监测,使污水处理过程更加科学有效。

总而言之,物联网技术的出现,无疑为环境监测工作提供了全新的工作方向和思路,为了提高监测工作的整体效益,监测部门应当合理地应用物联网技术,并加强对其的完善,使监测效益全面提高。

参考文献

[1]束慧,陈豪华,施佺.基于物联网技术的工业污染总量控制系统的设计[J].南通职业大学学报,2016(3).

[2]周巍,张蕊葳,钱骏,等.物联网应用于城市智能环保研究:以宁波为例[J].科技信息,2012(9).

[3]刘立媛.浅析美欧物联网发展和环保应用概况[J].中国环境管理,2014(6).

物联网技术 篇5

得分：3分

A.部分传统行业集中度相对偏低 B.具有较强国际竞争力的大企业偏少 C.技术密集型产业和生产性服务业比重偏高 D.加工工业和资源密集型产业比重过大

 2.根据世界银行的统计数据，2009年全球制造业第一大国是（）。（单选题3分）o o o o 得分：3分

A.日本 B.德国 C.美国 D.中国

 3.世界上首次证明工业控制系统本身也有漏洞的事件是（）。（单选题3分）得分：3分

o o o o A.2007年，俄罗斯黑客成功劫持Windows Update下载器 B.2010年，黑客袭击全球最大中文搜索引擎“百度” C.2010年，黑客攻击了伊朗核电站的离心机工业控制系统 D.1999年，黑客入侵美国国防威胁降低局的军用电脑

 4.对于现有的重大工程和生产装备，节能减排最有效的办法是（）。（单选题3分）o o o o 得分：0分

A.使用清洁能源 B.排污收费 C.加强法律监督 D.先进控制与优化  5.国家的地位首先是由它的经济实力决定的，而大国的经济实力主要由（）决定。（单选题3分）o o o o

得分：3分

A.农牧业 B.金融业 C.建筑业 D.制造业

 6.工业软件指专门为工业部门使用的软件，下列软件中属于工业软件的是（）。（单选题3分）o o o o

得分：0分

A.照相机内的嵌入软件 B.计算机操作系统 C.微软的办公软件 D.通用数据库系统

 7.“两化深度融合”是我国新型工业化、从“制造大国”走向“制造强国”的必由之路，“两化”是指（）。（单选题3分）o o o o

得分：3分

A.城镇化和信息化 B.工业化和信息化 C.工业化和城镇化 D.农业化和工业化

 8.下列选项中，不属于华盛顿邮报所列的驱动未来经济的颠覆性技术的是（）。（单选题3分）o o o o

得分：3分

A.高级机器人 B.云计算 C.移动互联网 D.核动力航母  9.工业软件指专门为工业部门使用的软件，下列软件中属于工业软件的是（）。（单选题3分）o o o o

得分：0分

A.微软的办公软件 B.计算机操作系统 C.照相机内的嵌入软件 D.通用数据库系统

 10.按照德国“第四次工业革命”概念，工业4.0是基于（）。（单选题3分）得分：3分

o o o o A.物联网和务联网的智能环境 B.第三次工业革命 C.第四道蜂窝移动通信技术 D.国家的巨额资金支持

得分：4 11.我国的自主创新能力不强，这主要表现在（）。（多选题4分）分

o o A.核心技术对外依存度较高

B.产业发展需要的高端设备、关键零部件和元器件、关键材料等大多依赖进口

o o

 C.外向型企业的数量越来越少，国家免除部分产品的出口退税 D.具有自主知识产权的产品少

12.美国国家基金委员会2006年提出CPS的概念，CPS是一类将数字化、网络化系统与物理过程密切整合的设备系统,下列选项中属于这一范畴的有（）。（多选题4分）o o o 得分：0分

A.智能机器人技术 B.节约灌溉技术 C.智能电网 o

 D.汽车电子控制系统

13.在工业信息化中应用M2M技术可以实现的基本功能有（）。（多选题4分）得分：4分

o o o o A.资产跟踪、供应链管理 B.远程监视、控制、诊断 C.产品技术方案的优化 D.故障设备的自动修复

得分：0分  14.当前，我国的产业结构不合理主要表现为（）。（多选题4分）o o A.技术密集型产业和生产性服务业比重偏高

B.空间布局与资源分布不协调，地区产业结构趋同，部分行业重复建设和产能过剩严重

o o C.部分传统行业集中度相对偏低，产业集聚和集群发展水平不高 D.一般加工工业和资源密集型产业比重过大

得分：0分  15.嵌入式系统的主要应用领域有（）。（多选题4分）o o o o A.数据应用 B.消费电子 C.移动通信 D.工业控制

得分：0分  16.下列产品中，应用了嵌入式系统的有（）。（多选题4分）o o o o A.汽车电子

B.MP3/MP4等消费电子 C.公共交通无接触智能卡 D.移动通信设备  17.根据美国国家情报委员会的“全球趋势2030 ”，未来一段时间内在信息技术方面需要重点发展的技术有（）。（多选题4分）o o o o

得分：0分

A.转基因技术 B.数据技术 C.智慧城市技术 D.社交网络技术

得分：4分  18.在重大工程中实现节能减排的途径有（）（多选题4分）o o o o A.采用先进控制和优化技术 B.通过生产工艺的技术改造 C.采用绿色化的工艺设计技术 D.对工程成本进行严格控制

得分：4分  19.下列事例中能说明我国是制造大国的有（）。（多选题4分）o o o o A.蛟龙潜水器下水 B.北斗导航系统的成功开发 C.神舟飞船上天 D.高铁设备的制造

 20.从经济、社会发展角度来看，未来社会的重要技术有（）。（多选题4分）得分：0分

o o o o A.健康技术 B.自动化技术 C.信息技术 D.资源技术  21.我国主要资源产出率、能源产出率、水资源产出率、矿产资源回收率、工业固体废弃物综合利用率、工业用水重复利用率等指标与发达国家相比有较大差距。（判断题3分）o o 得分：3分

正确 错误

 22.“颠覆性技术”是其出现能对原有产业产生颠覆性影响的技术。（判断题3分）得分：3分

o o 正确 错误

得分：3分  23.美国了提出“第四次工业革命”。（判断题3分）o o 正确 错误

 24.工业软件及其应用技术是现代企业核心竞争力，是“两化”深度融合的标志。（判断题3分）o o

得分：3分

正确 错误

 25.对中国制造企业而言，国内外市场远未饱和，这使我国依靠产品产量翻番来实现GDP翻番成为可能（判断题3分）o o

得分：3分

正确 错误

得分：3分  26.物联网和务联网将人、对象和系统联系起来。（判断题3分）o o 正确 错误

得 27.当前，围绕产品的服务所产生的利润远远低于制造产品。（判断题3分）分：0分

o 正确 o

 错误

28.从技术带动分，产业革命的阶段经历了三个阶段，“第三次工业革命”是电气技术带动的。（判断题3分）o o

得分：3分

正确 错误

 29.在全球制造业第一次大分工中，我国在国际分工中处于开发设计和市场销售环节。（判断题3分）o o

得分：3分

正确 错误

得 30.当前，我国产品的单位能耗居高不下，减排任务更为严重。（判断题3分）分：3分

环境监测物联网技术 篇6

摘 要：每年边坡失稳给国家的财产和人民的生命安全带来巨大的危害，而合理的监测技术是边坡预防和治理的关键所在。但是目前的技术手段缺乏系统性和实时性，远远不能够达到良好的监测效果。物联网由于具有实时性、智能化、精细化等特点，近几年被广泛的运用到建设领域。大数据思想的产生是让人们如何重新认识数据，如何挖掘数据背后的价值。在阐述物联网和大数据的基础上，介绍物联网和大数据在工程监测上的运用，最后展望该技术在边坡监测上的前景。

关键词：边坡监测；物联网；大数据；展望

中图分类号： TP391 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）18-158-2

0 引言

作為全球性三大地质灾害之一的边坡失稳塌滑严重危害国家财产和人民的生命安全。随着我国基础建设的大力发展，在矿山、水利、交通、建筑等各个建设领域将出现大量的边坡工程，这样不可避免的涉及一系列由边坡所产生的问题。因而要全面的认识边坡，从而达到有效的预防、治理边坡。其中，边坡监测是认识和治理边坡的关键，合理的监测是边坡整治的可靠技术保障。

目前，我国的边坡监测方法由过去的简易工具测量向自动化、精密化发展，其监测方法主要有简易监测法、设站观测法、仪表观测法和远程监测法[1]。虽然边坡监测手段众多，但是目前的边坡监测仍存在以下几个主要不足之处：①工作量大，消耗大量人力、财力、物力；②监测不够频繁，不能获得精确的边坡变化规律；③观测受外在因素影响，比如气候条件；④观测项目相互独立，不能将各种数据融合分析。

物联网技术是继计算机、互联网和移动通信网之后的新一轮技术革命浪潮[2]，它通过感知、通信和智能信息处理，实现物理世界的智能化感知、管理与控制[3]。物联网技术的兴起，为边坡监测提供全新的方法与手段。大数据是继云计算、物联网之后IT产业又一次颠覆性的技术变革，技术是大数据价值的手段，而大数据思想就是从很多“毫无关联”的数据中找到它们的相关性。这种思想类似于混沌理论，但是比混沌理论更为简洁的认识事物。对于由多种因素控制的边坡稳定性而言，大数据思想可以很好的发现边坡变化的相关性。

本文首先详细的介绍物联网和大数据的概念，在此基础上再介绍国内外物联网技术在边坡监测上的应用，最后指出目前物联网技术存在的一些不足之处并提出相关的解决办法。

1 物联网概述

物联网，简单的说就是实现物与物相连接的网络。其实现途径是通过装置在各物体之间的传感设备，比如有射频识别（RFID）装置、二维码、红外线感应器、全球定位系统等。传感器把收集起来的信息通过网络传送到信息承载体（云计算平台），然后实现人与物之间的智能化感知。

2 物联网技术构架

从物联网的概念可以得知，物联网的实现应该具有三个要求：①全面感知；②可靠传递；③智能处理。从技术层面上讲，即感知层、网络层和应用层。

感知层作为收集物体信息的来源，它的多样化与否直接影响到识别物体的准确性和全面性，感知层由各种传感器组成，有温度、湿度、二氧化碳浓度传感器、摄像头、GPS、RFID等等。这些传感器将从不同角度去识别物体。

网络层由互联网，私有网与云计算平台构成的，负责传递数据。其中云计算平台是其核心组成，它可以实现海量信息的智能处理。

应用层就是针对不同行业的各种应用，提取出同专业的信息并进行数据整合，达到智能化应用。

3 物联网的特点

从物联网的概述和技术构架可以看出，物联网具有如下特点：①实时性。它能不间断的收集、传递信息。②远程监控。传感器能够将采集来的信息通过网络传递，这样就可以达到远程监控的效果。③全面性。不同的传感器从多方面识别物体，能够充分的认识物体的变化情况。④统一决策。将不同的信息整合起来，充分认识到物体变化的主次矛盾，从而有针对性的采取相应措施。⑤创新性。物联网让我们从更多的角度认识世界。

4 大数据

4.1 大数据概念

物联网技术的广泛实现必须依靠云计算平台的应用，云计算平台能够存储海量的数据，而大数据技术又是云计算的核心，它能够从海量的数据中提取有价值的数据，然后进行处理。这种技术的存在能够快速的、有效地发现数据的价值和事物的本质。简言之，大数据思想是让人们认识到如何正确、有效地使用数据的理念。

4.2 大数据特点

大数据开启了一次重大的时代转型，改变了人们认识和理解世界的方式[4]，即世界就是数据，大数据被广泛的应用到各行各业。其主要特点有以下几个方面：①大量。②高速。③多样。大数据接收包括文档、音频、图片、视频等各种不同类型的信息。④价值。大数据的本质就是预测，从相关性的数据中发现问题的原因。

5 物联网技术在边坡监测的研究进展

随着物联网技术的兴起，物联网在建设行业得到很好的运用，比如桥梁健康监测、大坝安全监测、隧道变形监测、智能建筑安全系统等，然而在边坡等地灾的运用还是比较少。

5.1 国内外的研究与应用

目前，国内外对边坡监测研究主要集中在对其监控上，主要手段是通过“3S”技术和DDRS技术。“3S” 技术是遥感技术、地理信息系统、全球定位系统这三种技术的统称[5]。DDRS指的是数字减灾系统，利用遥感技术、全球定位系统、地理信息系统和计算机网络技术，用数学和物理模型来数字仿真，模拟灾害发生传播的全过程[6]。国内曹诗咏提出了将ZigBee无线传感器网络技术和北斗卫星通信技术相结合对滑坡的状态进行远程实时监测的方案[7]。何文娜首次系统化地提出了大数据时代物联网、云计算等技术在地质调查领域的融合性技术框架，探讨了物联网技术在地质资料管理、地质装备管理方面的应用方案，将其具体应用到公路高边坡地质灾害监测系统建设项目中[8]。

5.2 物联网技术在边坡监测上的不足

综上所述，虽然物联网技术在实际建设中得到了广泛的运用，特别是它具有远程操作、连续观测、自动采集、存储等优点，但是该技术在目前阶段还没有被成熟的运用。其原因有如下几个方面：①现有的一些操作仅仅涉及物联网技术上的感知阶段，没有真正意义上达到数据的整合处理。②对边坡的监测也仅仅是局部的监测，缺乏相关性的大数据，不能系统地认识边坡失稳的原因。③传感器没有达到技术要求。边坡所处环境比较恶劣，这就要求传感器具有耐腐蚀、防水、抗电磁干扰、低耗能、抗压等性能。④缺乏典型试验，没有统一的技术规范做指导。这样导致每个地方的数据不能够相互借鉴，从而丧失了大数据的意义。⑤缺乏监控预警临界点，容易错失治理的最佳时机。

6 物联网技术在边坡监测中的展望

毫无疑问，物联网技术和大数据思想是当前和今后一个时期监测边坡的重要方向，未来的监测手段会越来越丰富，监测精度也会越来越高，物联网技术的发展也会带动监测仪器的发展。可以预见，物联网技术在边坡监测有如下趋势：①传统技术和物联网技术的融合。以物联网技术为主，传统技术为辅，充分发挥各自的优点，达到全面监测的效果。②智能传感器的蓬勃发展。一些造价低、性能好的传感器将得到研究、开发和运用。③大数据会得到全面的认识。边坡失稳由内因和外因共同作用，传统的判断方法只是从单一的角度分析，而对大数据的分析就可以简化认识边坡失稳，因为所有的因素都体现在数据上，从数据中提取价值便是大数据思想的核心。④科学、系统的边坡监测体系的建立。从系统上考虑边坡问题，而不是从边坡的某个局部因素考虑问题。随着物联网技术的成熟，未来会从区域性的角度考虑边坡问题。⑤物联网规范的制定。统一技术指标，让各种各样的数据实现全面无缝对接，从而使物联网达到安全运营，信息化管理的要求。

参 考 文 献

[1] 罗志强.边坡工程监测技术分析[J].公路，2002，05：45-48.

[2] 王保云.物联网技术研究综述[J].电子测量与仪器学报，2009，12：1-7.

[3] 杨正洪.智慧城市：大數据、物联网和云计算之应用[M].北京；清华大学出版社，2014.

[4] 陆梦寒.针对地震大数据的分布式文件系统的研究与设计[D].中国科学技术大学，2014.

[5] 赵修雪.基于现代信息技术的开放式地理教学实践研究[D].山东师范大学，2009.

[6] 卢宪雨.基于网络地理信息系统的灾情查询系统[D].吉林大学，2006.

[7] 曹诗咏.基于无线传感器网络的滑坡监测研究[D].西南石油大学，2012.

环保物联网技术在环境监测中的应用 篇7

我国改革开放后, 工业的不断发展加剧了人们对自然资源的需求与生态环境的破坏, 直到20世纪70年代, 人们才开始意识到环境保护的重要性, 对环境监测工作也逐渐重视起来。传统的环境监测是使用人工采取样品进行试验分析的方式, 过程包括: (1) 有针对性地进行样地调查, 根据污染源的排放规律以及污染源所处位置的水文地理条件, 设置最优监测点位以获取最有空间代表性的监测数据, 提高采集样品的真实性、代表性; (2) 根据监测目的的具体要求, 选用相应的方法进行样品的采集、处理、保存以及运输, 使样品得到妥善管理; (3) 采用相应的标准, 对样品进行分析测试, 并将得到的测试结果进行分析处理; (4) 整理分析结果, 对应相关的标准, 作出综合评价[1]。这种传统的检验方式结果缺乏时效性, 且准确度不高, 需要耗费大量的工作量和成本, 不利于环境监测结果的质量和准确度。

自2010年《政府工作报告》[2]特别提出“加快物联网的研发应用”后, 物联网在环境监测方面已经进行了大气质量监测、地表水质检监测、生态环境监测、重点污染源监控和环境卫星遥感等方面的应用, 极大地提高了环境监测效率及质量, 是实现环境监测智能化、信息化的重要形式。

2 物联网在环境监测中的应用

物联网技术在我国环保行业中已开始初步推行。1999年, 原国家环保总局第一次在全国开始推广环境在线监控系统是物联网的最早探索和实践;2008年开始在全国31省、自治区、直辖市, 6个环保督查中心和333个地级市部署国控污染源在线监控系统, 该系统是物联网在环保领域的规模建设和行业级实践。2013年, 污染源自动监控有效传输率纳入政绩考核中[3], 推动政府开展环保物联网系统建设。近年来, 由国家财政投资, 全国约7000多个重点污染企业安装了自动监测设备, 通过互联网建成全国重点污染源监控系统。目前, 物联网已被应用于大气监测、水质监测、土壤墒情监测、生态监测、核辐射监测、噪声监测等多个方面。

面对日趋严峻的环境问题、环境保护和监测的海量多元数据以及日益复杂的应用需求, 为了推动环保桂林市也致力于研究物联网在环境监测中的应用。桂林市环境监测中心站通过自主开发, 开展环境监测信息化、环境遥感及GIS云平台的环境状况三维可视化综合分析以及高分辨率卫星影像的环境综合应用, 将物联网技术作为提高环境监测技术的一个重要手段, 2015年此项研究成果荣获得桂林市科学技术奖。

2.1 物联网技术在大气监测中的应用

物联网技术在空气在线质量监测中的应用, 主要是针对人流相对集中的敏感区, 在现有空气质量自动监测站点的基础上, 按照网格化布点的要求增加自动监测点的部署, 提高对该监测区域的实时监测, 确保该区域的空气质量[4]。我国在实际的环境空气监测过程中, 注重常规监测指标的实时监测, 通过对多个监测子站加以建立, 在传感器设备的应用中, 做好大气环境中可吸入颗粒物、一氧化碳、二氧化硫和氮氧化合物等污染因子的相关数据进行采集, 并借助网络, 将实时数据逐渐向监控中心传输, 最终实现环境空气自动监测。

桂林市不断加强物联网技术在大气监测中的应用, 大力推进环境空气质量网格化预警监测系统建设和新增空气自动监测站点建设, 截止2015年年底, 已完成空气质量预警监测系统网格划分工作, 将市区用44个预警网格进行覆盖。完成了11个县大气自动监测子站和市区8个大气自动监测站的建设, 市区8个空气自动监测站点分别位于电子科大尧山校区、市环保局监测站、龙隐路小学、八中、桂林旅游学院、桂林师院、临桂区环保局和桂林林科所, 实现了环境空气自动监测市区全覆盖。实时监测项目包括二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物、细颗粒物、一氧化碳、臭氧等。桂林市空气自动监测站点位分布图如图1:

从点位布置图看, 桂林市空气自动监测站均建设在人流相对集中区或重要敏感区, 并实现了环境空气自动监测市区全覆盖。但是, 目前桂林市空气质量严重下降, 列广西各城市之尾的严峻形势, 也暴露了桂林市日趋严峻的环境问题, 建议桂林市继续加大空气自动监测站点建设, 可在现有站点的基础上, 按照网格化布点的要求将空气自动监测点覆盖面向市区外围扩展, 扩大实时监测的监测区域, 及时了解空气质量及变化情况, 制定科学有效的预防措施, 从根本上解决桂林市环境空气质量问题。

同时, 桂林市已建立的环境在线监控系统中, 全市共有24家废气企业安装了废气污染源自动监测系统, 监测项目包括烟尘、烟气参数、二氧化硫、氮氧化物等。

2.2 物联网技术在水质监测中的应用

水质在线监测主要有饮用水监测和水质污染监测, 这两种类型的在线监测方法类似, 主要是在监测目的地布置各种传感器、视频监视等传感设备, 形成感知层, 然后经过网络层将数据传输至应用层, 应用层根据传感器的位置、数据采集时间等信息综合分析监测数据组成监测体系, 从而实现对水质、水污染源的监测和综合监管。

物联网技术在污水监测中的应用, 主要是将电子传感器直接放置在入水口和出水口处 (主要是出水口) , 实时监测各类污染因子的含量。目前, 桂林市已建立环境在线监控系统, 全市共有44家污水企业安装了水污染源自动监测系统, 监测项目包括PH、流量、化学需氧量、氨氮、总氮、总磷等。通过物联网技术的污水监测方法, 做到实时监测, 企业一旦排水不符合标准, 系统直接将监测信息传递给计算机, 通知企业和环保管理部门相关人员及时核查和处理, 避免污染事故的发生。另外, 桂林市已建有3个水质自动监测站点, 点位分别设置在:阳朔县龙头山码头、叠彩区大河南洲桥西岸和全州县黄沙河大桥东岸。监测项目为水温、浊度、电导率、CODMn、p H、氨氮、溶解氧等。但是, 目前桂林市水质自动监测站点建设存在站点偏少、监测参数较少的现象, 全市仅在漓江流域的上游、下游及广西与湖南的交接省控断面处布设了水质自动监测站点, 一旦地表水水质受到污染, 将很难及时掌握污染因子及污染源, 也无法采取应变措施保护饮用水源。建议桂林市下一步可根据环境管理需求, 增加在漓江中游和流域交界断面处水质自动监测站点的建设及监测项目。

2.3 物联网技术在生态监测中的应用

物联网技术在生态监测中的应用, 主要是将监测区域划分为若干个分簇区域。在分簇区域的监测过程中, 采用多个传感器节点, 通过对传感器进行设定, 实现水文质量、空气质量、光照强度、噪声、温度以及湿度等监测数据的搜集。同时, 会做好各类监测数据之间的信息控制, 实现环境监测过程中数据的采集和传输, 并注重数据传输的可靠性和实时性。在实际的监测过程中, 整个网络设置了若干个移动Agent节点, 通过对移动Agent节点的设置, 利用簇内传感器节点能耗实时建立起的二维定位表, 选择最优的路径进行数据传输, 使网络整体的能耗达到相对最低。桂林市生态监测发展较为缓慢, 目前未建成基于物联网技术的桂林生态监测系统。

3 物联网技术在桂林市环境监测应用中存在的问题

3.1 监控要素不够全面

由于现有的环境监测系统受限于设备条件, 目前桂林市只能覆盖部分水环境、空气环境等, 可监测的污染物种类也不多。重金属、噪声、土壤、生态环境等尚未纳入自动监控体系。

3.2 气环境、水环境、污染源自动监控建设尚处于初级阶段

目前桂林市气环境、水环境、污染源自动监控处于初级阶段, 受布点数量和布点区域的限制, 尚未覆盖全市所有的区县及污染源;大部分自动监控仅监管排污末端, 尚未监控全过程。

3.3 缺乏有效的统筹规划和建设标准

目前监测数据管理平台没有构建统一的标准, 数据标准规范未遵循统一标准, 不支持多个系统数据共享, 不支持企业、环保相关部门系统和信息平台间的数据级和应用级整合。水环境、气环境、污染源等监测数据管理系统大多是独立建设, 在数据共享、业务协同方面缺乏统筹规划, 导致重复建设、“信息孤岛”现象普遍、严重, 数据利用程度低, 难以支持便捷、高效的信息共享和污染因子综合评价。

4 应对策略

针对上述问题, 在物联网技术的实际应用中, 为不断改进, 增加物联网技术的应用效果, 提出如下建议。

首先, 加大环境监测物联网的监测内容, 通过物联网技术实现对水、气、声、核辐射、土壤、生态等环境要素, 特别是对核与辐射、危废、医废等危险源进行全方位的监测, 展开全面、有效的监管, 形成天空地一体化感知体系建设, 从而可以更快速感知影响城市环境、人体健康、生命安全的实时指标, 更全面感知污染排放、环境污染、应急事故的变化过程。

其次, 采用科学化管理方法, 对现有的管理制度进行完善, 改革不合理的管理制度, 使整体管理适应实际工作的需要。建立物联网监测数据集成共享机制, 构建完善的物联网监测数据共享平台, 统一发布物联网监测信息, 让政府部门与相关企业的信息能够相统一, 实现有效集成、互联共享。

最后, 改进物联网技术在环境监测中的应用水平, 提高信息处理系统的自动化和智能化。强化污染源追踪与解析, 建立自动预警系统, 对于超出标准的参数进行预警, 从而提高环境监测的准确性和智能化, 同时也提高环境风险防控和突发事件应急监测能力。

参考文献

[1]李国刚, 万本太.中国环境监测科技发展需求分析[J].中国环境监测, 2004, 20 (6) :5-8.

[2]温家宝.2010年政府工作报告[N].人民日报, 2010-03-04.

[3]国务院办公厅.《国务院办公厅关于印发<生态环境监测网络建设方案的通知>的通知》 (国办发[2015]56号) [Z].北京:国务院办公厅, 2015.

浅析物联网技术在环境监测中的应用 篇8

1 物联网技术和环境监测

1.1 环保物联网

物联网技术的本质特点在于实现物物相连, 可以将物体本身的信息通过先进的传感器和智能设备收集, 传输到信息平台上进行统一分析和管理。环境物联网在实际应用中范围涉及较广, 遍布全国各地, 是一种先进的对污染源监控和管理的信息系统。环保物联网逐渐成为当前治理环境污染的主要手段, 通过大量先进技术应用, 促使环境管理工作模式发生了本质上的转变。总的说来, 环保物联网在环境监测中应用具有十分深远的意义, 对于科学发展观贯彻以及环境保护起到了极大的促进作用[1]。

1.2 物联网和环境监测两者间的联系

当前, 我国对于物联网技术的研究逐渐深化, 为我国环保事业持续发展提供了坚实的保障, 对于人类社会未来持续发展同样具有重要意义。为了能够更有效地改善当前环境污染问题, 更要提高对于环境监测工作的重视程度, 将更多先进技术应用其中, 促使环境监测工作变得更加顺利。

2 物联网技术的应用意义

2.1 环保物联网的应用

在当前时代背景下, 物联网技术已经成为环境监测工作最为主要的手段, 在社会发展中所起到的作用也变得十分突出。环保物联网主要是强调在传统环保行业基础上, 进一步整合先进技术, 促使环境保护工作变得更加系统化、标准化。基于此, 我国颁布了一系列关于环境保护的相关制度和规范, 但是在环境保护方面尚未取得明显的成效, 受到了人们广泛关注。在环境保护领域中及物联网技术实际应用中, 可以实现对环境信息的采集、传输、分析及存储, 有助于提升环境保护工作成效和质量, 推动环境管理工作持续发展, 对于我国未来环境发展具有十分突出的促进作用。

2.2 物联网技术在环境监测中应用意义

由于环境监测是一项涉及内容较广且十分复杂的工作, 很容易受到设备和监测技术等因素影响, 实际工作开展中更多的是停留在表面工作上, 并未深入到工作实质中, 环境监测相关信息并未列入到环境监测记录中, 诸如, 以往环境监测工作中应用的技术更多是针对山川、湖泊、江河的重要点进行分析, 对于突然出现的一系列重大问题, 无法及时有效地进行判断和分析, 从而造成环境问题的出现, 并且持续恶化。而将物联网技术应用在环境监测中, 可以为环境监测提供更多全面、准确的信息数据, 将这些数据信息整理和分析, 能够及时有效地发现其中存在的问题, 做好预防和控制工作, 确保环境保护工作真正落到实处, 提升环境监测质量和监测效率。

3 物联网传感器技术的应用

3.1 大气监测

大气监测工作是环境监测工作中一项重要组成部分, 要求相关监测人员对大气中存在的污染物定期观察和分析, 以此来判断大气中污染物含量是否超标, 满足我国规定的大气质量标准要求。物联网传感器技术在环境监测中的应用, 可以监测有毒物质区域安装传感器, 或是在人口稠密地区安装传感器, 这样传感器监测的范围就更广, 在传感器监测范围内, 如果出现大气污染问题, 或是监测内容突然剧烈变化, 都会根据传感器技术进行更深层次的了解, 从而寻求合理的应对措施, 做好预防工作[2]。

3.2 水质监测

水质监测工作中, 关于水质监测和评价工作为水资源保护工作开展提供了更多真实、全面、有效的数据, 促使水质监测工作更加合理有序地开展。水质监测工作涉及范围较广, 其中包含对工业排水和天然水污染的监测, 同时也包括对没有污染水资源的监测工作。在水质监测工作中, 不仅仅需要对水质质量问题进行分析和判断, 还要对水资源中有毒物质更加全面地进行了解。就当前我国水质监测工作现状来看, 主要是对日常饮用水监测和水质污染监测两方面, 对饮用水监测主要是讲传感器和相关设备安装在水源地, 根据每日对水源地水质情况的监测, 实时分析和掌握水质情况;对水污染监测工作则是对工业废水的监测, 能够有效避免重大污染问题出现, 从而有效地对污染排放进行管理和控制。

3.3 污水处理监测

随着工业化建设和发展, 城市化进程加快, 相应的人们对水资源的需求度越来越高, 但同时人们对水资源保护和再利用问题重视程度也在逐渐提升, 尤其是对水环境质量的监测工作, 成为抑制水污染问题的主要手段, 具有十分深远的影响和意义, 水质监测工作质量和效率存在较大局限, 污水处理效果也变得不够理想。但是在污水处理监测中应用物联网传感器技术, 可以对污水处理情况进行实时监测, 可以有效降低人员劳动强度, 促使污水处理技术真实性、全面性获得有效保障[3]。

4 环保物联网的发展趋势

4.1 提高环保物联网空气监测能力

根据我国对环境监测工作的本质要求, 应该进一步提升空气监测能力, 根据相关政策和规范, 不断拓宽空气监测范围。由于经济的快速发展, 空气污染来源也在不断增加, 在制定相关空气监控政策同时, 还应该对不同污染物协调监控, 以此来提高物联网监控有效性, 实现数据信息的共享。诸如, 通过对空气PM2.5指标检测, 可以确定污染来源, 从而制定有效的监控策略, 结合实际情况, 健全和完善监测机制, 从而实现对空气污染问题的系统性监测, 提升空气监测工作质量和效率[4]。

4.2 健全环保物联网统一信息共享平台

为了能够有效提高环保物联网监测效果, 提升环境监测工作有效性, 就需要建立一个统一的信息共享平台, 促使环境监测数据和信息得到共享, 从而有效加强民众环保意识, 提升环境监测质量。统一的共享平台可以实现数据和信息的自动审核、分析和存储, 深入分析数据信息, 确保物联网可靠性和准确性。

5 结语

综上所述, 在环境监测工作中应用物联网技术是十分有必要的, 能够有效提升环境监测质量和监测效率, 确保收集的数据和信息更加全面、准确, 为后续工作开展打下坚实的基础。

摘要：随着社会的进步和发展, 科学技术水平显著提高, 越来越多前沿技术涌现, 并广泛应用在社会各个行业中, 极大地促进了国民经济的增长。物联网技术作为一项前沿技术, 在环境监测中所起到的作用是十分突出的, 尤其是在当前环境污染严峻的背景下, 为人类社会长远发展带来了刻不容缓的挑战。物联网技术也成为当前环境保护的重要手段, 可以实时监控环境质量变化, 一旦出现严重污染情况, 将及时有效地预警, 采取合理手段加以控制。由此, 该文主要就物联网技术在环境监测中的应用展开分析, 结合实际情况, 寻求合理的应对措施。

关键词：物联网技术,环境监测,环境保护

参考文献

[1]彭昊.物联网技术在环境监测中的应用研究[J].低碳世界, 2015, 22 (23) :9-10.

[2]刘峰.物联网技术在环境监测中的实践应用研究[J].科技展望, 2014, 12 (13) :84.

[3]张述伟, 孔祥峰, 姜源庆, 等.生物监测技术在水环境中的应用及研究[J].环境保护科学, 2015 (5) :103-107.

环境监测物联网技术 篇9

信息网络安全的保密性、实用性和准确性是物联网安全运行的重要保障。近年来, 随着社会各界和人民群众对信息网络安全需求的日益增强, 对物联网感知环境的安全问题也提出了新的更高的要求, 一些诸如公钥基础设施和防火墙等技术更是得到了普遍的推广使用, 物联网安全信息管理变得越来越重要。

一方面, 物联网的信息隐私安全被提上了日程。在物联网的感知环境中, 终端信息作为关键性的敏感技术资源, 越来越成为受保护的重点对象, 而且在一些数据处理方面也需要防止信息资料的泄密。从这种意义上来说, 为了确保物联网信息网络系统的保密性, 就应当在信息隐私方面的安全防护上采取一些行之有效的措施, 比如, 可以在资源数据的收集、传输、查询等方面健全完善访问限制机制, 以避免相关隐私失密。

另一方面, 要确保物联网信息网络资源的实用性和准确性。在物联网数据流传输过程中, 骇客侵入、病毒环境和路由改变等因素对物联网信息安全的影响很大, 而且信息互动也增加了感知环境的不安全性能。同时, 在物联网的应用环境中, 很多物理设备都与之关系紧密, 所以要保证物联网运行的安全、科学、稳定。例如, 物联网在仓储物流中应用的时候, 为了避免出入库物品数量的不准, 就需要确保物联网连通情况的安全可靠, 确保数据传输的及时、准确。

但同时, 物联网在安全管理中也存在着一定的问题, 客观上制约了感知环境安全机制的建立健全。比如, 由于物联网的设备组成和网络运行复杂, 而且一般都是由现代化的技术手段控制, 人工监管缺失, 很容易遭受物理攻击、数据篡改、信息拦截、拒绝服务等信息安全威胁, 降低物联网运行的安全可靠性能。而且, 在物联网的应用中, 还容易受到一定的网络侵害, 比如, 在处理通信数据的时候, 有时候会发生数据碰撞的侵害, 造成信息数据在接收中出现数据包交叉干扰或者丢失的情况, 有时候出现了通信数据受到物理攻击造成了节点的消耗殆尽, 甚至出现传输频次的受到干扰导致物联网信息网络运行的瘫痪等情况。

2 物联网感知环境安全机制的关键技术分析

在物联网感知环境安全机制健全完善过程中, 确保其健康稳定运行的一个重要技术问题就是增强应用系统的科学可靠性能, 而且涵盖了感知环境中各种资源数据的采集、存储、传递、分析、应用等所有环节, 这就造成了安全管理方面与常规网络应用载体的差异性, 比如, 由于感知节点的单独体系, 对复杂网络环境适应能力的不足, 特别是在当今网络系统结构繁杂、技术手段变化多端、规范标准薄弱滞后的不利局面下, 在感知环境安全机制的关键技术方面, 尤其是信息网络运行和资源数据感知方面, 仍然缺乏有效的技术支撑体系。

2.1 密钥技术

物联网感知环境信息安全管理中, 密钥管理是一项基本的信息安全防护措施。应用这种管理技术, 主要是做好密钥生成或者信息数据重新测算环节的安全控制, 确保在信息网络平台运行过程中, 由于中间突然停止网络运行, 能够生成密钥系统, 保证信息数据具有良好的保密性能, 不间断通信信息传输。再就是具有一定的扩展开发作用, 由于生成新的密钥系统, 能够使产生的节点结构促进生成的密钥继续开展信息传输工作, 建立起感知环境的安全防控体系。密钥技术主要涵盖了生成、配置、变更、注销密钥等环节, 以及密钥设计、取消和变更共享的过程。

2.2 鉴别技术

主要涵盖了以下几项内容, 比如, 鉴别物联网信息平台各个节点的运行性能, 并运用测算密码的技术, 确保共享密钥的每一个节点也能够互相进行鉴别;或者一旦发现物联网数据资源已经发生了改变或遭受恶意攻击的时候, 运用鉴别技术实现点对点的连通, 确保网络数据运行的安全可靠, 确保信息数据的准确、完整。

2.3 路由技术

路由技术是物联网信息平台在遭受网络攻击或者安全威胁的时候, 通过安全路由器确保网络运行的可靠性和安全性, 而且运用路由技术, 可以在各种网络环境侵害情况下, 有针对性地进行身份验证、链路识别、广播鉴别等, 防止信息数据失密, 提高网络运行安全性。

2.4 限制技术

比如, 在进入物联网信息网络平台系统的时候, 增加访问受限功能, 防止出现不合法用户进入网络感知系统或者遭受骇客攻击数据的情况, 一般有强制访问限制和自主访问限制两种技术形式。强制技术可以针对单体用户、组合用户来设计有所区别的级次标识, 按照每个标识的不同确定访问权限。自主技术一般比较灵活, 主要是自主访问和角色统一进行, 结合角色进行访问限制, 以增强系统的安全性。

3 结束语

随着物联网应用领域的不断拓宽, 感知环境的安全技术问题也日益被业界人士和专家学者所高度关注和重视。但物联网信息安全管理是一项复杂的系统工程, 目前在安全机制的健全完善和关键技术的把握方面仍然存在着一定的薄弱环节, 需要在物联网应用实践中进一步研究和探索。希望本文的分析阐述, 能够对加强和管理物联网感知环境安全机制的关键技术, 促进物联网安全可靠运行, 提高信息网络环境应用的科学性、规范性和安全性, 提供一定的借鉴参考。

摘要：作为信息化时代的重要产物, 近年来, 物联网在网络融合中应用的越来越广泛, 不仅实现了人与物之间的相互连通, 更实现了物与物之间的相互连通, 掀起了信息产业技术革命的又一次浪潮, 但同时也给物联网的网络信息安全带来了严峻的挑战。本文结合目前物联网安全管理方面存在的薄弱环节, 有针对性对感知环境安全机制的关键技术进行了分析, 并提出了改进对策, 对确保物联网的健康协调运转具有一定的参考价值。

关键词：物联网,感知环境,安全机制,技术分析

参考文献

[1]郭协潮.物联网感知环境安全机制的关键技术研究[J].电子测试, 2015 (05) .

[2]胡介东.物联网环境下的控制安全关键技术研究[J].信息通信, 2014 (09) .

基于物联网技术的远程温湿度监测 篇10

物联网是物物相连的互联网, 其核心和基础是互联网, 但是其用户端已经延伸和扩展到了物品和物品之间。物联网技术的诞生, 让物品和物品之间的信息交换和通信成为了可能。物联网技术是继计算机、互联网之后的第三次信息技术浪潮。物联网目前在智能家居、智能交通、自动监控、物流和智能仓库等领域都得到了广泛应用。

物联网可以分为三个层次, 分别是感知层、网络层和应用层。感知层用来感知和采集相关的信息数据。网络层则是将传感器采集的相关信息数据进行实时传输, 实现感知层和应用层之间的通信。应用层则是对接收到的信息数据进行分析处理。

感知层的技术应用由很多种, 主要包括射频识别技术、传感器技术等。感知层相当于整个物联网系统的感应器官, 辨认物体, 并且感知和收集各种物体信息。网络层是整个物联网系统的信息交换通道, 感知层收集到的信息要通过网络层传输给应用层, 应用层对这些信息数据分析处理之后, 也可以通过网络层发出指令, 控制相关设备的操作。应用层是对获取的信息数据进行分析, 并发出相应的指令, 应用层是物联网完成智能化的关键。

2 传统温湿度监测方法存在的问题

当前, 绝大多数的温湿度监测设备都是单独运行, 各自独立工作, 没有与其他设备连接, 也没有连入互联网, 对温度和湿度的监测都是人工进行的。温度和湿度是重要的环境因素, 其对农业、医药业、气象业、食品行业、工控行业都有着十分重要的影响, 因此, 实时的掌握温度、湿度信息, 显得尤为重要。

然而, 传统的工厂对于温度、湿度的监测都是人工监测的, 特别是对温度、湿度要求高的工厂, 其都要安排专人时刻监测温度、湿度的变化, 在社会经济迅猛发展的今天, 人力成本也在飞速增长, 因此, 这种人工监测方法造成了很大的人力资源的浪费。而且, 由于目前很多工厂无法在每个环节都安排人员24小时值班, 因此, 无法远程对温度、湿度参数进行实时监测, 这也是困扰企业的一个难题。随着科学技术的发展, 信息技术和自动化技术已经在各个行业掀起了一股新的革命, 因此, 在温度湿度监测领域, 引入物联网技术, 建立一个远程实时监测温湿度的智能管理平台, 已经刻不容缓。

3 基于物联网的远程温湿度监测系统总体架构

基于物联网的远程温湿度监测系统可以分为三个大的模块, 即数据采集模块、数据传输模块和数据处理模块, 这个三个模块也就是对应的物联网的三个层次——感知层、网络层和应用层, 系统总体架构见图1。

其中, 数据采集模块中包含有温度、湿度传感器及节点模块, 其中温度、湿度传感器采用的是SHT11型温湿度传感器, 节点模块使用的是Zig Bee芯片CC2530, SHT11型温湿度感知温度、湿度参数, CC2530控制传感器监测环境温湿度, 并作为无线传感网中的节点模块。

数据传输模块则是由两个CC2530组成, 一个作为Zig Bee网络中的节点, 另外一个则作为协调器进行自动组网, 传递温度和湿度参数数据, 并在协调器的一端把数据传输给数据输入数据处理模块。数据处理模块中采用的是S3C6410型微处理器 (搭载ARM11架构) 、256MB Mobile DDR、128MB NAND Flash、DM9000A 10/100MB网卡、LCD和USB无线网卡。除了三个大的模块之外, 还要搭建一个局域网, 让经过数据处理模块处理过的数据通过无线网络传输给手机和PC, 从而实现远程温湿度监测。

4 各模块功能及实现

4.1 数据采集模块

数据采集模块中的温湿度传感器SHT11是数字式的, 其具有全量程标定, 两线数字输出, SHT11的温度测试范围是-40~123.8℃, 测量精度是±0.4℃, 湿度测试范围是0~100%RH, 测量精度是±3%RH。

当温湿度传感器采集到相关的温度、湿度数据之后, 要通过CC2530读取这些数据, 因此, 需要对Zig Bee节点内部的单片机模块进行编程。在硬件设备连接完成之后, 对数据采集模块进行软件设计, 程序分为三个部分, 分别是主函数部分、温湿度传感器控制部分和串口打印控制部分。主函数部分的功能是将串口通信和SHT11进行初始化, 并且调用函数获取温湿度数据, 最后要将数据处理后调用串口控制函数, 最后打印调试信息。传感器控制部分则是初始化传感器函数, 设置相关寄存器, 同时还要获取温湿度数据的函数, 并且将获取的数据进行修正。串口打印控制部分则是将主函数的打印信息显示在通信软件界面上。

4.2 数据传输模块

数据传输模块分为两个部分, 一个是用来与下层的数据采集模块进行数据传输, 获取相关的温度、湿度数据, 另外一个则是用来与上层的数据处理模块进行通信, 将数据传输给数据处理模块进行相应处理。

其中与下层数据处理模块进行数据传输的是基于Z-Stack协议栈开发使节点与协调器自动组网形成Zig Bee网络。Z-Stack使用分布式寻址, 可以用来实现近程通信, 而且还提供了源码例程, 这个例程可以让协调器自启动以及节电设备自动入网。

当Zig Bee节点加入网络后, 触发状态改变时间, 这时系统会开启定时器, 当定时器的时间到达, 就会发布广播, 系统会调用广播函数, 同时节点端函数也会读取数据, 并利用射频硬件驱动函数发送温度和湿度数据。最后, 协调器以异步串行接口把数据传输给ARM处理器。

4.3 数据处理模块

在设计数据处理模块的时候, 要设置两个进程, 分别是服务器进程和客户端进程。服务器进程是接收Zig Bee协调器发过来的数据, 而客户端进程则是主要是用于与服务器端进行数据交互, 获取温度和湿度数据。

服务器的主要工作是开启Zig Bee后台线程, 用来监听服务器调用信息, 另外, 还要开启一个接收线程, 这个接受线程的工作是接收客户端发送过来的数据帧, 然后把接收到的数据帧根据一定的协议进行解析, 最后把解析后的正确数据通过Zig Bee协调器返回给客户端。

客户端的主要工作是通过接口函数连接服务器端口, 然后开启Zig Beetopo线程, 发出一个数据帧, 这个数据帧是用来获取Zig Bee网络拓扑结构信息的;同时, 客户端还会创建另外一个线程, 这个线程用来接收和解析服务器返回的数据帧。

5 搭建web服务

按照上述的设计就完成了一个完整的温湿度监测平台的构建, 但是, 这个平台并不具备远程监测功能, 可以说上述设计只是完成了物品与物品的连接, 但是并未实现人与物品之间的信息交互和通信。要实现人与物品之间的信息交换和通信, 就必须要搭建一个web服务, web服务的实现需要增加一个嵌入式服务器, 同时要设计一个动态网页, 并且搭建一个局域网, 让人们可以很方便的利用电脑和手机实时查看温度和湿度数据。

5.1 嵌入式服务器

嵌入式web服务器有很多种, 在选择服务器种类的时候, 可以根据实际的应用需求来进行选择。嵌入式设备的资源相对有限, 而且在本次的温湿度监测项目中并不需要同时处理多用户请求, 因此, 不需要选择在Linux平台下常用的Apache服务器, 而是选择一些专门为嵌入式设备设计的web服务器, 比如说thttpd、shttpd、lighttpd和BOA等。因为温湿度监测项目的整体结构比较小, 因此, 选择BOA作为嵌入式Web服务器比较合理。BOA嵌入式Web服务器比较小, 其可执行的代码只有60KB, 是一个单任务的Web服务器, 其在处理用户请求的时候是根据时间顺序依次执行的。

对BOA服务器进行配置的时候, 要重建一个boa conf文件, 这个文件包括一些端口号、服务器身份、记录文件和文件存放目录等信息。

5.2 动态网页设计

设计动态网页的时候, 可以使用制作html静态网页, 结合Javascript来实现动态显示。Javascript是一种直译式脚本语言, 可以用来给html网页增加动态功能, 在远程温湿度监测系统中, 利用Javascript, 可以让html静态网页实现响应用户请求的各种操作。AJAX, 即asynchronous javascript and XML, 异步javascript和XML, 是指一种创建交互式网页应用的网页开发技术。其能够实现对网页数据的实时刷新。利用Ajax可以在后台与服务器进行少量的数据交换, 从而实现了网页的刷新。这就让网页更新的时候, 可以不用加载网页的全部信息, 而是只需要将部分信息进行更新。

5.3 无线网络的搭建

搭建一个无线网络, 让人们可以通过手机等智能终端设备方便快捷地远程实时查看温度和湿度数据。搭建无线网络的时候, 要求至少要有一个无线访问接入点 (AP) 和一个及以上的Client。

无线访问接入点可以利用路由器搭建的局域网来担任, 把无线网卡插入嵌入式开发板中, 就可以把开发板当做一个Client, 这也就可以实现与其他Client的通信了。在搭建无线网络的时候, 要启用无线网卡, 就必须加载相应的驱动, 并且对无线网卡进行相应设置, 让其加入到局域网中来。因为嵌入式开发板中配置由服务器, 因此, 只要设置好IP, 就可以利用手机的浏览器实现对温度和湿度数据的查看。

参考文献

[1]陈海明, 崔莉, 谢开斌.物联网体系结构与实现方法的比较研究[J].计算机学报, 2013, 36 (1) :170-190.

[2]王海燕.以双码并存方式建设高校物联网智慧图书馆的策略分析[J].图书馆学研究, 2012, 33 (9) :46-51.