物联网在大气环境监测中应用现状

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1、物联网在大气环境监测中应用现状　　摘要：物联网作为一种新的技术和概念，已经在国内外各国受到高度的关注。物联网技术应用与环境监测领域具有不可取代的优势。鉴于目前我国空气污染的严峻形势，本文综述了物联网技术在大气环境监测领域中的应用现状，并对比国内外大气研究发展现状，探讨了其发展趋势及方向。关键词：物联网；大气监测；空气污染中图分类号：X83文献标识码：A一、前言物联网（Internetofthings）概念是19999年由美国麻省理工学院自动标识中心提出，早期的涵义是把所有物品通过射频识别标签等信息传

2、感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理[1]。2005年，国际电信联盟发布年度技术报告指出：物联网是指将各类物品通过射频识别装置、红外感应器、全球定位系统等信息传感设备与互联网、通讯网结合，实现智能化识别和管理的信息网络平台，其实质是以互联网和运营商通信网络为基础平台，使用户端延伸和扩展到任何时间、任何地点的任何物品，通过任何网络实现任何有效信息交换和通讯[2]。物联网作为一种新的技术和概念，被认为是继计算机、互联网、移动通信网之后信息产业的又一重大里程碑。当前，世界物联网技术正处于探索阶段，

3、技术研发、行业规范制定、应用尝试同步进行。各国对于物联网也给予极大的热情，大力支持物联网的发展，物联网技术也逐步渗透到社会经济的各个行业领域。世界主要发达国家和地区，如美国、欧盟和日本等，纷纷启动战略规划，整合信息化基础资源，发展与现有信息系统兼容的物联网技术，提高信息化应用水平，推动国家创新战略的实施和战略性新兴产业的打造。我国大气污染时全球最为严重的国家之一[3]，公众对空气质量的关注度空前高涨。然而，目前物联网技术应用于环境监测领域主要是在土壤湿度感知、海洋环境的实时监测及环境卫星遥感等方面[

4、4,5]，而在大气监测方面的应用相对较少。本文主要综述了当前国内外大气环境监测技术及物联网技术应用的现状，并探讨其发展方向及趋势。二、国内外大气环境监测技术现状9国内外关于大气环境的监测技术发展很快，自上世纪50年代伦敦光化学烟雾事件以来，大气污染受到人们越来越多的关注，用于研究大气环境状况的监测技术层出不穷。最初的大气环境监测技术主要采用反应液的湿法监测，其测量原理是库仑法和电导法等。随后基于物理光学测量原理的干法监测技术逐渐发展起来，并迅速取代了湿法监测技术，如紫外荧光法测量空气中SO2的浓度，

5、用紫外吸收法测O3等。自20世纪90年代以来我国大气监测技术由原先功能单一、稳定性差、手工操作逐渐向自动化、微型化、性能优的新技术发展，并兴起了一些具有较强技术力量的进行研究、开发、生产环境监测仪器的公司企业，如武汉市天虹智能仪表厂和青岛崂山电子仪器总厂等[6]。国家环保部门也分别颁布了《环境空气质量监测规范（试行）》、《环境空气质量自动监测技术规范》、《环境空气质量手工监测技术规范》等大气质量监测规范。伴随着环境监测技术的发展，国内外对全球各地区大气环境质量均进行了深入系统的研究。比如在美国的各个

6、州都有自己的大气污染研究[7]，而美国国家也制定了相应的大气颗粒物观测网，著名的有IMPROVE(InteragencyMonitoringofProtectedVisualEnvironments)大气观测网[8,9]。通过这个监测网络，不仅为其中的大气污染研究提供了重要的科学基础[10,11]，而且为气候变化研究提供了可为卫星反演，及同时进行大气监测的可靠的基础数据。不仅如此，国外大气污染的模式研究也得到了迅速的发展。例如美国环保局于20世纪90年代起，致力开发CMAQ（CommunityMul

7、tiscaleAir9Quality）模式，不仅可用于日常空气质量预报，而且可为环境工作者进行环境评估和制定环境控制决策提供支持[12]。中国大气污染监测相对较晚，且各监测部门的工作多以点上监测为主，主要是由一些国家环保部门或由一些大专院校和科研机构独立进行的,这些孤立的工作对于空间上的、可以相互对比的大气监测网络研究开展较少。三、大气环境监测的物联网应用大气环境常规监测技术能够详细分析大气中的化学组成，并能通过辅助气象资料的模式建立分析大气组分的传输机制。但随着信息化时代的来临，这些监测技术的繁琐

8、性及对环境感知的滞后性等缺点逐渐暴露，因此物联网技术逐渐应用到大气环境监测领域。在国外，如瑞典OPSIS公司、美国TE公司或法国ESA公司已经开发出基于差分光谱法原理的空气质量自动监测设备，实现了对环境空气质量的感知及数据的可视化管理。我国一些仪器公司也对大气环境监测的物联网应用技术进行了开发，并推出了一些性能优化的技术，如武汉天虹智能仪表厂生产的TH-20009系列环境空气自动监测系统等[6]。物联网技术和多智能体技术为构建环境监测的智能化网络提供了一条切实可行的有