长沙物联卡基于精细化管理的环境物联网发展趋势

  随着科技的慢慢的提升和社会经济的加快速度进行发展，环境问题日渐凸显，环境物联网应运而生。环境物联网关注生态环境管理对象，运用智能传感器、遥感等非实验室监测手段感知生态环境的变化，监控企业的排污行为，对获取的生态环境信息做处理、整合，指导环境管理决策，以实现环境管理的目标。

  环境物联网是以物联网技术为核心，环境物联网由下至上可分为感知层、传输层、应用层3层结构。感知层使用射频识别技术与传感器技术等采集环境状态数据和信息，传输层使用通讯技术将采集的数据传输到数据库中。应用层将环境数据来进行处理、整合分析以实现环境管理应用需求。

  通过对环境要素进行实时监测、数据采集、分析处理、信息传输和智能控制，实现对环境的精细化管理。本文将从四个方面阐述基于精细化管理的环境物联网发展趋势。

  当前环境物联网传输层采用的常见技术有短距离无线通信系统(蓝牙、ZigBee、Wi-Fi等)及移动通信网络技术(2G、3G、4G等)，技术的选取由传输距离、传输速率与带宽、传输安全级别、时延接受度、设备能耗等决定。通常，短距离无线通信系统能满足数十米范围的数据传输需求(如工业园区内监测数据的传输)，而更大范围(如数千米)的数据传输则由移动通信网络补充(如野外环境监视测定数据的传输)。短距离无线通信系统的技术比较见表4。移动通信网络技术方面，环境物联网蜂窝设备主要由3G和4G来承载，预计未来5G将成为蜂窝物联网设备的主要承载者。现有的传输技术能够很好的满足常规监测数据的传输需求，但传输较大数据包(如视频数据)的能力不够，且难以满足未来监测时空密度持续不断的增加所带来的数据传输需求。

  1. 传感器技术：传感器是环境物联网的核心部件，负责实时监测环境指标。随技术的进步，传感器的精度、稳定性、抗干扰能力等性能得到大幅度的提高，能轻松实现对多种环境要素的实时、准确监测。

  2. 数据处理与分析技术：环境物联网每天产生海量数据，如何高效地进行数据处理和分析成为关键。大数据、云计算等技术的加快速度进行发展为环境物联网提供了强大的数据处理能力，实现对环境数据的实时分析、预测和预警。

  3. 通信技术：环境物联网涉及众多节点之间的通信，随着5G、NB-IoT等通信技术的普及，环境物联网的通信速率、覆盖范围和稳定能力得到大幅度的提高，为环境监视测定和控制提供了可靠的数据传输保障。

  1. 政策引导：近年来，我国政府格外的重视环境保护工作，出台了一系列政策文件推动环境物联网的发展，如《“十三五”环境监视测定规划》、《生态环境损害赔偿制度改革方案》等。

  2. 资金投入：政府加大对环境物联网的财政支持力度，用于环境监视测定站点的建设、运维和能力提升，确保环境物联网的可持续发展。

  1. 大气污染防治：通过环境物联网实时监测空气质量，对污染源进行精细化管理，实现大气污染防治的精准施策。

  2. 水污染防治：对水环境进行实时监测，掌握水质状况，有明确的目的性地开展水污染防治工作。

  3. 土壤污染防治：通过对土壤环境进行监测和评估，为土壤污染防治提供科学依据。

  1. 产业链上游：环境物联网设备制造商逐步的提升产品性能和质量，满足市场需求。

  2. 产业链中游：环境物联网解决方案提供商通过技术创新和业务拓展，为环保部门提供一站式服务。

  总之，基于精细化管理的环境物联网发展的新趋势愈发明显，将为我国环境保护事业注入新的动力。在政府政策的支持下，环境物联网技术将不断突破，应用场景范围逐步扩大，产业链日趋成熟，为实现环境质量的持续改善提供有力保障。

  然而，环境物联网发展也面临一些挑战，如数据安全、隐私保护、标准化建设等问题。未来，需加强顶层设计，完善有关政策法规，确保环境物联网健康、有序发展。同时，环境物联网企业要逐步的提升自身创造新兴事物的能力，紧密围绕环境保护需求，为我国环境管理提供更优质的服务。

  总体来看，当前研究主要集中于机器学习算法优化环境质量相关模型的参数或构建新模型对环境质量做综合评价及预测分析，有关污染物追踪、风险管控等方面的研究相对薄弱，相关研究内容仍缺乏与环境管控目标及调控方法的有机结合，缺乏实际联动调控规则的反馈效果循环优化算法，可迁移性较弱。因此仍需进一步从环境管理者的实际的需求出发，构建智能化的、多目标场景下的环境物联网与机器学习算法的联动调控规则体系。

  通过系统分析环境物联网传感器技术、无线网络通信技术和环境物联网的应用场景，发现现阶段环境物联网在实际应用中存在的问题有以下方面:数据质量和精准度缺乏保证，数据传输能力存在瓶颈，数据共享还未打通，对数据的分析应用还有待提升。现有的环境物联网的设计还无法完全满足政策需求，研究人员结合物联网与大数据技术的最新进展，对环境物联网的数据采集、传输与应用场景进行展望。传感器创新的主要方向将是减少相关成本和体积、增加应用场景、提高性能指标。传输层方面将形成5G面向高通量、高速率、低延时数据传输，NB-IoT和LoRa面向小数据包传输的格局，区块链技术的应用有助于生态环境大数据采集传输防篡改及开放共享。应用层方面，边云协同与机器学习算法的应用有助于突破环境物联网数据应用在算力和算法方面的瓶颈。

  让我们携手共进，以环境物联网技术为支撑，推动环境保护工作迈向新高度，共同守护美丽家园。

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