物联网环境监测方案精选(九篇)

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第1篇：物联网环境监测方案范文

一、目标任务

20xx年区减排监测体系建设与运行要实现三大目标：一是全面完成国控污染源自动监控系统安装及验收工作；二是全面完成国控污染源自动监测数据有效性审核工作；三是全面完成企业自测及自测结果的工作。同时，主要污染物总量减排监测体系建设要完成5项指标：企业自行监测完成率达到75%以上；污染源自动监控数据传输有效率达到80%以上；监督性监测完成率达到95%以上；自行监测结果公布率达到95%以上；监督性监测结果公布率达到100%。

二、重点工作

（一）继续做好国控污染源和污染减排重点项目以及区域内重点污染源的监测工作

1、环境监测站配合市环保局组织完成环保部确定的《省国家重点监控企业污染源名单》中所列企业的监督性监测；

2、环境监测站要配合污控股完成减排项目的监测工作；

3、环境监测站根据我区确定的一类、二类、三类污染源分别制定监测计划，并按照这三类污染源监测频次，开展日常监测，确保及时高效地服务于环境执法及环境管理。（以上工作由监测站、污控股配合）

（二）不断完善自动监控系统建设

1、进一步规范自动监测数据的有效性审核。一是监察部门要严督促企业按照环境保护部《国家监控企业污染源自动监测数据有效性审核办法》和《国家重点监控企业污染源自动监测设备监督考核规程》的要求和程序，及时接受市环保局、市环境监察部门对国控企业自动监测数据进行有效性审核；二是监察部门每季度要配合市局对通过验收的国控企业污染源自动监测数据进行一次有效性审核，对未通过有效性审核的企业限期整改，确保已通过有效性审核的重点污染源自动监测数据的准确性和科学性；三是监察部门要严格按照国家规范要求，督促企业及时传送在线监测数据。

2、完成国控源在线监测设备的安装及调试工作。污染控制股要根据国务院下达的《省国家重点监控企业污染源名单》，督促我区汇能生物等国控企业于今年8月完成在线监测设备的安装，10月底完成比对监测及联网验收工作。

（三）充分发挥企业在节能减排中的主导作用，督促国控重点污染源开展企业自行监测工作

企业自行监测工作是今年减排监测体系建设的重点。各国控企业采用手工监测的，每日至少开展一次自行监测；采用自动监测的，按照相关规定执行。企业要高度重视自测工作。

1、各国控企业要制定内容全面的自行监测方案，并报经市环保局认定；

2、各相关股室要督促各国控企业按照自行监测方案在生产时段内每天开展自行监测，没有自测能力的企业要委托有资质的机构进行监测；

3、各国控企业要建立自行监测原始记录台账制度，并认真执行。

4、监察部门和监测站要依据市环保局批复认定的企业自测方案，对企业的日常监测工作进行监督核查，确保企业自测工作落到实处。

（四）保障公众知情权，完成企业自行监测结果和监督性监测结果公布工作

监察部门和监测站要配合市环保局将企业自行监测结果和监督性监测结果在市环保信息网站上进行公布。

1、按月公布生产期间内每日企业自行监测结果，公布的数据应包括企业名称、排放口及监测点位、监测日期、监测结果、执行标准及排放限值是否超标及超标倍数等；

2、按季度公布生产期间内的各次监督性监测结果，公布的数据包括企业名称、排放口及监测点位、监测日期、监测结果、执行标准及排放限值、是否达标及超标倍数。

三、保障措施

第2篇：物联网环境监测方案范文

关键词：环境监测；环境治理；监测方法

1环境监测和监测方法

环境监测是指监测部门利用监测技术设备，依照规定程序和相关法律法规来对环境质量或环境发展趋势进行各个关键项的监测，并且采取相应的技术手段，做出合理的分析，以全面有效地控制环境污染[1-3]。首先对现场环境进行分析并取样调查，取样监测水源、土壤以及大气中的粉尘颗粒含量；然后，在一定区域内实施监控布点，监控布点必须均匀，有代表性；之后，采集各阶段污染物种类、污染物含量的数据；最后，将监测采集到的数据与以往数据进行比对分析，得出当地环境污染状况和发展形势，为环境治理提供数据支撑。环境监测一般采用间断性或不间断的监测方式，测定环境中污染物的数量或浓度，分析污染物对环境的负面影响。按照监测原理，环境监测主要有三种方法，即化学法、物理法和生物法[4-6]。物理法、化学法可以直接测定污染物，环境监测更加有效，而生物法则根据某些敏感性生物反应来判定环境中污染物的种类，虽然比较直观，但有一定的局限性。从操作形式来看，环境监测方法又分为四种。一是常规监测，又称简易法，主要有检气管法、比色分析法以及专业环境检测器监测法。二是连续自动监测，采用一整套完善的连续监测系统对环境进行监测，该方法常用在大气污染和水污染监测中。三是遥感监测，常常利用不同色谱相位和红外线探测，利用气相色谱有效分析苯、二甲苯、多环芳烃、酚类、有机氯农药、有机磷农药等有机污染物。四是生物监测法，利用生物个体、种群或群落对环境变化的反应来监测环境污染，可以直接地反映环境问题，在大气监测和水质监测中运用较多。其中，大气监测是通过观察大气中某些植物的生理反应，测定植物体内的污染物含量，估测大气污染状况；水质监测则是根据水生物群落结构的变化来监测。环境监测是环境治理工作开展的基础，为遏制污染源，控制污染物，降低污染物含量，制定环境标准和环境预测预警提供了有章可循的根据[7-8]。

2环境监测对环境治理的促进作用

2.1有助于确定环境治理的方向和目标

环境治理不是空喊口号，也不是一朝一夕的事情，它是生态环境部门、环境保护团体和大众共同努力的结果。治理前，人们必须明确环境治理方向，因为盲目治理只会浪费人力、物力、财力。环境监测不仅为环境治理提供强有力的依据，也大大降低治理难度，让治理工作者明确要治理什么，从哪方面治理，最终要达到什么样的效果。环境探测器作为环境工作的先驱设备，它可以有效地反馈污染物的源头、污染物的组分和含量，反映污染区域的环境污染程度，以便生态环境部门有效应对。我国环境治理主要包括大气、土壤、水三大板块，通过监测分析，生态环境部门便可制定治理策略、环保规划和污染物排放标准等。环境监测可以为环境治理提供可靠的数据依据，以明确治理方向。例如，监测数据表明，颗粒物是雾霾形成的主要因素，生态环境部门要遏制颗粒物的来源，控制颗粒物的排放量，还人们碧水蓝天。

2.2促进环境治理有条不紊地开展

每个城市具有各自的发展特色，有的城市以重工业为主，有的城市以旅游业为主，有的城市以轻工业为主，造成不同地区的环境污染程度、环境污染因素各不相同。所以，环境治理不能以偏概全，人们要针对不同地区环境污染情况，制定不同的治理方案。环境治理不单单要明确治理方向，还要有条不紊地实施。环境监测就是对环境的“体检”，人们通过“体检”可以发现环境问题，将污染问题依主次、类型和特点进行分类，实现有序治理，重点清理危害大的污染物，集中处理危害较弱的污染物，以改善环境治理方法，提高环境治理效率。因此，人们要立足于环境监测，分析污染物的类型、特点，制定有针对性的治理方案，有序开展环境治理工作[9-11]。

2.3提高环境治理的实效性

当前，我国环境问题整体比较严重，环境治理缺乏系统性。在实际的治理工作中，往往是发现一项问题，开展一项治理工作，对于尚未造成严重影响的污染问题重视程度不够。这样会增加环境治理的重复性，治理效率大大降低，最终收效甚微。环境监测可以及时将污染问题反馈给生态环境部门，后者可以根据污染特点，快速做出反应，将污染扼杀在萌芽状态。环境监测不仅可以提高环境治理的实效性，也能提高环境治理效率，降低人力、物力消耗。例如，有的农民环保意识薄弱，为了节省成本，直接焚烧秸秆，对大气造成严重污染。每年生态环境部门都会宣传焚烧秸秆的危害，甚至安排人员轮流值班，但是效果很不理想，直接原因是人员有限、监测区域范围大。各个区域可以配置连续自动监测装置，实时监测秸秆焚烧，一旦发现监测数据波动，马上出动人员制止秸秆焚烧行为，提高环境治理的实时性[12-14]。

2.4为环境影响评价和排污费征收提供可靠依据

城市经济发展要依靠重工业、轻工业、餐饮业和旅游业等的支持。它们虽然可以促进城市发展，但是也会影响城市环境。因此，在治理环境时，每个城市要制定相应的环保标准和处罚制度。其间，环境监测可以为环境影响评价、排污费征收和处罚标准制定提供相应的数据依据。发展经济和保护环境是相互制约的，只有环境保护好了，才能实现经济可持续发展。为了降低经济建设对环境的影响，每个项目的实施建设都必须经过生态环境部门的严格评估，符合要求的才能得到审批。环境监测作为一种技术手段，可以高效地为生态环境部门提供环境影响评价要素，使环评工作有理有据地进行。此外，排污费的征收标准不是随意设置的，人们通过对项目实施过程中产生的污染物种类进行合理划分，按污染物级别征收相应费用，这些数据同样需要通过环境监测来获得。征收排污费可以提高企业对环境保护的认知，让企业明白发展经济不能以牺牲环境为代价，其也可用于环境治理，改善环境。

2.5可以为公众提供参与环境治理的平台

环境治理不是一个部门的责任，它是每个公民应尽的义务。“保护环境，人人有责”不能成为一句空话，需要落实到每个人的心里，需要每个人的积极参与，这样才能真正治理环境。当前，互联网技术快速发展，政府部门可以建立公众号，适时环境监测数据，让人们了解环境状况和环境治理进度。随着社会的不断发展，人们的环境保护意识逐渐增强，开始意识到环境的重要性。环境监测人员可以将每日的监测数据到公众平台，收集大众提出的环境保护措施，让人们切身感受到身边环境的变化，真正体会到保护环境刻不容缓。

2.6可以提供破坏环境行为的量刑标准

环境的治理离不开法律与道德，二者是相辅相成，相互促进。我国对于破坏环境的行为绝不姑息，我国环境保护法律已将破坏环境的行为纳入刑法范围，而环境监测就为环境破坏行为判断提供准确的基础数据，以此根据相关法律法规依法判决。尽管人们已经意识到环境治理迫在眉睫，但部分企业为了眼前利益，仍然以牺牲环境为代价，使用落后设备，导致工业废气未经充分处理便直接排放，对空气造成污染。一些制造行业排污设备本该每年一检，但部分企业环保意识较差，直接忽略排污设备检修，导致周边土壤、水质受到污染。这都属于污染环境的违法行为，生态环境部门要运用环境监测设备测定污染物的浓度或含量，对涉污企业做出违法评定后进行相应处罚。环境监测可以监督和警示工业企业，使其增强环保意识，规范运营，重视环保设备检修，防止发生环境污染。

第3篇：物联网环境监测方案范文

[关键词] 物联网； 云计算平台； 水环境； 监测； 白龟山水库

水环境监测是水资源管理和安全供水的重要前提。目前，我国各主要湖泊水库的水环境监测尚未实现无人值守和动态监测，多采取监测人员留驻湖泊水库现场以人工方式采集水质数据，采集点和采样频次受到限制，获取的信息量较小，且耗费大量人力物力，另外很多水质指标还需要带回实验室进行测定，导致数据信息无法及时进行时空对比分析。即使部分湖泊水库采用较为先进的监测技术，但由于获得的时空数据量庞大，处理过程复杂度高，筹建所需的大量高性能计算服务器资金消耗巨大，很难实现水环境监测数据的及时、有效处理及合理快捷共享[1-3]。

自2009年以来，“物联网”概念频频出现在人们的视野中。物联网是指把所有物品通过射频识别、传感器等信息采集和识别设备与通信网络（如Internet、GPRS、3G网络等）连接起来，实现智能化管理和应用。日本、韩国、美国、欧洲一些国家基于物联网把新一代IT技术有效运用在生产生活中，通过物联网实现人类社会与物质世界的整合，从而提高了资源利用率和生产力水平[4-9]。物联网技术的发展也为水环境的监测提供了一个全新的方法和有效途径，但同时物物相连的必然产生大量的数据信息，若将这些信息有机的联合起来，就需要建立一个性能稳定的云计算平台，以解决物联网海量水环境监测信息的存储和处理问题。因此，将物联网技术和云计算平台结合，构建水环境监测物联网，搭建相应的云计算平台，实现水环境信息的实时动态监测和监测数据的及时有效处理及数据共享，为实现水资源可持续利用和确保用水安全提供重要依据[10-14]。

1 系统工程构建

1.1 系统体系架构

整个系统主要由水质监测传感子系统、多层次通信网络子系统、云计算平台和太阳能供电子系统构成，其体系结构如图1所示。

水质监测传感子系统的下位机软件采用中心对多点通讯方式，波特率为9600，采用心跳包实现保活机制，通讯信令采用ASCII码信令。上位机软件与数据中心之间拟通过TCP/IP协议来实现数据传输；通过对系统层Socket的封装，以及从数据链路层、网络层到应用层的集成融合通信方式，来实现用户编程接口的统一。云计算平台数据存储中心基于Oracle数据库来构建，事务处理采用并发机制和触发器机制，最后通过作业调度来实现数据的联机事务处理（On-Line Transaction Processing， OLTP）。利用Oracle DWB来建立数据仓库，提供分析型环境。所有的分析产品和用户接口（User interface， UI）均采用B/S架构来实现。系统拟采用目前比较流行的开源框架SSH（Spring、Struts、Hibernate）来搭建。

1.2 各子系统架构

① 数据中心及采集系统

数据中心体系结构如图2所示，数据流处理包括接收处理数据流和发送数据流。

接受及处理数据流

a） 通过由水质参数传感器、滤波器、A/D转化器组成的采集系统，获得现场实时水质参数数据，并将这些数据按照采样频率传送至数据中心；

b） 数据中心接收到实时数据后，进行逻辑分析，剔除脏数据，将正确的数据存储到瞬时数据库；

c） 利用ETL（extract， transform and load）工具，结合企业数据库的作业/调度以及触发器等功能，利用瞬时数据库中的数据生成适合分析、统计的水质分析型数据库或者数据仓库；

d） 利用数据仓库分析产品或者BI（business intelligence）报表引擎，对分析数据库或者数据仓库进行数据分析处理，生成用户需要的各种分析产品。

发送数据流

a） 用户可通过移动终端设备（比如手机、PDA等）或固定终端的水质数据查看器登录到数据中心，通过数据中心发送信令给采集系统，设定采集系统的采样周期等参数信息；

b） 用户还可以通过数据中心向供电系统发送控制信息，开启或者关闭供电系统，或者对供电系统进行远程调控。

② 多层次通信网络子系统

多层次通信网络系统架构如图3所示，采取分层混合网络体系架构，分为业务层、核心层、接入层、终端层四个层次。

③ 供电系统

太阳能供电系统由太阳能电池组件、太阳能控制器和蓄电池（组）构成。其中，太阳能电池板是将太阳辐射能转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作，是该系统的核心组件。

太阳能控制器控制整个系统的工作状态，并起到对蓄电池过充电保护和过放电保护的作用。蓄电池作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，当遇到阴雨天气的时候或者光照不够充足的条件下，特别是采集系统发生异常时，需要大功率高负荷的实时手动采集时，通过蓄电池来释放能量。

1.3 相关算法

① 数据ETL算法

传感器水质参数数据通过以下五个流程过程，实现提取、转化和装载，最终建立WSDW数据仓库，算法实现流程图如图4所示。

② 分类预测算法

基于LSM模型的聚类算法，是一种无教师自动分类算法，针对待聚类的目标数据，随机选取任意一个数据作为标兵数据，其他数据作为候选数据进行聚类。该算法具有敏感度低，数据选取次序无关等良好特性，非常适合传感器数据的分析处理，本工程采用基于LSM模型的聚类算法进行水质业务数据分析。

2 系统在白龟山水库应用

白龟山水库位于淮河流域沙河干流上， 大坝位于河南省平顶山市西南郊，东经112°50′至113°15′及北纬33°40′至33°50′之间。东西长15. 5 km，南北宽4. 2 km，占地近70 km2。水库控制流域面积2 740 km2，水库多年平均降雨量900 mm， 多年平均径流量4. 23 亿m3，总库容达9. 22 亿m3，是一座以防洪为主，兼顾农业灌溉、工业和城市供水的大型综合水库[10]。同时白龟山水库也是南水北调饮水工程的重要调节库。

以白龟山水库作为实验站点，建立基于物联网（无线传感网络）技术的水环境自动监测与分析系统，解决白龟山水库当前人工水质参数采集存在的诸多问题，构建白龟山水库水环境监测云计算中心，实现水资源持续有效利用和确保用水安全。

2.1 云计算平台的数据采集

① 水环境系统主控因子数据采集

湖泊水库水环境监测指标包括诸多主控因子。白龟山水库主要选取水温、PH、浊度、ORP、溶解氧、总磷、总氮等主控因子。各主控因子数据采集通过搭建无线传感器自动数据采集子系统来完成。

自动数据采集子系统包括6个无线传感器自动采集站。利用各类在线水质传感器，在白龟山水库入水口、1号监测点、2号区监测点以及白龟山水库出水口等地设立6个实验示范性无线传感器自动监测站。自动数据采集系统按照业务需要来设定数据采集频率，对监测点水质进行无人值守实时采集。利用数据采集器进行滤波、A/D转化，最终为无线传输系统提供可靠的原始信号数据。

数据采集子系统获得的信号数据为4-20mA的电流信号，将通过无线网络传送至数据中心，然后转化为实际的水质参数数据，不同参数转化算法不同。转化后的水质参数数据，为准确地掌握水质状况和动态变化趋势提供基础数据，将持久存储在数据中心。

② 视频数据采集

为现场设备、水域环境及生物活动提供视频采集功能，并通过无线方式按照定频和手动采集方式发回数据中心。依此实现对各个采样点非法入侵、设备破坏、特种保护动物活动提供实时监控。

2.2 云计算平台的数据传输

数据传输子系统用于将获得的实时信号数据传送至数据中心以便对此数据进行转化、分析、处理和存储。数据传输子系统包括传输控制节点、通信网络及数据中心。

传输控制节点负责接收数据采集器获得原数据，并通过RS485网络，将获得的实时水质参数信号数据传送到GPRS无线混合通讯系统，经由GPRS以及3G无线网络传送到有固定IP地址的数据中心。通讯传输采用“中心对多点”的TCP模式，实现数据的可靠透明传输。各传输控制节点间也可相互通信，与有固定IP的数据中心超级节点之间形成多层重叠混合网络，从而实现数据中心对整个无线传感器网络的管理。各用户终端设备通过该子系统完成登入、退出及异常处理，建立稳定网络，为传输信号数据和控制信令建立双向数据传输通道和通讯链路。

2.3 云计算平台的数据处理中心

数据中心是整个云计算平台服务体系的核心，其主要功能是对数据的计算和存储。通过数据中心，一方面，实现水质数字信号信息的接受、分析处理、预警及存储，另一方面，还可以通过远程无线控制进行随机监控和采样周期设定及视频监控等工作。

2.4 云计算平台的实时监控预警

实时监控预警子系统提供监控和预警两项功能。监控模块主要完成两个方面的工作：一方面，提供实时数据的查看，在线分析和报表下载功能；另一方面，对无线视频采集系统获得的现场图像进行分析、比对，对异常现场状况采取措施；预警模块也主要完成两方面工作：一方面，当数据中心发现异常数字信号后，传送异常类别给实时监控预警子系统，该系统完成对实时数字信号的预警处理任务；另一方，为授权用户和决策人员提供自动预警处理结果。

2.5 野外太阳能供电系统

由于无法通过交流电对白龟山水库水质监测系统供电，因此必须选择适合当地环境的可靠的供电方案来解决此问题。根据白龟山水库的气候特点，本着绿色、节能、环保和低碳的原则，采用太阳能供电系统作为供电方案。

3 结语

应用物联网技术构建的监测系统实现了白龟山水库水环境指标的实时动态监测，云计算平台对监测信息进行及时快捷有效地处理并能实现信息共享，为加强水资源管理和提高用水安全提供了有力保障。

[参考文献]

[1] 中国计量网.国内首台水质自动监测仪问世[EB/OL]. .cn.

[2] 上海雷磁.便携式多参数水质检测仪[EB/OL]. http：//.

[3] 郑巨双.智能水质在线监测方法及系统的研究[D].湖南大学，2008.

[4] 方炜.田间伺服器与无线感测网路的国内外发展[M].台湾大学，2005.

[5] 宁波中科集成电路设计中心有限公司.Gains节点技术白皮书[S]. http：//.cn.

[6] Pradeep K， Mohanty. Application of Wireless Sensor Network Technology for Miner Tracking and Monitoring Hazardous Conditions in Underground Mines[R]. A RFI Response（MSHA RIN 1219-AB44）：MSHA，2006.

[7] 王鹏.问道云计算[M].北京：人民邮电出版社，2011.

[8] 彭力.物联网技术概论[M].成都：无线龙通讯公司，2011.

[9] Buyu Wang， Meian Li. A clustering Algorihm Based on Latent Semantic Model[C]. IEEE ICACIAP2009， 2009， Oct 23-25：44-48.

[10] 成刚，张远，高宏，田自强，万峻.白龟山水库规划区污染特征及潜在生态风险评价[J].人民黄河，2010，23（4）：452-458.

[11 黄河流域水资源保护局. 黄河纳污能力及限制排污总量意见[R].郑州：黄河流域水资源保护局， 2008.

[12] 张宝森，朱太顺.黄河治河工程现代抢险技术研究[M].郑州：黄河水利出版社，2004.

第4篇：物联网环境监测方案范文

关键词：环境监测；质量问题；措施

中图分类号：X83文献标识码： A 文章编号：

一、国内环境监测面临的形势

随着国家不断的发展经济，对于基层的经济建设更是逐渐增多，在这个过程中必然会对基层的环境问题带来一定的影响，国家对环境监测方面的工作也越来越重视，在第六次环保大会上，总理指出“要不断加强环境监管能力建设，监理先进的环境监测预警体系”。环境保护已经不再是单纯的减排污染更重要的是保障人民群众的身体健康，推动经济社会健康向上的发展。环境监测也逐渐在政府的重大决策中显现出重要的作用，现在的环境监测工作面对公众环保意识的不断加强，已经成为直接参与经济社会发展的基础性、前沿性的工作。

基层环境监测旧的工作形式已经不能满足当前的环境监测要求，环境监测的发展不能满足快速发展的环境保护事业的要求。尤其是基层的检测人员不具备专业的监测素质，基层的检测设备已经不能满足时代的需要，这些问题都严重制约了我国监测事业的发展，如何提高基层环境监侧质量已经是一个急需解决的问题，也是一个需要全面的、有条理的去解决的问题。

二、现阶段基层环境监测站进行环境监测质量管理时遇到的问题

20世纪90年代末期，随着《校准和检验实验室能力的通用要求》的颁布，环境监测质量在环境监测领域得到极大地重视，监测质量是进行其他各项保护环境工作的中心点和基本点。环境监测涉及到的内容比较多，范围比较广，包括污染物的采样、相关参数测定、分析方法的选择与测试、数据处理及测试报告。但是很多监测部门存在很多问题，导致监测数据缺乏准确性、可靠性和代表性，难以反映污染真实状况。在基层监测站，由于受到技术条件、人才条件、管理条件的限制，在环境监测方面更是容易出现一些漏洞，进而影响到环境监测的质量。

（一）实验内部监控不到位

现行的实验监测控制已经实行了将近20年，在这段时期内的环境监测工作得到了极大的发展，测量结果的精密度和准确度都逐渐提高，但是在实验内部监控方面，很多实验室的领导和工作人员对实验室内的质量监控没有给与足够的认识，没有充分认识到室内试验监控的重要性。有的实验人员在进行试验的时候没有制定严密的实验步骤，实验的方法落后、实验仪器未更新校准、化学试剂没有进行严格的保护、实验环境不达标等，在进行试验的时，没有进行反复试验和充分对比，还有一些具有强氧化性的物质很容易被空气中的还原物质还原，还有的化学物品容易吸收空气中的二氧化碳而变质，这样得出的实验结论有失准确性。另外，对环境监测时候得到的数据、监测报告等缺乏一个系统的整理，也没有有效地核对，这些都是对监测质量造成影响的重要原因。

（二）监测网络不完善.没有形成统一的环境监测网络

《水污染防治法》第二十三条规定，重点排污单位应当安装水污染物排放自动监测设备，与环境保护主管部门的监控设备联网，并保证监测设备正常运行。第二十五条规定:“国务院环境保护主管部门负责制定水环境监测规范，统一国家水环境状况信息，会同国务院水行政等部门组织监测网络。”但是，基层监测站对主要流域的水质监测、环保、渔业、交通等都有各自独立的监测系统，在获得监测数据之后并没有进行统一的整理，无法实现数据的共享，造成数据的闲置和浪费。

基层监测站的监测管理没有得到统一调度和安排，个系统的监理要么重复要么缺失，更重要的是很多部门的监测人员没有正确认识检测体系存在的必要性，麻痹大意，没有尽职尽责地进行实时监控，这样不仅会使资源得不到合理的利用也会影响监测的质量。随着信息时代的到来，很多信息需要得到及时的回馈和交流，这样才能从宏观上进行调控，对污染的环境进行及时的整治和保护。

（三）质量教育工作比较薄弱、技术水平欠缺

由于基层监测站往往在农村或者比较偏远的地方，生活条件和技术配备都相对比较落后，很多专业的技术人员都不愿意前往，专业技术人员数量有限，有的监测人员身兼数职来回监测几个部分而应接不暇，难免会有纸漏出现。随着现在环境问题越来越严重，环境监测技术也在不断地更新，但是基层监测站由于经费问题，不能及时更新技术检测设备，不能组织站内人员进行大规模的新技术培训，还有的技术人员对环境监测的质量认识不足，在检测过程中，没有进行专业的分析，很多重要的监测部分没有及时进行动态监测，进行实验数据分析的时候仅仅是走一下过场，没有进行严谨的实验，给监测工作带来了比较大的障碍。

三、提高环境监测质量可以采取的有效措施

（一）加快基层环境监测转型。提高环境监测站地位

随着科技的不断进步和城乡的不断发展，环保部门明确提出监测站要总体转型，更加细化各监测部门的工作职责和任务。首先，监测站内要实现监测部门与技术部门分开设置。各监测站应该推进法律法规建设、调整改革体制、科学编制监测计划、各部门之间协调处理重大问题。

检测部门应该充分发挥自己的职能，“聚精会神抓业务，一心一意钻战术”，把环境监测工作做得更加全面、精细，提高技术支撑保障的能力，提升基层监测站在环境检测中的实际效用和地位，让监测站的工作人员了解到工作的重要性和重大意义，也让人们知道该如何配合基层监测站的工作并尊重他们的工作，从而提高人们的环境保护意识和对基层环境监测的了解。

（二）健全监测站质量管理体系，保证监测工作切实有效的运行

要提高环境监测的质量，首先应该完善的是检测质量的管理体系，只有健全的管理体系才能保证监测工作正常有序的进行。首先，要明确规定监测站每个科室和每个监侧人员的职责、权利、任务，形成完善而严密的质量工作体系，这样可以将责任到个人，各自尽好自己的职责，做到责任到个人，各部门各工作人员协同努力将监测质量搞好，如果出现问题，也便于查找问题的出处并及时的做出应对。另外就是要加强基础工作，建立包括监测方案制定、样品采集、原始记录、数据分析、报告编写、评审反馈等一系列基础工作，通过保证监测数据精准、实验分析正确和严格监督来达到保证检测质量的目的。

同时，每年也要对基层监测站的质量管理体系进行审核，对其中的不符合要求的部分给予纠正，需要改进和补充的部分及时进行修正和补充，使质量管理体系不断地完善，可以始终跟随着时代的脚步进行运转。对于出现的问题要认真地分析其出现的原因，并根据问题举一反三，采取一定的预防措施，井对实施措施的有效性进行评估，举一反三与其他各地的基层环境监测质量管理系统进行交流，促进各地环境监测质量管理都得到良性发展。

第5篇：物联网环境监测方案范文

[关键词]地表水；水环境监测；进展；问题

中图分类号：X22 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）12-0258-01

引言

在进行水资源的管理时，必不可少的一项环节就是水环境监测，我们对水环境里面的污染因素以及相关的污染物进行监测，然后对水环境出现污染的原因和诱导因素进行分析，综合起来对水环境污染进行评定，这些都是水环境污染防治的技术要求。在进行水环境污染防治的领域里面，水环境的监测发挥着相当重要的作用。但是，我国现在的水环境还一直处在不断恶化的情况中，这也导致现在的水环境监测任务越来越重要。

一、地表水环境监测进展现状与污染分析

（一）地表水环境监测进展分析

从开展水环境监测到现在我国已有30多年监测历史，目前已有340多个监测中心，其中重要监测中心就有312个，2800个不同种类的监测站作为中心基础，目前已经对我国河流、湖水、大海等各个河流监测进行全面覆盖，充分运用互联网建立统一网络体系，而且有120多家监测水平较高的监测中心的工作点已经获得我国认可，虽然监测中心较少，但相当于质量来讲还是比较好的。

（二）地表水环境污染分析

通过对地表水环境污染进行分析，受到污染的原因有：自然灾害、工业污染、生活垃圾污染等等，严重导致人们生活用水短缺，致使自然环境受到破坏。根据对水资源进行分析，水污染是进行监测的关键性问题，就此问题进行分析，2012年我国地表水环境监测报告显示出，水质量与2010年～2011年的质量数据进行对比，未存在明显差异，但水污染问题相当严重，并且大多数受到污染的地区对处理污染的态度不明确，因此多数工业污水、居民污水等未经过处理直接排到地表中，由于水的自净能力有限，大部分已经超出自净范围，从而导致地表水污染的问题日益严重。

二、我国地表水环境监测中存在的问题分析

（一）监测过程中缺乏统一的管理

我们知道，地表水环境的监测工作一般都是以流域为单元的，这也是国际上对于地表水水资源管理的共同有效的做法，那么，我国的地表水水环境监测的工作也逐渐的从原来的点源或者区域性的监测转变到了现在的整个流域的监测管理了。但是，尽管如此，还是难以改变长期以来所形成的各个地方各自为政的理念，很多地方的地表水资源的管理者往往过分注重自己区域内的利益，从而忽视了整个流域的总体利益，所谓流域管理的理念还没有完全的普及，也没有被所有的管理者所接受。所以，如何能够尽快的实现真正意义上的流域控制，也必然是今后我国水环境监测过程中所面临的一个重大问题。

（二）监测站网需要适时的更新和优化

虽然国控的水环境监测站点已经经过了两次的优化，基本可以从宏观上反映出我国的整体或者是一个流域整体的地表水环境的质量状况。但是，同时我们也应该明白，依靠我国现行的国控水环境监测站点还是不能够及时的来反映出各条河流及各个湖泊的整体的治理效果的，因此，就必须要更加细致的按照行政区划的划分来分为具体的省控以及市控点。除此之外，由于我国在环境监测系统方面存在着水利与环保两个部门的监测系统，所以有时候会出现对同一水域的重复监测的状况。这就要求我们的管理层必须结合两个部门的实际情况来对监测站网进行更加优化的配置，既不能漏测，也不能浪费，尽量的做到以流域管理为中心的监测网络全覆盖。

（三）选取的监测参数不能够全面的反映一个地区的水环境污染状况

对于目前的状况来讲，我国的各条城市的河流以及各大水系的地表水水质污染主要是以有机污染为主的。所以各个站点的监测指标里面所表征的有机物的项目基本上是综合性的指标，这样的指标是很难平等地反映出各个断面的具体的水质污染的情况。地表水水质的监测主要的水质参数是无机污染物、各种重金属离子、微生物及营养物等，一般情况下传统的方法是利用我们比较熟练的化学分析方法和先进的仪器分析或者是生物的方法来测定它们的浓度，但是往往会出现其中的一些参数只是可以对水质的性质起到描述作用，但是却并不能来全面的反映流域的水质问题的状况。

三、解决地表水环境监测问题的对策措施分析

（一）采用有效简便的监测设备

我国土地面积辽阔宽广、山河湖海较多，各个区域出现地表水环境污染的现象较多，例如，2011年5月中旬，南宁市青秀区某中学由于误用不符合规格水，导致数百学生身体出现不适，因此人们要重视水环境监测工作，确保水质量符合相关标准。发生饮水事故的地区一般发生在乡镇地区较多，而且大部分工业用地就在乡镇附近，从而导致水污染不断上升，由于因污染产生的事故不断增多，因此，要求采用有效简单的现场检测仪器。其中，X射线光谱仪像拥有简便的车型设备，监测内容包含有：微量元素、常量数据等，通过运用这类监测仪器可快速、有效的对地表水环境进行监测，并确保水环境质量。同时还可以监测出土壤受到污染的原因、污染物等样品，还可以在未消毒的状态内实行监测。此外，采用MS设备可以对水中有机污染物进行监测，但目前该类监测设备在我国还未获得广泛使用，在以后水环境监测工作中，应普遍运用有效简便的监测设备进行监测，有助于减少监测时间。提高水环境监测质量，有利于工作者迅速制定方案。

（二）消除监测障碍

除了抽取地表水环境样品监测有害物质外，还要对影响水环境质量的各种成分进行监测，为保证监测数据的有效性，使结果更符合标准，应对需要监测的样品实行干预，把阻碍检测结果的障碍物消除殆尽，并把相关样品融入水环境检测区域内，有效提高数据的准确度，利于工作人员对结果进行分析。但在消除阻碍监测结果的干扰因素时，要运用合理的方法进行处理，如果处理方法不当，有可能会影响监测结果。

结语

综上所述，我国在地表水的环境监测里面已经有了很大程度的进步，但是和发达国家比较起来仍然是存在着一系列的不足之处。通过研究表明，要想把水环境监测的质量进行提升，应该从以下几个方面进行入手：首先是尽快解决水污染的问题，对污染问题进行针对性的解决，保证监测的质量；此外，还应该建立一套在线的监测网站，通过相应的设备和仪器以及能够起到代表作用的水样本进行监测，从而让数据的可靠性、真实性、准确性得到保证；其次就是对遥感技术的运用，让工作人员的自身技术得到提升，让监测工作的技术性得到保证；最后是对监测结果进行核实，从而得到最准确的监测数据。

参考文献

[1] .地表水环境监测问题现状及解决策略[J].科技创新导报，2012，29：157.

[2] 张培，谢寅凯.浅谈地表水环境监测相关的进展及问题[J].化工管理，2014，09：162.

[3] 郭二刚.地表水环境监测进展与问题探讨[J].河南科技，2014，10：198.

[4] 刘子芳，赵兵，王玉云，李大军.地表水环境监测进展与问题探讨[J].山东工业技术，2014，11：122-125.

第6篇：物联网环境监测方案范文

所属行业：信息传输、计算机服务和软件业

项目所处阶段：种子期

拟融资金额：500万元人民币

联系方式：010-68096355

企业简介：

A公司属于中关村高新技术企业，注册地在北京国际企业孵化中心。公司主要从事大气环保监测系统的研发、生产、销售及技术服务，适用于政府环保监测部门以及化工厂、制药厂、酿酒厂、垃圾处理场、污水处理厂、纺织厂、水泥厂、畜禽养殖场等有大气污染的单位。作为环保行业的明星企业，公司将努力迅速发展成为国内独具特色的大气环保产品生产企业和大气环保整体解决方案提供者，并逐步成为国际上有影响力的大气环保企业之一，按计划实现上市。

技术优势：

1. 取得多项专利。公司从成立开始就非常重视掌握自主知识产权，公司的2位博士长期在环保和气候信息监测方面潜心研究，积累了丰厚的研究成果，具备极丰富的研发经验和产品产业化能力，自主研发设计出了一系列的实用的可以产业化的产品。项目产品填补了国内技术和产品空白，属于企业自主知识产权产品。本项目已经申请2个发明专利、1个实用新型专利授权、1个外观专利授权、1个软件著作权授权和1个注册商标；

2. 核心人员均为博士、硕士，都有海外工作经验。他们深谙国际、国内环保尖端产品的现状和发展规律，熟练掌握多种开发语言工具和硬件研发技术，深刻了解市场现状和客户诉求，熟悉资本市场运作。

资源优势：

1. 获得政府立项。本项目于2012年底获得北京市科学技术委员会《北京市战略性新兴产业培育项目》立项，并得到相应的政府扶持研发资金；

2. 公司注册地在北京国际企业孵化中心（IBI），取得中关村高新技术企业证书，并准备在合适的时机申报国家高新技术企业。公司在入驻之初即得到IBI有关领导和工作人员的全面指导和大力支持，在企业创业和经营的政策软环境方面将持续得到指导和支持；

3. 公司入选北京市“战略性新兴产业”项目，参加了第十六届中国北京国际科技博览会、第四届全国大气恶臭研讨会、“第十二期科技型中小企业技术创新国际研讨班”国际合作项目推介会，并和多家国外企事业单位进行了广泛交流，有多个国家的客商对公司产品有购买意向并保持联系；

4. 核心人员长期从事环境监测技术和相关仪器的研发、生产、销售，在硬件配套供应商、软件技术支持、直接用户方面都有成熟良好的合作伙伴，上下游渠道畅通，从而节约了研发和生产成本；

5. 和中科院计算所、北京大学、北京林业大学等科研单位的专家学者保持良好合作关系，在技术方向把关、科研难题攻克、技术协调协作方面有良好渠道；

6. 公司配套有相关研发、测试所必需的设备和办公场地，有专业的设计人员和通信技术人员，有可靠稳定的合作伙伴，有前期研发所需的自有资金，能够初步保证前期研发、测试、生产和销售的稳步进行。

B公司

所属行业：信息传输、计算机服务和软件业

项目所处阶段：初创期

拟融资金额：300万～500万元人民币

联系方式：010-68096355

企业简介：

B公司通过提供新一代智能家居节点设备——WoT Node组建智能家居网络及服务，建立安全时尚、方便快捷、舒适健康的家居生活环境。WoT Node集成新型电力载波技术和最新的智能家庭物联网标准，实现了智能家居网络的即插即用、自组网和对外应用服务接口。

在硬件开发方面，由在德国留学6年的海归人才领导公司的技术团队，在软件开发方面也有一支成熟的团队。公司骨干多为“70后”，具有较广的人脉渠道。目前，公司依托北京邮电大学，能够保持科研上的领先地位。通过开放的硬件解决方案组建工程中心，能够吸引更多厂家参与家庭设备的生产。

市场前景：

据《2013～2017年中国智能家居行业分析与前景预测报告》分析，未来五年，全球智能家居设备市场可望实现2倍增长，将从2012年的不足2000万个节点增长至2017年的9000多万个节点。其中，主要驱动力之一是越来越多的服务供应商涌入托管式家居控制领域。智能家居市场可分为豪宅、联体别墅、普通新建商品房、普通家庭四个等级，以霍尼韦尔、Control4、罗格朗等为代表的国外智能家居品牌占据着豪宅市场，其产品售价一般在20万元以上。以上海索博、深圳波创、海尔U-home为代表的国内智能家居品牌主要针对别墅及复式公寓，售价一般在5万～20万元/套。而普通新建商品房市场及装修后的智能家居改造市场暂时还没有被打开，市场前景非常广阔。中国约有3亿个家庭，假设每年有30万个家庭使用，保守估计每个家庭使用10个WoT Node设备，那么该市场规模已经达到了300万个节点。

智能家居的平民化依然还有很长一段路要走。目前面临的四个最大的障碍，一是标准缺失，二是价格高昴，三是安装和操作不便，四是缺乏多样化的工业设计。现有厂家的解决方案安装调试复杂，更像是项目型方案，而不是完全的产品型方案。未来智能家庭传感器市场的发展，需要以满足以下两个特性为前提：第一，价格低廉。将每一个节点传感器、控制器的价格在200～500元之间。第二，即插即用。不需要重新布线，在不改变改变现有装修环境条件下对于满足已建、在建家居的部署要求，真正做到只需要普通人员就可以完成安装部署，而且装好即可使用。

技术优势：

由于与中国物联网研究的前沿单位——北京邮电大学有较好合作关系，长期与之合作国家重大专项课题，因此在行业领域内具有较强实力。

第7篇：物联网环境监测方案范文

（1.苏州大学文正学院，江苏苏州215104；2.苏州大学物理与光电·能源学部，江苏苏州215006）

摘要：设计了一种基于无线透传传感网络的分布式环境监测系统。设计采用1100E射频芯片作为无线收发芯片，通过在ATmega128L微处理器中编写透传算法程序，实现对各环境参数的数据透传，使用RS 232C串口与PC机进行通信，实现了对目标监测区域各环境参数的实时采集。给出实验测试采集到的多组数据，通过对实验数据的分析，说明该设计可以在400 m内同时实现对254个无线节点的实时监测，测量误差约为±0.1%～±3%。

关键词 ：无线透传；透传算法；环境监测；ATmega128L

中图分类号：TN911?34；TP274.2 文献标识码：A 文章编号：1004?373X（2015）18?0128?05

收稿日期：2015?03?10

基金项目：江苏省高等学校大学生实践创新训练计划资助项目（201413983005Y）；苏州大学学生科研基金资助项目（2014）

0 引言

环境信息影响着人们对环境质量的判定，对人们的生活产生了不小的影响[1]。随着射频无线通信技术的广泛应用，现已实现对环境参数的多点远距离智能化实时采集[2]。在农业生产中，通过ZigBee技术能够实时监测温室中的温湿度信息，有效地提高了农业生产的经济价值[3]。在工业生产中，通过GPRS 技术实现了对矿井内瓦斯等易燃易爆危险气体的实时监测，极大地保证了工业生产制造过程中的安全[4]。这些无线环境监测技术克服了传统的环境监测方式网络部署难，维护成本高，节点智能化程度低等缺点，极大地提高了数据的传输效率。但是，在实际应用时，ZigBee技术的穿透性较差，数据传输距离较近，其他主流无线传感网络（WiFi，蓝牙，nRF等）对其同频干扰较大，数据传输时误码率较高[5]。GPRS在进行数据传输时需要消耗大量流量，终端芯片资源配置较大[6]。

本文设计了一种无线透传传感网络应用于分布式环境监测系统，在进行组网时无需考虑射频无线芯片的收发协议和配置方法，可以透过无线芯片直接将其当作普通的有线模块使用，降低了终端芯片的资源利用率，通过钳位电路和电平转换实现了RS 232通信的兼容转换。本文设计的无线、透传传感网络大大降低了射频无线通信网络的硬件和设计研发成本，保证了通信的距离和准确性。设计可以实现对400 m 范围内有建筑物遮挡的环境状况下进行实时监测。

1 系统总体设计

该无线透传环境监测传感网络主要包括终端监测部分，无线透传网络，PC监测端。

（1）终端监测部分。微处理器ATmega128L将各传感器采集来的环境参数的模拟信号经过A/D转换，转化为数字信号，并在LCD液晶屏上实时显示各环境参数，并与报警阈值比较。

（2） 无线透传网络。设计透传算法，使用AT?mega128L将暂存在存储器中的传感器数据转化为符合RS 232 有线通信协议的数据，进一步转换为无线协议的数据发送到远端，并与PC监测端的无线透传网络相连接，使无线通信等效为有线通信。该透传等效图如图1所示。

（3）PC监测端部分。PC机将各个透传无线节点实时采集来的环境参数进行存储和处理，并将各时刻的参数以图像的形式显示出来，并且用户可以根据实际监测的需要，通过PC机对系统报警阈值进行修改。

2 系统硬件设计

2.1 终端监测端硬件设计

该系统的微处理器均采用AT?mega128L单片机[7]。它采用独特的RISC结构，丰富的内部资源可以更好地运行相对复杂的透传算法。在指令执行方面，微控制单元采用Harvard结构，指令大多为单周期，透传算法在工作时，可以严格的控制时序，保证通信的准确性。在能源管理方面，ATmega128L提供多种电源管理方式，以尽量节省节点能量，保证了各节点长时间持续工作。在可扩展方面，提供了多个I/O口，有助于终端机各传感器模块的选择和扩展，防止了各传感器信号及数据相互干扰。ATmega128L 提供的USART（通用同步异步收发器）控制器、SPI（串行外设接口）控制器等与无线收发模块相结合，能够实现大吞吐量，高速率的数据收发。

如图2 所示，环境监测终端机工作时，电化学甲醛传感器、温度传感器、湿度传感器、光照传感器发出的微弱信号经过放大电路后被放大，然后对其进行A/D转换等一系列的加工后再由ATmega128L对其进行处理，如果甲醛等环境参数浓度值高于环境参数浓度的国标，那么蜂鸣器就会发出警报，同时各环境参数浓度值会被输送到LCD 上显示出来。如果在国标的允许范围内，那么只显示浓度值而不发出警报。此外，ATmega128L将各环境参数经射频芯片CC1100E传送到透传网络。

2.2 透传自组模块硬件设计

CC1100E芯片在进行数据传输时采用UART0通信协议，ATmega128L可以严格按照时序读写用以控制芯片内部的32个寄存器，灵活配置各参数，如图3所示。

CC1100E 接口RF_CLK，RF_CS，RF_SOMI，RF_SI?MO 分别和ATmega128L 的串行外设接口端PB2，PB1，PD2，PD3 相连接。RF_CLK 端口为PB2 端口传输数据的时钟信号；RF_CS作为片选信号，仅当片选信号为低电平时，ATmega128L对CC1100E的操作才有效。

RF_SOMI 用于从ATmega128L 到CC1100E 的串行数据传输。为了降低整数据透传的功耗，CC1100E在数据接收或收发状态声明时，系统设计采用中断方式。

RF_GDO0，RF_GDO2 必须与微处理器的外部中断相连，以便使用CC1100E 唤醒微处理器，设计时将RF_GDO0，RF_GDO2分别与具有中断能力的PD6，PD7相连接。CC1100E在高频工作状态下，发射前段和天线馈点需要巴伦电路和匹配网络。

3 系统软件设计

3.1 透传网络控制算法设计

微处理器ATmega128L 通过射频无线收发芯片CC1100E，把暂存的各参数数据发送到远程接收端，如图4所示。首先微处理器ATmega128L通过透传算法控制射频发射芯片CC1100E发送信号校检标志码。这个过程的目的是给远程端射频无线收发芯片发送符合该透传自组传感网络的通信匹配标志，以判断是否为本通信所需的无线数据包。

ATmega128L 通过CC1100E 连续发送校检标志码0X55 和0XAA 共2 个字节，供远端芯片查询确认。其次，ATmega128L 通过CC1100E 发送校检结束标志码0X88 和0XFE，表示校检标志发送结束。然后，发送数据包长度信息Length，告诉接收端芯片本次数据包发送的长度。最后，ATmega128L从发送端的缓存中发送长度为Length的数据包。

微处理器ATmega128L 通过射频无线收发芯片CC1100E，把远程端发送来的数据接收到本地芯片缓存。如图5所示。当ATmega128L通过CC1100E收到上升沿校验标准码时，说明有数据传来，立即唤醒转入接收模式。

接收模式时，如果接收到的0X55 和0XAA 字节数小于6，则说明此时通信与该自组传感网络不匹配，本次通信结束，进入待机睡眠状态；如果连续接收到0X55和0XAA，并且接收到的字节数大于等于6，则说明通信与该自组传感网络匹配，随后的信号将是本地芯片所需要的无线信号。如果接收到0X88和0XFE，则表明校检标志接收完毕，等待下面的信号，如果一直没有接收到校验标志码0X88和0XFE，则表明本次通信失败，通信结束。当接收到0X88和0XFE之后紧接着接收到的为数据包长度信息Length，由此判定数据包的长度。最后一步，接收紧接着的长度为Length的数据包，并且存入接收端缓存。完成本次数据的接收。

3.2 监测终端软件设计

如图6所示，首先对液晶屏和单片机中的寄存器初始化，寄存器包括A/D 转换寄存器，定时器0 中断寄存器和定时器2寄存器。

将A/D 转化寄存器中的输入信号经过A/D 转换函数后再经过定时器中断函数，系统根据这个信号来判断所测区域各环境参数的浓度和是否发出警报，如果发出警报，那么ATmega128L的PWM端口决定了蜂鸣器的频率，如果不发出警报，那么各参数浓度数据就直接显示在LCD 屏上。整个系统是一直运行的，当输入的信号发生改变，那么LCD 上的环境参数浓度值也会发生相应的改变。取值频率设置为30 ms取一次值，由定时器中断函数来实现控制。

3.3 上位机软件设计

为了清晰地观察室内各环境参数的变化情况，使用LabView设计了上位机。上位机部分程序如图7所示。

4 实验数据及分析

4.1 实验结果及分析

在对终端机进行测试时，在400 m 距离范围内，对5 间不同房间的温度和甲醛含量进行了测试，其中0xf1为封闭的实验室，0xf2为封闭的教室，0xf3为封闭宿舍，0xf4为通风教室，0xf5为通风宿舍。测试结果如表1所示。如表1 所示，在密闭状态下，所监测房屋0xf1 一天的甲醛浓度都维持在0.06~0.08 ppm，远超过国家室内甲醛浓度标准。教室、实验室、宿舍等场所由于长时间不通风，室内甲醛的浓度会比较高，人们长期生活在这种环境下，会对身体造成严重的伤害。系统采集到的温度数据，与标准温度误差范围均在3%以下。

4.2 透传传感网络性能分析

通过对透传模块的测试，系统稳定工作时，每5 s需通信转发心跳帧一次，空中每帧数据都会转发一次，最多支持240 字节长度数据包。当空中波特率固定为9 600 b/s通信距离为400 m平原条件时，通信误码率为10-3~10-4。透传数据在传输过程中会存在一定延时，适用于传输距离远且对实时性要求不高的场合。

系统模块在正常工作模式下，通过控制SLP管脚电平，可以使系统进入休眠状态，当SLP管脚接收到下降沿信号时，模块进入休眠模式。处于休眠模式时，模块的工作电流小于5 μA。模块进入休眠模式后，RST脚输入一个低电平信号（>1 ms）可以使模块退出休眠模式，进入正常工作状态。

5 结语

本文提出的无线通信透传算法，透过无线通信把传统的无线传感网络当作有线通信使用，工作时无需任何用户协议，即可实现数据的透明传输，自动路由。可以自动跳频抗干扰，自动路由数据，网络结构中不需单独的路由器或中继器，穿透障碍物能力强，极大地降低了终端芯片的资源利用率和无线传感网络硬件成本。环境采集终端机，续航能力强，各传感器灵敏度高，采集到的各参数与实际误差相差极小。样品机实物图如图8所示。

当数据速率提高时，系统通信的误码率会增加，如需进一步提高透传模块的性能。可采用以下技术来提高通信可靠性[8?10]。在物理层，模块采用差分曼彻斯特编码技术发送数据，从而保证通信中的同步问题。

在数据链路层，使用循环冗余编码进行数据帧校验，用以保证数据到达用户应用层以后的可靠性。

注：本文通讯作者为吴迪。

参考文献

[1] 夏新.浅谈强化环境监测质量管理体系建设[J].环境监测管理与技术，2012（1）：1?4.

[2] 何晓峰，王建中，王再富.基于MAX6675的多路温度采集与无线传送系统[C]//浙江省信号处理学会2012学术年会论文集.杭州：浙江省信号处理学会，2012：4?6.

[3] 尹航，张奇松，程志林.基于ZigBee无线网络的温湿度监测系统[J].机电工程，2008（11）：20?23.

[4] 刘萍.基于多传感器融合的矿井环境监测系统研究[J].矿山机械，2013（6）：110?113.

[5] 蒲泓全，贾军营，张小娇，等.ZigBee网络技术研究综述[J].计算机系统应用，2013（9）：6?11.

[6] 祥，牛江平.远程无线抄表系统的研究[J].自动化仪表，2011（3）：4?7.

[7] 邹丽新，翁桂荣.单片微型计算机原理[M].苏州：苏州大学出版社，2001.

[8] SUZUKI N，MITANI T，SHINOHARA N. Study and develop?ment of a microwave power receiving system for ZigBee device [C]// Proceedings of the 2010 IEEE Asia ? Pacific Microwave Conference. Kansas：IEEE，2010：45?48.

[9] ZHANG G，LIU S G. Study on electrical switching device junc?tion temperature monitoring system based on ZigBee technology [C]// Proceedings of the 2010 IEEE International Conference on Computer Application and System Modeling. Taiyuan，Chi?na：IEEE，2010：692?695.

[10] Dissanayake S D，Karunasekara P P C R， Lakmanaarachchi D D，et al. ZigBee wireless vehicular identification and au?thentication system [C]// Proceedings of the IEEE the 4th In?ternational Conference on Information and Automation for Sus?tainability. Colombo：IEEE，2008：257?260.

[11] 曹金山，张泽滨.无线传感网络安全改进方案研究[J].现代电子技术，2014，37（20）：38?40.

[12] 彭燕.基于ZigBee的无线传感器网络研究[J].现代电子技术,2011，34（5）：49?51.

作者简介：于洪涛（1993—），男，江苏徐州人。主要研究方向为光电应用技术。

吴迪（1980—），男，江苏徐州人，博士，讲师。主要研究方向为仪器仪表与自动化检测技术。

第8篇：物联网环境监测方案范文

关键词：空气质量监测；完整性；PM2.5；PM10

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）19-4555-04

空气是一种重要的公共资源。近年来，随着公众环保意识的逐步增强，以及雾霾天气的增多，空气质量已成为一项全民关注的民生话题。特别是被称为“灰霾元凶”的空气污染物PM2.5 （又称“可入肺颗粒物”），更是受到公众广泛、持续的关注。

2012年底，多个城市正式对外PM2.5空气质量因子的监测信息，公众可以通过网络在线查看实时和历史空气质量监测信息，包括臭氧、一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、PM10及PM2.5六种污染物监测信息。那么，为了使市民能够及时了解空气污染物监测信息，就需要多方面考虑，确保监测数据的完整、准确。

1 系统组成

每个城市空气质量监测站点一般有多个，站点选址考虑的重点是代表性，有学校、医院、工厂，也有一些设在人口密集的地区，以真实反映城市的环境状况。在这些站点中，要有一个基准站点、一个国控站点。

监控站点需要分布在市区各个方位，站点的位置比较分散，站点附近环境一般比较复杂，因此使用环保专网，将各个站点连接到城市环保局监控中心。系统采用C/S架构模式，从底层逐级向上分为现场机、传输网络和上位机三个层次。上位机通过传输网络与现场机交换数据、发起和应答指令。空气质量在线监测系统架构[2]如图1所示。

1.1 现场机

安装在空气质量监控现场，用于监控、检测空气质量状况并完成与上位机的数据通讯传输。包括前端监控仪器（六种污染物监测因子的检测设备、风速与风向检测设备）、视频监控设备、UPS、数据采集传输设备、无线传输设备等，简称现场机。

数据采集仪器从前端监控仪器得到检测数据，打包加密之后上传给上位机。上传方式分为两种：通过环保专网（有线）传输和CDMA（无线）传输。其中有线传输是常用方式，如果有线传输存在故障，启用备用的无线传输方式。

监控现场还装备有视频监控设备，方便工作人员获取监控现场的视频信号，并且方便调试人员远程读取前端监控仪器的数据，与上位机的数据进行比对、调试。

1.2 传输网络

包括环保专网（有线）和CDMA（无线）两种方式。环保专网是常用传输网络，CDMA是备用传输网络。其中国控的监控站点，还要将监控数据通过CDMA传输方式上传到环保部。

1.3 上位机

安装在环保局监控中心，可以通过传输线路与现场机连接，对其发出查询和控制指令。包括应用服务器、数据库服务器、数据库备份服务器、WEB服务器、监控客户端等，简称上位机。

应用服务器负责与上位机通信、解密数据包并将数据写入到数据库或磁盘文件中；数据库服务器中保存有监测数据以及基本的配置信息；WEB服务器主要功能是提供网上监控信息浏览、查询；监控客户端可以实时查看接收到的监控数据和调试数据，并可获取现场视频信号。

2 通信协议

2.1 协议层次

本系统的数据传输通信协议对应于ISO/OSI定义的7层协议的应用层，在基于不同传输网络的现场机与上位机之间提供交互通讯。

应用层依赖于所选用的传输网络，在选定的传输网络上进行应用层的数据通讯，在基础传输层已经建立的基础上，整个应用层的协议和具体的传输网络无关。通信协议结构如图2所示。

2.2 协议数据结构

所有的通讯包都是由ACSII码字符组成（CRC校验码除外）。数据包分为包头、数据段长度、数据段、CRC校验部分、包尾。其中数据段又分为指令和数据两种模式，指令模式是上位机发送给现场机的通讯包、数据模式是现场机发送给上位机的通讯包[3]。协议数据结构如图3所示。

3 数据完整性

对数据完整性来说，危险常常来自一些简单的软件设计考虑不周、人为的错误判断或设备出错等导致的数据丢失、损坏。而数据完整性的目的就是保证计算机系统，或计算机网络系统上的信息处于一种完整和未受损坏的状态。这意味着数据不会由于有意或无意的事件而被改变或丢失。数据完整性的丧失意味着发生了导致数据被丢失或被改变的事情。为此，首先应检查导致数据完整性被破坏的原因，以便采用适当的方法予以解决，从而提高数据完整性的程度。

针对空气质量监控系统，影响数据完整性的因素有很多种，大致可分为现场机方面、传输网络方面、上位机方面、通信协议设计等影响因素。这不但要在技术方面进行消除，在监控系统的制度建设方面也要尽量考虑到数据完整性问题。

3.1 现场机的数据完整性

3.1.1 监控现场断电

监控现场因故断电，短时间内可以使用UPS继续供电。当现场设备检测到供电系统转换为UPS供电后，能够向监控中心发送断电报警，因为监控站点都是在市区内，距离较近，环保部门要求系统维护人员在断电4小时内必须到达监控现场。因各种原因导致长时间断电的监控站点要通报批评。

3.1.2 前端仪器故障

系统发出前端仪器故障报警，系统维护人员在断电4小时内必须到达监控现场，解决故障。

3.1.3 采集传输仪器故障

数据会保存在前端仪器内部，采集传输仪器故障排除之后，系统自动将保存在前端仪器内部的检测数据补传到监控中心[4]。

3.2 传输网络的数据完整性

3.2.1 环保专网故障

当系统检测到环保专网出现故障，无法正常传输数据时，系统自动将通信模式切换到CDMA无线网络，这样能够使监控数据及时传送到监控中心。环保专网故障消除后再切换回来。

3.2.2 环保专网和CDMA网络均出现故障

当环保专网和CDMA网络均出现故障，现场机的采集传输仪器将监测数据暂时保存在本地的小型数据库中，并标记为未传送状态。一旦检测到环保专网和CDMA网络任一网络正常[5]，就将本地数据库中未传递的数据发送到监控中心，发送成功的数据从本地数据库中删除。

3.3 上位机的数据完整性

3.3.1 应用服务器故障

应用服务器故障包括：应用服务器死机、应用服务器软件不能正常工作、连接应用服务器的环保局内部网络故障、应用服务器断电等情况。应用服务器出现故障之后，现场机就无法与监控中心通讯，现场机的采集传输仪器将监测数据暂时保存在本地的小型数据库中，应用服务器故障排除后，现场机将本地数据库中未传递的数据发送到监控中心。

3.3.2 数据库服务器故障

数据库服务器发生故障时，应用服务器将写入数据源指向备份数据库服务器，并将接收到的数据保存在备份数据库服务器中。WEB服务器的数据源也要指向备份数据库服务器。当数据库服务器故障排除之后，将备份数据库服务器中的数据同步到数据库服务器，同步完成之后，将应用服务器的写入数据源和WEB服务器的数据源都指向数据库服务器。

3.3.3 数据库及备份数据库服务器均出现故障

两个数据库都出现故障时，应用服务器将接收到检测数据写入到本地的磁盘文件中，这些磁盘文件要遵循一定的命名格式和磁盘保存路径格式，并要对写入数据进行加密。数据库故障排除之后，将磁盘文件记录的数据导入到两个数据库中。

3.4 通信协议的数据完整性

3.4.1 CRC校验

应用服务器接收到现场机上传的监测数据后，首先进行CRC校验，校验通过并成功写入到数据库中后，向现场机发送上传成功回应；如果没有通过CRC校验，发送上传失败回应，请求重发数据。

3.4.2 超时重发机制

现场机发送的数据在规定的时间未收到回应，认为超时。超时后重发，重发规定次数后仍未收到回应认为通讯不可用，通讯结束，将本次未发送的检测数据保存在现场机本地数据库中。超时时间可以根据具体的通讯方式自定义，无线传输模式时，超时时间定义的较长。超时重发次数可以根据具体的通讯方式和任务自定义。

3.4.3 网络连接重发机制

当现场机成功连接到上位机，将本地数据库保存的未成功上传的数据重新发送到上位机，可以设置每隔几秒发送一条以前未上传成功的数据，避免同时发送造成的网络拥塞。重发数据发送成功后，现场机将其从本地数据库中删除本条数据。

3.4.4 远程提取机制

上位机可以根据需要，从通过现场机远程提取未上传成功的监测数据。

4 结论

本文分析了影响空气质量监测数据完整性的因素，并通过制度建立和计算机技术两方面探索解决方法。目前郑州市空气质量监控系统已经部分使用的本文提出的解决方案，实践证明，该方案能够较好的解决监控系统数据完整性问题，具有良好的实用性。但是本方案不能很好的解决前端仪器故障产生的数据丢失问题，后续要针对此问题进行深入研究。通过该系统的研究实现，为其他环保监控系统（辐射监控系统、污染源监控系统、固体废物监控系统等）提供了很好的参考思路。

参考文献：

[1] 叶红梅.大气监测方法对测定值的影响及评价[J].滁州学院学报，2004（3）.

[2] 苗付友.大气监测网络通信系统设计与实现[J].环境监测管理与技术，1999（5）.

[3] 环境保护行业标准HJ/T212[Z].国家环保部，2005.

第9篇：物联网环境监测方案范文

饮用水是人类的基本需求。确保城乡饮用水安全，让人民群众喝上放心水，是保障人民群众基本生活和生命健康的必然要求，是各级政府必须履行好的重要职能。

近些年来，我省深入推进生态省建设，全面开展水污染防治，加强城乡供水设施和供水工程建设，加强供水调度和水质监管，城乡饮用水得到较好的保障。但是，局部地区仍然存在水源短缺、水污染加重、水质不达标等问题，存在发生饮用水污染事件的隐患，特别是一些农村地区的饮用水安全问题比较突出，亟需采取措施加以解决。根据《国务院办公厅关于加强饮用水安全保障工作的通知》（〔*〕45号）精神，结合我省实际，现就有关工作通知如下：

一、明确目标，统筹规划城乡饮用水安全保障工作

“十一五”期间我省城乡饮用水安全保障的基本目标。到2010年，全面完成城乡合格、规范饮用水水源保护区创建工作，城市集中式饮用水源地水质基本达标率大于85%；加快建设城乡一体的区域集中供水工程，每年新增城镇集中供水覆盖农村人口100万人；加快实施“千万农民饮用水工程”，基本解决农村人口饮水困难问题，全面改善农村饮水条件，农村合格自来水普及率达到80%以上；城乡饮用水供给水量满足生活需要，水质达到国家标准，实现安全保障。

组织编制城乡饮用水安全保障规划。按照城乡统筹、合理布局、防治并重、综合治理、因地制宜、突出重点的原则，由水利部门牵头，会同发展改革、建设、环保、国土资源、卫生等部门，抓紧编制城乡饮用水安全保障规划或实施方案，明确城乡饮用水安全保障的目标、任务和政策措施。2006年各市、县（市、区）要完成当地城乡饮用水安全保障规划或实施方案的编制工作。2007年完成全省城乡饮用水安全保障规划编制工作。城乡饮用水安全保障规划或实施方案由同级政府批准后实施，并纳入国民经济和社会发展中长期规划。

深化落实各专项规划。环保部门要牵头编制饮用水源地保护规划，合理划定饮用水源保护地，界定保护区域。建设部门要牵头编制城乡给排水专项规划，综合布局城乡给排水系统，统筹安排供水设施和服务设施建设，合理规划建设供水管网。水利部门要牵头编制农村饮用水工程建设规划。卫生部门要做好相关规划的卫生学评价及水

质卫生监督监测方案。编制实施各种涉水规划，必须坚持把保障饮用水安全摆在第一位，加强相关规划的衔接。

二、严格保护饮用水水源，综合防治水污染

认真实施水（环境）功能区划，切实加强饮用水水源保护。严格执行水污染防治法的有关规定，落实饮用水水源一级保护区、二级保护区的各项环境管理制度。在一级保护区内，禁止一切排污行为和可能污染水体的行为。在二级保护区内，禁止超标排放污染物，禁止新建、扩建向水体排放污染物的建设项目，禁止设立装卸垃圾、油类及其他有毒有害物品的码头，改建项目必须削减污染物排放量。加大合格、规范饮用水水源保护区创建力度。2006年完成中心镇以上合格、规范饮用水水源保护区创建任务。与此同时，加快推进其他乡镇和农村地区集中式饮用水水源保护区的创建工作。各级环保等部门要定期开展对饮用水水源保护区的检查，对查出的问题要进行专项整治并挂牌督办。对违法违规建设的项目，要责令停建并限期治理整顿或拆除。对排污超标的企业和单位，要责令限期达标排放或搬迁。

全面加强水资源保护和水污染防治工作。加快实施水源安全防护、生态修复和水源涵养等工程建设，依法及时查处破坏生态涵养林和水资源保护设施的行为。全面推进水系、主要湖库、河网以及地下水水源地的水污染防治工作。积极推进循环经济，大力推行清洁生产，加快发展生态环保型产业。大力推行污染物排放总量控制，

严格实施排污许可证制度，实行跨行政区河流交界断面水质管理制度，落实各地、各部门、各单位的水环境保护责任。继续加大重点区域、重点行业、重点企业的污染整治力度，限期实现整治目标，对不达标排放、严重污染环境的企业，一律实行停产治理，达标无望的要坚决予以关闭。加大环保执法监管力度，严厉打击各种违法排污行为。

严防城乡饮用水有机物污染，饮用水源上游不得建设生产和使用高毒高危原料和产品的项目，现有的相关企业要限期关停搬迁。加快推进农业农村面源污染防治。2007年前，畜禽禁养区内现有养殖场全面完成关停转迁；限养区内猪存栏300头以上、牛存栏30头以上规模化养殖场完成治理任务，畜禽存栏量削减到控制范围以内，同时加快建设一批生态畜禽养殖小区，全面实施其他规模化畜禽养殖场的污染治理。加快现有城市生活垃圾处理设施无害化改造，加快形成农村生活垃圾集中收集处理机制，因地制宜处理农村生活污水。加快实施种植业化肥、农药“减量增效控污”工程，积极推广测土配方施肥，全面禁用高毒高残留农药。严格实施水产养殖证制度，积极开展无公害水产养殖基地建设，加强水产养殖污染防治，严禁施肥养鱼。在一级饮用水水源保护区内严禁投饲养鱼，在二级饮用水水源保护区内严格控制投饲养鱼，鼓励发展保水渔业。加快实施“万里清水河道”工程，加强农村小流域综合整治。

三、加快城乡供水工程和设施建设，不断提高城乡供水保障水平

继续提高城市供水能力和供水质量。适应城市化发展和城市人口增加的需要，按照多库串联、水系联网、地表水与地下水联调、优化配置水资源的原则，加强城市供水水源建设。加快综合利用水库、供水水库建设和已建水库的供水配套，发挥水库在城市供水中的积极作用，宁波、温州等以水库为主要饮用水源的大中城市要积极研究和实施联库、多管联网供水，嘉兴等平原城市要加快研究中远期引水水源方案。积极采用新技术、新工艺、新材料，加快供水水厂、管网的建设和改造，完善配水系统，减少供水漏损和管网二次污染，增强集中供水的稳定性。加强制水工艺改造，提高常规处理能效，推广深度处理和膜处理技术，提高供水水质。凡饮用水水源水质不符合标准的，应当提出强制性的技术措施，制定水厂技术改造规划，采用先进适用技术，改进水处理工艺。有条件的地区，要积极试点推进分质供水。水源建设和引水有困难的海岛及沿海地区，要积极推进海水淡化工程建设。

加快实施区域集中供水，以城带乡扩大农村受益范围。经济比较发达、城镇化程度比较高、具备相应地理条件的地区，要制定并实施城乡一体的给排水规划，结合实施“千万农民饮用水工程”，加快区域集中供水设施和管网建设，不断提高区域集中供水的人口覆盖面。城镇集中供水企业要在提高供水能力的基础上，积极扩大供应半

径，通过延伸供水管网将自来水直接输送到周边农村。要加强城乡供水设施建设的统一规划，注重提高集中供水设施运营的规模经济水平。要积极创造条件，尽快实现区域集中供水同网同质同价。

加快建设农村分片、分散式供水工程，因地制宜解决农村饮水安全问题。加强农村现有简易水厂和供水设施的改造，提高规范管理水平，落实各项净水措施，确保供水水质。有条件的丘陵、山区和海岛地区，在人口集中的单个或多个乡村要加快建设小型水源工程、配套净水和消毒设施，建成一批独立的供水体系，并尽可能实现供水网络的互联互通。要优先解决资源性缺水、取水难度大等地区的供水问题和高氟水、高污染、介水性传染病高发地区农村的饮用水安全问题。饮用水困难的边远山区和小岛地区，要积极通过下山脱贫和“大岛建、小岛迁”等办法，彻底解决饮用水问题。对人口相对集中、短期内无法迁移的地区，要通过雨水集蓄等供水设施建设，解决饮用水

困难问题。

四、加强监管，确保城乡饮用水水质安全

对饮用水取水、制水、供水水质实施全过程监管。加强对饮用水水源、水厂供水和城乡各类用水点的水质监测，并建立定期报告和城乡集中式供水出厂水水质公告制度。环保、水利部门要按照水（环境）功能区划和饮用水水源保护区管理的要求，优化监测站网设置，加强饮用水源地和具有饮用水功能水库的水质监测。建设部门要加

强对城镇和区域集中供水的监督管理，督促指导供水经营单位建立以水质保障为核心的质量管理体系，依据国家标准，建立严格的取样、监测和化验制度，落实保障水质的各项技术、工艺和管理措施。国土资源部门要加强对地下水水源地的水环境监测。卫生部门要认真贯彻执行国家生活饮用水卫生标准，严格实施对集中式供水单位和涉及饮

用水卫生安全产品的卫生许可，加强对集中式供水单位和二次供水的卫生监督监测。各级都要抓紧建立农村饮用水安全监测网络，加强对农村饮用水水质的定期抽测。对城乡饮用水日常监测和专项检查中发现的问题，要及时查处，督促有关单位限期整改。

五、进一步健全水价形成机制，广泛开展节约用水

在全社会广泛开展节水工作。保障城乡饮用水供给，必须坚持开源、节流并重。要进一步理顺节水管理体制，完善节约用水各项制度。广泛开展宣传教育，增强全社会节水意识，大力倡导节约用水的生产生活方式。积极调整优化产业结构，扶持发展节水型产业。积极推广农业节水灌溉技术、废水资源化和零排放技术、中水回用和海

水利用技术，鼓励生产和使用各种节水设备和节水产品，强化节水技术服务体系建设。加强建设项目水资源论证，在水资源严重不足地区严禁建设高耗水项目。

加快建立合理的水价形成机制。积极推行居民生活用水阶梯式水价、非居民用户超定额用水累进加价和高耗水行业的差别水价政策。加强水资源费征收管理，确保应收尽收，适时提高征收标准，尽快将集中供水覆盖范围内地下水的水资源费调整至高于供水价格。加快落实城镇污水处理收费制度，促进水环境保护和水污染防治，促进

企业中水回用和再生水利用。2006年，全省所有市、县（市、区）都必须开征城镇污水处理费，并尽快将收费标准调整到合理水平，确保城镇污水处理厂保本微利、正常运营。加快建立按企业排污浓度实行分档计价的城镇污水处理费征收办法。

六、加强储备体系建设，建立健全城乡饮用水安全保障应急机制

加强城乡饮用水储备体系建设。全省水资源及饮用水战略储备体系建设由省水利厅牵头负责。要合理选择部分大型水库和江河作为区域性战略储备水源，并制定特殊情况下的区域水资源配置和供水联合调度方案。县以上城市要建立特枯年或连续干旱年的供水安全储备，规划建设备用水源。沿海平原地区要结合承压地下水禁采限采工

作，保留和改造一批应急开采井，作为饮用水应急水源。具有供水功能的水库和河网地区，应制订枯水季节的用水方案，优先安排饮用水，限制其他用水。

建立健全饮用水安全保障应急机制。各市、县（市、区）人民政府应根据水资源条件，制定城乡饮用水安全保障的应急预案，落实应急指挥机构，建立健全技术、物资、人员保障系统和值班、报告、处理制度，形成有效的预警和应急救援机制。水域周边的化工、医药等重点企业，从事危险化学品生产经营、运输、储存的企业，要严

格防范水污染事故的发生，并制定专门的应急预案，确保一旦发生水污染事件能够及时有效处置，把危害控制在最小的范围内。供水单位应当摸清取水口上游及周边地区存在的污染隐患情况，针对不同的污染源制订相应的应急预案。当原水、供水水质发生重大变化或供水水量严重不足时，供水单位必须立即采取应急措施，并报请当地人民政

府及时启动应急预案。

七、加强组织领导，建立完善城乡饮用水安全保障的政策体系