近海环境监测中通信技术研究

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【摘要】随着计算机技术和通信技术的广泛应用，在近海环境监测中发挥了重要的作用。凭借先进的通信技术，可实现持续化、自动化监测，随时传递重要的海洋环境信息，以确保海洋环境中心掌握真实情况，针对海洋环境中存在的问题，制定科学、可行的处理方案。本文结合通信技术的发展状况，对其在近海环境监测中的应用进行具体分析与探讨。

【关键词】通信技术；近海环境监测；海洋保护；应用

1前言

当前海洋环境监测技术正朝向持续化、现代化、自动化方向发展，进一步拓展了海洋环境监测的空间。我国的数据通信技术中，一直采取水上移动通信技术、无线电台传播技术、卫星通信技术等，虽然起到了一定的监测效果，但是也存在很多缺陷：首先，使用移动载体浮标，受到其吃水深度、风浪等影响，导致监测数据不精确；其次，大多以单点监测模式为主，限制了监测的范围；再有，对底层海洋环境的掌握不足。针对这些问题，当前发展较快的水声通信技术取代了原有通信技术的地位，凭借其效率高、可靠性强等特征，更具应用价值，并且水声通信技术设置了海面观测平台和海底观测平台，减少海况因素的影响，同时融合水声通信技术、水上移动通信技术等，从过去单一的海上观测站转变为“链条式”的观测模式。通过应用全新通信技术，使得近海环境监测范围扩大、数据质量提高，在海面或者海底监测并获取数据之后，将其传输至陆地信息网络中，实现信息实时传输及资源共享，更好发挥通信技术在近海环境监测中的作用。

2水声通信技术概述

2.1水上移动网络通信技术

在近海环境监测中应用的通信系统，从最初的GSM（2G）、GPRS（2.5G）一直发展到WCDMA（3G）、TD-SCDMA（3G），并且随着移动网络通信技术的不断发展，目前正在尝试使用最新的TD-LTE-advanced（4G）通信技术。在最初应用的GSM技术中，通过发送短信息的方式，双向传播简短的数据，使用多个GSM模块发送或接收短信息。但是受到短信息篇幅的限制，如果需要传递大量信息，增加了繁琐性，并且传输成本偏高，实用价值偏低；随后应用的GPRS技术中，融合现代化的物联网技术，提高了信息传播的便捷性，进一步扩展了信息传播的速度与传播的类型；在应用GPRS技术的基础上，引入WCDMA技术和TD-SCDMA技术，其传播速率提升到几百kb/s，并且发挥了无缝漫游技术的重要作用，实现了移动网络与互联网信息共享，能够传播多样化的信息。

2.2水下水声通信技术

水下水声通信技术主要应用于海洋底部的环境监测，是重要的信息传播技术。首先，在海洋不同深度、底部不同位置放置传感器和浮标，实时监控海洋环境的相关信息，通过数字、图像、声音等形式，利用换能器将信息转换为类似声波的声信号；在海洋中，声信号的传播顺畅，输入海洋表面的接收换能器中，声信号再次转变为电信号，通过移动网络传输到监控终端，监控终端破译电信号后，获得相应的数字、图像及声音等重要信息。

3通信技术在近海环境监测中应用特征

3.1水上无线通信技术特征

水上无线通信技术采用现代移动网络通信技术，取代了传统的电台广播通信技术和卫星传播通信技术，并且随着3G移动网络、4G移动网络通信技术的应用，极大提高了数据传输的速度和质量。该种技术的优势较为明显，如经济成本低、传播距离远、信号强、不易受干扰等。

3.2水下无线通信技术特征

水下无线通信技术采用水声调制解调通信技术，取代了传统的电磁波脉冲通信技术和水下光纤通信技术。该种技术充分运用了声波信号，符合水下信息传播的实际情况，并且在水下信息传输媒介中引入了声纳系统，提高水下信息远程传播的稳定性、可靠性。

3.3监测信息收集技术特征

信息收集与信息传输，是近海环境监测工作的关键，其最终目标在于提供真实、完整的海洋信息数据。在海洋环境监测信息收集系统中，主要通过设置在海洋底部的信息传感器及海洋表面的特制浮标，实时收集有关海洋环境的相关信息。与传统的单一海洋底部信号传感器或者船舶、潜标等单站监测方式相比，全新信息收集技术更具立体化、专业化、精确化优势，可监控范围广泛；在海洋表面、底部以及不同深度区域安装传感器，可在陆地操控，以随时获得近海环境监测数据，实现了多采样点监控数据的要求。

4通信技术在近海环境监测中的应用

4.1海洋应急监测中的应用

海洋应急监测主要针对海洋中突发性、破坏性的事件进行监控，监测范围几乎覆盖整个海域。海洋环境中的突发事件较多，如海面溢油、海啸、污染、海洋灾害等，这些都离不开监测的作用。利用近海环境监测系统实时收集海洋环境信息，便于海洋管理部门掌握海洋变动信息，由相关管理人员、技术人员等对数据分析，制定应急处理方案。

4.2定点连续监测中的应用

在近海中存在很多特殊地点，需要长期、连续性跟踪监测，如海洋洋盆与大陆架连接区域、架设石油钻井平台区域等，这些位置一旦发生变化将对海洋环境产生重要影响。因此，应用定点连续监测就是在关键位置安装海洋浮标或者传感器，通过移动网络通信技术将监测数据实时输送给监控中心，达到连续监测海洋环境的作用。当关键点的海洋环境发生变动时，能够及时根据信息制定应对措施。本文结合近海环境监测的要求，主要分析了当前两种常用的通信技术——水上移动通信技术及水声通信技术。基于海洋环境监测的作用与特征，应用移动通信技术及水声通信技术作为传播信息的载体，非常必要。配合设置浮标、海床基等，设置海洋环境信息监测系统，用于监测海洋环境情况，通过声音、图像、数字等形式传播给陆地监控终端，达到终端数据异地可视化目标；应用多样化的监测终端传感器，能够实现大范围、全领域的监测作用，提高了监测的效率，合理控制运行成本，具有广泛应用价值。

总之，随着计算机技术、信息通讯技术及物联网技术等全面发展，给海洋环境监测工作带来了新的发展方向。未来海洋环境监测工作必将使用无线通信网络模式，大范围内获取海洋信息，实现快速、精确的信息传递与管理，在保护海洋环境中发挥重要的作用。

参考文献：

[1]马悦.无线传感器网络在近海环境监测中的应用研究[D].大连:大连海事大学,2014.

[2]郭海军.海洋水环境监测系统中无线传感网络的研究[D].秦皇岛:燕山大学,2010.

[3]牟华.近海海域水质自动化监测系统研究[D].青岛:中国海洋大学,2013.

作者：许振 单位：国家新闻出版广电总局五七三监测台