物联网能为环境监测做些啥欧美经验值得借鉴

[2015/3/30]

　　物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。

　　物联网的概念，最早于1998年提出，当时，美国麻省理工学院创造性地提出被称作EPC(Electronic Product Code)系统的“物联网”概念。到2008年，IBM提出了“智慧地球”的概念，将物联网提升到了美国国家战略层面，并引发了世界各国对物联网的追捧。

　　欧盟已将物联网正式确立为欧洲信息通信技术的战略性发展计划。2008年，欧洲物联网大会制定了欧洲物联网政策路线图，2009年，欧盟委员会正式出台多项权威文件，尤其发布了《欧盟物联网行动计划》。

　　环保物联网是物联网在环保领域的延伸，欧美在环保物联网方面做了哪些探索与应用?

　　城市实时监测无线传感网络——美国City Sense

　　City Sense是由美国国家自然科学基金会资助，由哈佛大学和BBN公司联合开发出的可以报告整个城市实时监测数据的无线传感网络项目。

　　City Sense通过在美国马萨诸塞州剑桥市的路灯上安装传感器，利用路灯的电力供应系统作为传感器运行时的电力能源，解决了电池寿命对于无线传感网运行的限制，有利于长期环境监测试验。每个节点都将含有一个内置PC机、一个无限局域网界面，利用WiFi无线网络技术，将监测信息回传到监测中心，监测信息包括压力、温度、相对湿度、风速、风向、降雨量、降雨强度、CO2、噪声，之后为用户提供City Sense网站信息查询。

　　City Sense通过把每个节点同相邻的节点相连形成网状，从而将分散在城市各处的远程节点和位于哈佛大学和BNN的中心服务器连接。在这一网络中利用一个1英里射程的小无线电装置，任何一个节点都可以从远程服务器中心下载软件或上传传感器数据。另外，根据微软公司提供的Virtual Earth和Sensor Map技术，网站的数据资料将覆盖到地图上。民众及学者便可透过网站追踪污染物扩散情形，并进行长期的监测，研究空气污染的解决方案。

　　City Sense收集数据的规模之大前所未有，未来传感器的用途将会呈现多种可能性，从计算大气污染物的传感器到用于测量噪声污染的麦克风，甚至可以通过轿车和公交车上的移动传感器收集信息。

　　富营养化监测和响应平台——美国MARVIN

　　美国佛罗里达海洋研究组织建设了一个简称为MARVIN的传感平台。MARVIN传感的目标主要是根据有害藻类富营养化相关水质变化提供即时的水质信息，其水质监测项目包括pH值、溶氧量、水温、导电度、叶绿素浓度、浊度、硝酸盐及磷酸盐、水位、水流速与方向、水中光合辐射光能以及全光等项目。这些传感器同时安装在一个浮舟之中，并搭载了一个气象塔，负责监测包括风速与风向、气温、相对湿度、气压及降雨量等项目。

　　MARVIN的信息传输方式是利用传感器收集监测数据信息后，通过天线传送讯号至卫星及手机等界面，提供远程信息的获取。MARVIN平台通常每小时取样两次，然后每小时或每三小时通过卫星将数据回传。

　　MARVIN平台需要每两周进行一次人工维护，维护人员会采用传统的采样和分析方法收集数据，用于校正在后处理过程中的MARVIN平台数据。除了FMRI实验室研究人员外，MARVIN数据还可以帮助建模人员观察水流循环和克卢萨哈奇河生物系统、帮助船长及应急管理人员及时了解实时水质情况、帮助游人预测赤潮是否会出现、帮助搜救队了解水流能见度、帮助学生学习生物圈的有关知识等。

　　垃圾回收奖励系统——美国Rewards for Recycling

　　美国密歇根南部垃圾处理和收集公司Richfield Management发起了一个新项目Rewardsfor Recycling。项目利用RFID技术(射频技术)向垃圾再循环处理的居民提供当地饭店或零售店的折扣，实现激励目的。

　　这套系统将标签封装在坚固、粘附性强的外壳里。标签粘贴在垃圾回收箱的正面和背面。垃圾箱的两张RFID标签含同一个唯一ID码。当垃圾收集卡车沿着收集路线前进时，安装在车辆内部的一台阅读器读取每个垃圾箱标签的ID码。阅读器与驾驶室内一台触摸屏计算机相连，计算机内含一台GPS接收器。Universal Tracking Systems设计、实施这套系统，并开发相关软件收集阅读器标签数据及每次标签读取和卡车的GPS坐标。软件利用这些数据可以升级一个中央数据库里各个家庭的垃圾回收记录。

　　项目发起半年以来，密歇根州Genesee和Oakland郡的6个城镇，共计8万个家庭已加入这场活动，在有些地区如Davidson镇，垃圾回收率从18%上升到50%。

　　穿戴式无线传感器监测系统——法国Sensaris

　　法国Sensaris公司研发出一种穿戴式无线传感器，可配戴在手腕上。这一传感器结合全球定位系统(GPS)，并在其中装置蓝牙传输设备，由装有蓝牙的手机接收传感器的监测信息，然后再借助手机上网功能，将信息上传至当地的中央服务器。因此，无论是行人，还是骑自行车者，都可使用这套设备，这一设备可以让公众监测并汇报噪声和空气质量信息，通过互联网即时将最新资讯分享给各使用者。

　　目前此传感器提供了噪声和臭氧的监测功能，已大规模地部署在巴黎地区，以建构即时的污染地区地图。未来Sensaris计划增加其他空气污染物的监测，包括一氧化碳、二氧化碳和氮氧化物。

　　空气质量传感网——西班牙OSIRIS

　　OSIRIS是欧盟GMES(Global Monitoring for Environmentand Security)下的一个综合型计划，是欧洲对环境进行有效管理的一套综合信息基础架构，主要目标是研发和测试环境监控及防灾处理，通过部署完善的感测网，运用现场实地监测的感测系统，达到监测与防灾的效果。OSIRIS涵盖现场监测系统、资料整合和信息管理、服务三阶段流程。OSRIS针对空气质量及污染、地下水污染、森林火灾和工业建筑火灾4种情境进行了实验。

　　以空气质量传感网为例，可分为空气质量监测和空气污染监测两种情境。这一模拟示范区为西班牙Valladolid市，空气质量监测通过9个固定式空气质量监测站(安置于大楼顶端)监测CO、CO2、NO、NO2、O3以及气象因子，通过安置于公交车顶端的传感器移动监测NO、NO2等浓度和噪声污染。在适当时间将监测数据以无线技术传输至监控中心，并与附近固定式气象站信息结合，进行后续污染物扩散模拟预测分析，并且将资料集成后以图形的方式呈现在地图上，作为决策单位的预警系统。

　　空气污染情境则是在Valladolid近郊进行模拟，当运载有毒化学品的列车发生翻覆事故，造成有毒物质扩散。一旦接到报警，OSRIS会派出带有传感器的微型无人空中飞行器前往事发地点上空进行大气污染物采样，无人空中飞行器将通过地面控制站和OSRIS系统与监控中心沟通并传送信息，同时收集即时影像及气象信息供扩散模拟组进行分析，生成产生有毒气体扩散的时空模拟图，以便监控中心评估灾情程度以及需疏散的地区。

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物联网能为环境监测做些啥 欧美经验值得借鉴

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