信息资源组织与管理结课论文

塔里木大学信息工程学院课程论文物联网技术在空气污染方面的研究课程名称：信息资源组织与管理班级：计算机科学与技术17-4班姓名：景倩芸2016年4月27日信息工程学院信息组织与利用课程论文第1页共5页物联网技术在空气污染方面的研究景倩芸计算机科学与技术17-4班摘要：所课题属于环境保护方面，物联网现在在各个领域都有涉及，与环境保护学科、空气质检学科等挂钩，应用于检测空气污染，空气组成成分等范围的研究。关键词：物联网；环保；空气污染0.引言物联网，顾名思义，就是在生活常事上加上网络的应用，现在的环保工程中当然也用到了物联网。随着现代社会经济的高速发展，人类面临的环境形势也日益严重。大气污染最为重要，威胁着居民健康、破坏着城市生态环境，严重制约着生态平衡及社会的可持续发展。因此促进环保的向网络化发展是我们将来的环境保护工作的首要目标，环境保护智能化势在必行。1.环保物联网介绍物联网技术是智慧环保的核心，美国Auto-ID实验室（是研究物联网的国际机构，前身叫Auto-ID申心，1999年成立于美国麻省理工大学，2003年更名为Auto-ID实验室）首先提出“TheIntemetofthings”（物联网）概念，它建立在统一物品编码、RFID技术和互联网的基础上；2005年，在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上，ITU发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出“物联网”的概念;2009年11月3日，温家宝总理发表讲话，提出物联网，顾名思义就是物物相连的互联网，是指通过各种信息传感设备与技术，实时监测任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、置等各种需要的信息，与互联网结合，形成一个巨大网络，实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理[2]。1.1物联网的定义早期的物联网是指依托射频识别(RFID)技术的物流网络，随着技术和应用的发展，物联网的内涵已经发生了较大变化。物联网，顾名思义就是物物相连的互联网，是指通过各种信息传感设备与技术，实时监测任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合，形成一个巨大网络，实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。1.2环保物联网的定义环保物联网，就是物联网技术在环保领域的智能应用，通过综合应用传感器、全球定位系统、视频监控、卫星遥感、红外探测、射频识别等装置与技术，实时采集污染源、环境质量、生态等信息，构建全方位、多层次、全覆盖的生态环境监测网络，推动环境信息资源高效、精准的传递，通过构建海量数据资源中心和统一的服务支撑平台，支持污染源监控、环境质量监测、监督执法及管理决策等环保业务的全程智能，从而达到促进污染减排与环信息工程学院信息组织与利用课程论文第2页共5页境风险防范、培育环保战略性新型产业、促进生态文明建设和环保事业科学发展的目的[4]。2.智慧地球的提出2009年初，IBM提出了“智慧地球”的概念。“智慧地球”的核心概念，就是利用新一代信息技术，改变政府、企业和人们相互交互的方式，以提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度，通过更智慧的方式实现信息基础架构与基础设施的完美结合。随着“智慧地球”概念的提出，人们更加关注在环保领域中如何更加充分地利用各种信息通信技术，感知、分析、整合各类环保信息，对各种需求做出智能的响应，从而使决策更加切合环境发展的需要，“智慧环保”概念由此产生。“智慧环保”，就是在现有的环境信息化平台基础上，再借助物联网技术，把感应器和装备嵌入到各种环境监控对象中，通过超级计算机和云计算将环保领域中应用的物联网整合起来，实现人类社会与环境业务系统的整合，以更加精细和动态的方式实现环境管理和决策的“智慧”，“智慧环保”已经成为环境信息化发展的必然趋势。3.环保物联网现状全球应用于智慧环保领域的物联网技术发展仍处于初级阶段，但已经有了很多应用案例，例如美国开发的用于实时监测城市环境污染数据的“CitySense”监测系统和用于监测大鸭岛海鸟栖息情况的生态监测系统、澳大利亚用于监测螗蜍分布情况的生态监测系统等。瑞士巴塞尔大学、苏黎世大学与苏黎世联邦理工学院去年联合启动的“PermaSense”阿尔卑斯山地质和环境状况的大范围深层次长期监控项目等等。这些应用案例在污染防治、生态保护等领域起到了良好的示范作用。我国面向环境保护的物联网产业建设还处于起步阶段，但近两年随着环保物联网技术发展的不断推广，成都、无锡、山东等先后被确立为国家环保物联网示范省、市，并且有了许多智慧环保物联网技术的应用案例。随着环保物联网技术的不断成熟和应用规模的不断扩大，一个集监测、监控和监管三位一体的全国智慧环保物联网应用体系初步形成。要着力突破传感网、物联网关键技术，明确告诉世界中国已经把物联网确定为国家科研和产业发展的战略。4.智慧环保物联网技术架构智慧环保的物联网作为物联网技术在环境保护这一特定领域的应用，其技术应用于传统的物联网既有共同点又有特殊之处，其技术架构可以拓展为4层：感知层、传输层、智慧层和服务层[6]。4.1感知层利用传感器、多跳自(组织传感嚣网络以及任何可以随时随地感知、测量、捕获和传递信息的设备、系统或流程，实现对环境质量、污染源、生态、辐射等环境因素的“更透彻的感知”。主要包括数据采集、处理技术以及传感器的部署、自组织组网和协同等技术，以传感器等采集感知技术、RFID识别技术以及无线传感器网络技术为代表。信息工程学院信息组织与利用课程论文第3页共5页4.2传输层利用环保专网、运营商网络，将个人电子设备、组织和政府信息系统中储存的环境信息进行交互和共享，实现“更全面的互联互通”。[6]需要利用异构的网络接人技术和基础核心网络技术，包括基础NCN核心网和VITH、3G、WiFi、蓝牙、Zigbee、UWB等接入技术。4.3智慧层以云计算、虚拟化和高性能计算等技术手段，整合和分析海量的跨地域、跨行业的环境信息，实现海量数据存储、实时处理、深度挖掘和模型分析，实现“更深入的智能化”。4.4服务层利用云服务模式，建立面向对象的业务应用系统和信息服务门户，为环境质量、污染防治、生态保护、辐射管理等业务提供“更智慧的决策”。5.智慧环保物联网的应用案例5.1物联网技术在污染源监控中的应用5.1.1国控重点污染源自动监控系统。2008年，环保部在全国31个省、自治区、直辖市、6个督查中心和333个地级市部署的国控污染源在线监控系统是物联网在环保领域的行业级实践。该系统是污染减排指标体系、监测体系和考核体系“三大体系”建设的重要组成部分，项目的目标是通过自动化、信息化等技术手段，更加科学、准确、实时地掌握重点污染源的主要污染物排放数据、污染治理设施运行情况等与污染物排放相关的各类信怠，确保污染减排工作取得实效，切实改善环境质量刊。项目分三级六类，建设国家、省（自治区、直辖市）、地市三级300多个污染源监控中心并联网，对占全国主要污染物工业排放负荷65%的近万家工业污染源和近700家城市污水处理厂安装污染源自动监控设备，并与环保部门联网，实现实时监控、数据采集、异常报警和信息传输，形成统一的监控网络。国家组织省、地市、近万家排污企业共同实施，实现了数万个点位的信息联通，实现对排污口、环保治理设施以及生产工艺的全方位监控，构建了一个庞大的环保物联网体系，打造了集监测、监视和监控三位一体的量化执法体系。该系统使得环保部门以自动化、信息化为主要特征，逐步形成由环境卫星（宏观）、环境质量自动监测（区域流域）、重点污染源自动监控（微观）三个空间尺度构成的“天地一体化”的环境监管体系[5]。5.1.2山西省污染源自动监控管理系统。山西省自动监控系统采用现代化监测技术、信息网络技术和自动监控技术对排污单位实行全程监督控制的管理系统，全天24小时对企业主要污染物排放浓度、污染防治设施运行状态进行实时监测。一旦发现超标排污或重大环境污染事故时，能够及时采取监控措施，启动报警控制系统。该系统卖现了既监结果，又监工况，实时物料衡算，与末端监测数据进行比对，保障环境污染治理设施正常运行，在此基础上，该系统还可以进一步实现总量控制、减排调度、排污权交易和应急管理等环境综合管理职能。该系统已经实现了对山西全省境~f809家排污单位的全面监控，显著提升了环境管理水平，环境保护部2011年第二季度公告山西省国控污染源自动监控系统验信息工程学院信息组织与利用课程论文第4页共5页收率、联网率均超过95%、数据有效性审核率超过80%，主要指标全部名列全国前茅。5.2物联网技术在空气污染管理方面的应用空气污染预测是一项富有挑战的工作。IBM利用北京市环境保护局的数据进一步完善它的各种模型。沈晓卫表示，系统预测可以达到1公里分辨率，而准确率也较传统方法提升30%以上。他说，该系统采用“自适应机器学习”，以确定各模型之间的最佳组合。空气污染是中国面临的一个重大公共卫生问题。据加州大学伯克利分校(UniversityofCalifornia,Berkeley)研究人员的一项研究，中国每年因污染而死亡的人数超过100万人。中国发布《大气污染防治行动计划》，承诺到2017年将空气质量提升10%。今年4月，总部设在北京的慈善机构绿色和平东亚分部(GreenpeaceEastAsia)，对中国的360个城市进行了分析，结果显示351个城市的污染水平超过了中国自身制定的空气质量标准——尽管在过去的12个月里，这些城市污染情况已经得到改善。[8]此外，所测大气颗粒物的平均污染水平也是世界卫生组织(WorldHealthOrganization)所推荐限值标准的2.5倍。6.智慧环保物联网的发展方向及总结虽然智慧环保物联网技术已经取得了显著成果，但是在发展的过程中仍然面对着许多问题与困惑。例如，对物联网对环保事业的推动作用及其应用范围的认识不够深入和全面；对环保物联网建设缺乏统一筹划；支撑环保物联网应用的产业链建设不成熟等等。面对这些问题，环保物联网产业必须做出切实可行的措施。首先，重视环保物联网应用，将其作为环保发展的基本支撑和关键环节，制定各种法规政策、完善组织管理制度、通过宣传、培训等各种方式使环保部门、企业、公众都认识到物联网建设和应用。其次，通过科学的统筹，确定环保物联网建设的总体框架和推进策略，准确划定环保物联网应用建设的范围。第三，构建适应环保物联网建设和应用的管理体系与管理机制，有序推进环保物联网建设和应用。同时，还要加强人力资源建设，通过人才培养、引进和储备，保证有充足的高端、综合性人才投入到环保物联网的建设中去，最终将中国的环保物联网事业推人到健康有序的发展轨道上[7]。面向环境保护的物联网是新时期物联网背景下环境保护领域信息化的必然趋势，现阶段我国面向环境保护物联网的发展已经具有一定的技术储备，同时也有相当的应用和产业化基础。总之，环保物联网的应用是环保信息化的必然趋势，并已具备一定的技术、系统和产业基础，但在关键技术、标准体系及产业化等方面仍存在着一些亟待解决的问题，需要政府、企业、科研等部门机构的共同努力加以解决。环保物联网的建设和应用是一个持续发展、不断完善的过程，在各方力量的不懈努力下，必将构建出远大宏伟、利国利民的环保物联网。信息工程学院信息组织与利用课程论文第5页共5页参考文献[1]朱洪波，杨龙祥．物联网的技术思想与应用策略研究［J］.通信学报，2010，31（11）：3-9.[2]刘立媛．浅析美欧物联网发展和环保应用概况［J］.中国环境管理，2014（6）：44-48.[3]李俐，王凯．物联网应用研究［J］.计算机光盘软件与应用，2013，36-38.[4]钱志鸿，王义君．物联网技术与应用研究［J］.电子学报，2012（5）：1023-1029.[5]李小飞．中国空气污染指数变化特征及影响因素分析［J］.环境科学，2012，33（6）：1936-1943.[6]李中楠．面向物联网应用层的安全架构研究［D］.大连：大连海事大学，2013.[7]张煜．促进物联网应用创新发展［C］.中国