摘要：针对我国目前环境监测领域存在的不足之处，气候监测系统的总体框架采用物联网和云计算有机的联合，并对环境监测平台进行了总体设计，期望能够改善环境监测的技术和方法、进而提高对环境气候的智能分析和实时检测。
关键词：物联网；云计算；环境监测平台；智能分析
随着全球环境的逐日恶化，对于环境的保护日益受到人们的广泛关注。2008年，世界气象组织为城市地面观测网的设计和站点的选址编制了指南[1]。近几年来，我国也开始加大环境保护力度。将其纳入“十二五”规划中，将环境保护提升到战略新高度，环境监测作为环境保护的基础，既是环境管理的重要手段，又是环境决策的重要依据[2]。因此，环境监测的信息化建设具有重要意义。
物联网作为新一代信息技术，可以广泛的应用于各个领域，包括智能家居、智能交通、绿色农业、仓储物流、环境保护、节能减排等方面，将物联网应用于环境监测中，易于获得实时、准确、动态的监测数据[3-4]，实现环境监测的自动化、智能化和网络化。环境监测将产生大量数据，需要对数据进行高效的计算。采用云计算技术，利用计算服务集群构建大规模的数据中心，通过互联网或其它大型网络将计算资源以按需分配的方式提供给不同用户[5]。将物联网和云计算技术应用于环境监测中，并利用数据仓库、数据挖掘技术[6]，建立综合、通用的环境监测平台，对环境管理具有重要意义。
1.环境监测系统总体架构
近年来，现代化信息技术对环境监测的支撑作用日益凸显[6]，信息是现代化信息技术的核心，采用物联网技术可以准确、实时地获取地理信息，对地理环境实行更加科学有效地管理及规划。结合物联网与云计算技术，在需要监测的环境源安装各种传感器，通过与各类通信网络设备相联，实时的将数据传输到数据中心。基于云计算的强大处理能力，将海量的数据存储和处理放置于数据中心的不同服务器上，监测部门或企业等用户可以通过“云”的方式轻松获取需要的资源。
整个系统由三个部分组成：感知层，网络层，应用层。如图１所示
图1 环境监测系统架构图
1.1 感知层
感知层是物联网架构的最底层，进行采集信息、识别物体。感知层由各种环境传感器、在线监测仪器、传感器网络等组成，这些装置可以对环境中的不同因素进行探测，并将探测结果传输到网络层。
1.2 网络层
网络层是物联网架构的中间层，是联系感知层和应用层之间的纽带。网络层主要由互联网、通信网和私有网络等组成，负责处理和传递感知层获取得到的信息。
1.3 应用层
应用层是物联网架构的最顶层，是物联网和用户的接口。应用层负责物联网的智能应用，它直接针对用户的需求，并且与需求相结合。在应用层中应用云计算平台等相关技术，使用云计算平台对各种业务进行统一运行、统一管理。通过云计算数据中心，对环境监测到的海量数据进行存储和处理，并根据用户需要加以分析和运用，为云计算平台上运行的各种应用提供一系列数据支撑。
2.环境监测平台设计
设计思路：环境监测系统通过物联网进行数据的实时采集，将采集的数据分别存储到云计算中心的大气监测、水源监测、光源监测、噪声监测等数据库中，为应用系统提供经过加工、处理的数据资源。同时通过应用业务处理进行内（服务器端）外（客户端）交互，实现环境监测数据的有效利用，整个环境监测平台是基于云计算的，为用户提供按需服务。用户可以使用手机、计算机等终端通过访问网络来实时获取服务资源。
图2 环境监测平台架构图
3.结论
环境监测总体架构系统，利用感知层通过各种环境传感器、在线监测仪器、传感器网络等实现智能采集和实施数据获取，既节省了人力资源，又增加了采集的效率，再利用网络层通过互联网、通信网和私有网络等处理感知层获取的信息，将数据传输到云计算数据中心，务实行统一管理、统一运行，方便高效，提高资源的利用率。最后在应用层中由云计算平台对各种应用进行处理
利用物联网与云计算技术建立环境监测系统总体架构的设想，并对环境监测平台进行总体设计，对实现环境监测管理科学化、信息化、系统化具有现实的意义。但由于研究经验尚未成熟，本系统功能还有一些加以改进的地方。例如对录入数据的即时显示，功能模块的丰富，数据间的智能关联等。环境监测系统的研究是一个循序渐进的过程，相信本文的研究会为今后更好利用信息技术促进环境监测信息管理系统发展提供更加丰富宝贵的经验。
参考文献
[1]World Meteorological Organization. Urban Observations. In: Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation，WMO No-8. Geneva: WMO，2008.
[2]周智勇，环境监测存在的问题及对策措施[J].理论前沿，2008
[3]郭文强，张玉杰，侯勇严，等。无线传感器网络在环境监测系统中的设计与应用[J].陕西科技大学学报：自然科学版，2012
[4]李玲，李鹏．基于无线传输的环境监测系统[J].数字技术与应用，2011
[5]董文宇．一种基于物联网云计算的无线室内空气质量监测技术[J].中国新通信，2012
[6]唐迪，黎琳．云计算在科研信息化建设中的应用[J].办公自动化，2011.
作者简介：薛晶晶，辽宁科技学院，曙光大数据学院，本科在读，大三学生；
王彦明，辽宁科技学院，曙光大数据学院，工学硕士，讲师。
论文作者:薛晶晶 王彦明
论文发表刊物:《信息技术时代》2018年10期
论文发表时间:2019/5/22
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