环境物联网

定义： 围绕某一特定目标，通过各种可能的技术途径的集成，以快速而準确的形式完成环境及相关信息的採集、传输和套用等这一过程。

基本 介绍

中文名：环境物联网外文名：Environmental Internet of Things (EIoT)提出：中国科学院城市环境研究所

分类

环境物联网系统

环境物联网系统是一种具有城市环境感知与管理功能的综合系统。通过对水体、土壤、大气、风、噪声、辐射等环境全要素的实时感知，依託环境大数据平台，综合分析环境数据，深度挖掘环境问题，整体把握变化趋势，为生产生活提供环境信息管理及决策支持。

城市环境物联网

城市环境物联网是一种具有环境感知与管理功能的综合系统。将城市的地理结构视为城市环境的载体，在不同的城市地理尺度下，城市环境即可被抽象成具有独立标识和特性的对象，将这些对象在智慧型空间进行网路化组织，从而，实现互相标识自己，传递信息，同时将自身状态报告给用户。

渊源

我国正在经历全球最大规模的城市化进程，西方已开发国家城市在200多年城市化过程中阶段出现的环境问题已经在我国的城市化过程中全面涌现。人们对城市环境问题研究的需求从解决环境污染向提高居住品质发展，如何在发展与建设城市的同时保护甚至最佳化城市环境成为了城市可持续发展研究的重要方向。

环境监测是对决定环境质量各因素的测定，是目前研究环境问题的重要手段之一。但是环境监测还不能让充分获取城市环境信息，它是面向环境问题，针对的也是环境污染，无法摆脱先污染再报警的处理模式；再者，环境监测是面向环境要素的，不同的环境要素监测数据是鬆散的结构，找不到共同的基準进行耦合，其分析结果也往往是各自为政，获得数据的管理权责与数据，归属于不同的行政部门。

城市环境是城市-人-环境要素的複合体，研究城市环境需要将其视作一个整体进行观察和分析，而随着科学技术的发展，物联网、大数据以及云计算技术的发展套用提供了更多的工具用以提升环境管理水平。这些技术的套用，使对环境要素的感知变得更加便捷，同时加快信息的採集传输，丰富数据存储和数据分析的方法。

环境物联网系统是一种基于环境感知网路的环境大数据分析套用平台。除了环境感知数据收集功能之外，能够覆盖更大的範围，同时打造统一的共同管理数据平台，结合经济、生产、生活、商业等其它大数据，进行综合分析，给环境管理带来更加完善的决策支持。

物理构成

环境物联网系统主要由环境感知网路、环境大数据分析平台、环境信息管理与决策支持平台三部分组成。环境感知是整个系统运作的基础，数据服务是环境物联网套用的目标。

环境感知网路

环境感知网路主要由水体、土壤、大气、风、噪声等独立的环境感知系统组成，可实现城市各类环境要素的实时原位连续感知。

环境大数据分析平台

通过各类环境要素实时的原位连续感知并传送到环境大数据分析平台，达到对目标区域环境信息全面掌握的效果，结合专家模型算法，实现信息融合，提供实时的环境信息分析结果，从而形成一种高效的环境管理机制。

环境信息管理与决策支持平台

针对目标区域的环境信息使用需求（如区域环境日常的巡检需求、突发环境问题的应急处理机制等需求）提供统一的环境信息管理平台，包括现状通知告警，历史趋势分析等功能；根据客户的具体套用场景，开发定製城市环境物联网系统的数据表达方式，帮助用户进行环境管理应对措施的决策和支持。

要素分类

环境物联网系统在环境要素种类上涵盖水文水质、土壤环境、小气候与大气质量、声环境以及风环境等。

水环境物联繫统

水环境物联繫统，针对目标区域的水体环境，如流域水体、城市水源地、景观河道、地下水等，通过在关键功能区及特徵点安装水文水质设备，设计无人值守的传输网路，感知水体的水位、流速、流量、pH、溶解氧、氨氮、叶绿素、吸收光谱等各项指标，记录完整的区域水环境变化信息，结合模型算法提供现状通知告警、历史趋势分析的功能，为后续水体水质管理、管网最佳化、生态治理等工作提供科学依据，辅助决策支持。

大气环境物联繫统

大气环境物联繫统，针对目标区域的大气环境，通过在关键功能区及特徵点安装大气感知设备，设计无人值守的传输网路，感知大气中PM2.5、PM10、NOx、SO2、Voc等多项指标，记录完整的区域大气环境变化信息，结合模型算法提供现状通知告警，历史趋势分析的功能，为后续的大气质量管理、生态规划、污染治理、城市通风等工作提供科学依据，辅助决策支持。

土壤环境物联繫统

土壤环境物联繫统，针对目标区域的土壤环境，如湿地、森林、城市绿化、景观、海岸沙滩等，通过在关键功能区域及特徵点安装土壤感测器，感知不同是植被不同深度土壤的温度、湿度、盐度等多项指标，记录完整的区域土壤环境变化信息，结合模型算法提供现状通知告警，历史趋势分析的功能，为后续指挥自动灌溉、降尘抑沙等设施的工作提供科学依据，辅助决策支持。

声环境物联繫统

声环境物联繫统针对目标区域的声环境与声景观，通过在关键功能区及特徵点，如街道、学校、小区内部等，安装声感知设备，设计无人值守的传输网路，监测噪声等级、主要频率等各项参数，记录完整的区域声环境变化信息，绘製噪声地图，结合模型算法提供现状通知告警、历史趋势分析、地理分布统计的功能，为后续的城管执法、物业管理、市政隔音建设提供科学依据，辅助决策支持。

风环境物联繫统

风环境系统针对目标区域的小气候环境，通过在关键功能区及特徵点，如区域风口、建筑周边、人行活动区等，安装小气候感知设备，设计无人值守的传输，感知风速、风向、温湿度、气压、辐照等各项指标，记录完整的区域小气候环境变化信息。结合模型算法，提供现状通知告警、历史趋势分析、地理分布统计的功能，为后续风力资源评估、防风通风建设、局地小气候最佳化引导等工作提供科学依据，辅助决策支持。

环境物联网系统效果图

套用案例

按照不同的地理空间尺度大小，环境物联网系统有三类套用场景：城市级环境物联网系统、园区/社区环境物联网系统、家居环境物联网系统。

由中信国安投资有限公司主导的北运河香河段生态综合整治PPP 项目中开展了城市级环境物联网的示範建设。通过在项目区部署小气候环境、声环境、水体环境、土壤环境及大气环境物联网系统，设计后台数据业务平台与专家系统，建设科普教育展示基地，包含户外显示屏、电子沙盘等演示设备，并建立网路互动平台。项目区的环境物联网系统部署完成后，将能够实现对项目区各类环境要素的实时监控，建立专家系统针对环境数据进行分析预测，针对环境舒适度、大气质量、运河水体等各类易产生环境问题的场景进行管理，从而保障北运河香河段生态综合治理工程的实际效果。

中信国安府项目採用社区环境物联网以及家居环境物联网系统，全方位的获取社区环境信息和家居环境健康数据，通过广泛互联将孤立的数据关联起来、把数据变成信息，高度共享、智慧型分析，套用于社区环境管理和家居环境最佳化决策支持。

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