环境/水质监测是指对环境或水体中的污染物质进行定期或实时的检测和评估,它对于环境保护和人类健康有重要意义。传统的环境/水质监测方法通常需要人工采样、运输、分析等步骤,这样会导致时间延迟、数据丢失、人力成本高等问题,影响监测效率和准确性。因此,智能传感器(intelligent sensor)应运而生,它是指具有自主采集、处理、传输、反馈等功能的传感器,它可以实现对环境或水体中污染物质的快速、准确、连续的监测,提高监测效率和准确性。
然而,智能传感器仍然面临着一些挑战和限制,如数据量大、存储空间小、通信距离短、能耗高等。为了解决这些问题,物联网(Internet of Things,简称IoT)和云服务(cloud service)被引入到智能传感器中,形成了使用物联网和云服务的环境/水质监测智能传感器(IoT and cloud service-based environmental/water quality monitoring intelligent sensor),简称ICEMIS。ICEMIS是指利用物联网技术将多个智能传感器连接起来,形成一个网络化的监测系统,并利用云服务技术将数据上传到云端进行存储、分析、展示等操作,实现对环境或水体中污染物质的远程、实时、智能的监测。
本文综述了近年来在使用物联网和云服务的环境/水质监测智能传感器中应用的技术和方法,包括物联网技术、云服务技术、智能传感器技术等,并对其优缺点和发展趋势进行了评述。
物联网技术是指利用信息通信技术将各种物体连接起来,实现信息的交换和共享的技术。物联网技术在ICEMIS中主要包括以下几个方面:
- 物联网架构(IoT architecture):是指将ICEMIS分为三层:感知层、网络层和应用层。感知层是指由多个智能传感器组成的层次,负责对环境或水体中污染物质进行采集和处理。网络层是指由多种通信协议和设备组成的层次,负责将感知层产生的数据传输到应用层。应用层是指由云服务平台组成的层次,负责对网络层接收的数据进行存储、分析、展示等操作。
云服务技术是指利用互联网将计算资源和数据提供给用户的技术。云服务技术在ICEMIS中主要包括以下几个方面:
- 云服务模式(cloud service model):是指将云服务分为三种类型:基础设施即服务(infrastructure as a service,简称IaaS)、平台即服务(platform as a service,简称PaaS)和软件即服务(software as a service,简称SaaS)。IaaS是指提供基础的计算资源,如服务器、存储、网络等。PaaS是指提供开发和运行应用程序的平台,如数据库、中间件、工具等。SaaS是指提供具体的应用程序,如邮箱、办公软件、游戏等。
智能传感器技术是指利用物理或化学原理对环境或水体中污染物质进行采集和处理的技术。智能传感器技术在ICEMIS中主要包括以下几个方面:
- 智能传感器集成(intelligent sensor integration):是指将多个智能传感器集成在一个设备上,实现对多个污染物质的同时监测。智能传感器集成在ICEMIS中主要包括以下几种:芯片集成(chip integration):是指将多个智能传感器集成在一个微型的芯片上,实现对多个污染物质的快速、准确、低成本的监测。芯片集成在ICEMIS中主要包括以下几种:微流控芯片(microfluidic chip)、纳米芯片(nanochip)、生物芯片(biochip)等。
- 传感器网络(sensor network):是指将多个智能传感器连接起来,形成一个网络化的监测系统,实现对多个污染物质的连续、实时、远程的监测。传感器网络在ICEMIS中主要包括以下几种:无线传感器网络(wireless sensor network)、移动传感器网络(mobile sensor network)、水下传感器网络(underwater sensor network)等。
总之,使用物联网和云服务的环境/水质监测智能传感器是一种新兴和有前景的监测技术,它为提高环境/水质监测的效率和准确性提供了新的可能。使用物联网和云服务的环境/水质监测智能传感器在环境/水质监测中的应用仍然是一个活跃和发展中的领域,随着新型污染物质的出现和新型监测技术的发展,使用物联网和云服务的环境/水质监测智能传感器在环境/水质监测中的应用将会有更多的创新和进步。返回搜狐,查看更多