物聯(lián)網是指通過各種信息傳感設備，實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程等各種需要的信息，與互聯(lián)網結合形成的一個巨大網絡。其目的是實現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網絡的連接，方便識別、管理和控制。

　　物聯(lián)網的概念，最早于1998年提出，當時，美國麻省理工學院創(chuàng)造性地提出被稱作EPC(Electronic Product Code)系統(tǒng)的“物聯(lián)網”概念。到2008年，IBM提出了“智慧地球”的概念，將物聯(lián)網提升到了美國國家戰(zhàn)略層面，并引發(fā)了世界各國對物聯(lián)網的追捧。

　　歐盟已將物聯(lián)網正式確立為歐洲信息通信技術的戰(zhàn)略性發(fā)展計劃。2008年，歐洲物聯(lián)網大會制定了歐洲物聯(lián)網政策路線圖，2009年，歐盟委員會正式出臺多項權威文件，尤其發(fā)布了《歐盟物聯(lián)網行動計劃》。

　　環(huán)保物聯(lián)網是物聯(lián)網在環(huán)保領域的延伸，歐美在環(huán)保物聯(lián)網方面做了哪些探索與應用?

　　城市實時監(jiān)測無線傳感網絡——美國City Sense

　　City Sense是由美國國家自然科學基金會資助，由哈佛大學和BBN公司聯(lián)合開發(fā)出的可以報告整個城市實時監(jiān)測數據的無線傳感網絡項目。

　　City Sense通過在美國馬薩諸塞州劍橋市的路燈上安裝傳感器，利用路燈的電力供應系統(tǒng)作為傳感器運行時的電力能源，解決了電池壽命對于無線傳感網運行的限制，有利于長期環(huán)境監(jiān)測試驗。每個節(jié)點都將含有一個內置PC機、一個無限局域網界面，利用WiFi無線網絡技術，將監(jiān)測信息回傳到監(jiān)測中心，監(jiān)測信息包括壓力、溫度、相對濕度、風速、風向、降雨量、降雨強度、CO2、噪聲，之后為用戶提供City Sense網站信息查詢。

　　City Sense通過把每個節(jié)點同相鄰的節(jié)點相連形成網狀，從而將分散在城市各處的遠程節(jié)點和位于哈佛大學和BNN的中心服務器連接。在這一網絡中利用一個1英里射程的小無線電裝置，任何一個節(jié)點都可以從遠程服務器中心下載軟件或上傳傳感器數據。另外，根據微軟公司提供的Virtual Earth和Sensor Map技術，網站的數據資料將覆蓋到地圖上。民眾及學者便可透過網站追蹤污染物擴散情形，并進行長期的監(jiān)測，研究空氣污染的解決方案。

　　City Sense收集數據的規(guī)模之大前所未有，未來傳感器的用途將會呈現(xiàn)多種可能性，從計算大氣污染物的傳感器到用于測量噪聲污染的麥克風，甚至可以通過轎車和公交車上的移動傳感器收集信息。

　　富營養(yǎng)化監(jiān)測和響應平臺——美國MARVIN

　　美國佛羅里達海洋研究組織建設了一個簡稱為MARVIN的傳感平臺。MARVIN傳感的目標主要是根據有害藻類富營養(yǎng)化相關水質變化提供即時的水質信息，其水質監(jiān)測項目包括pH值、溶氧量、水溫、導電度、葉綠素濃度、濁度、硝酸鹽及磷酸鹽、水位、水流速與方向、水中光合輻射光能以及全光等項目。這些傳感器同時安裝在一個浮舟之中，并搭載了一個氣象塔，負責監(jiān)測包括風速與風向、氣溫、相對濕度、氣壓及降雨量等項目。

　　MARVIN的信息傳輸方式是利用傳感器收集監(jiān)測數據信息后，通過天線傳送訊號至衛(wèi)星及手機等界面，提供遠程信息的獲取。MARVIN平臺通常每小時取樣兩次，然后每小時或每三小時通過衛(wèi)星將數據回傳。

　　MARVIN平臺需要每兩周進行一次人工維護，維護人員會采用傳統(tǒng)的采樣和分析方法收集數據，用于校正在后處理過程中的MARVIN平臺數據。除了FMRI實驗室研究人員外，MARVIN數據還可以幫助建模人員觀察水流循環(huán)和克盧薩哈奇河生物系統(tǒng)、幫助船長及應急管理人員及時了解實時水質情況、幫助游人預測赤潮是否會出現(xiàn)、幫助搜救隊了解水流能見度、幫助學生學習生物圈的有關知識等。

　　垃圾回收獎勵系統(tǒng)——美國Rewards for Recycling

　　美國密歇根南部垃圾處理和收集公司Richfield Management發(fā)起了一個新項目Rewardsfor Recycling。項目利用RFID技術(射頻技術)向垃圾再循環(huán)處理的居民提供當地飯店或零售店的折扣，實現(xiàn)激勵目的。

　　這套系統(tǒng)將標簽封裝在堅固、粘附性強的外殼里。標簽粘貼在垃圾回收箱的正面和背面。垃圾箱的兩張RFID標簽含同一個唯一ID碼。當垃圾收集卡車沿著收集路線前進時，安裝在車輛內部的一臺閱讀器讀取每個垃圾箱標簽的ID碼。閱讀器與駕駛室內一臺觸摸屏計算機相連，計算機內含一臺GPS接收器。Universal Tracking Systems設計、實施這套系統(tǒng)，并開發(fā)相關軟件收集閱讀器標簽數據及每次標簽讀取和卡車的GPS坐標。軟件利用這些數據可以升級一個中央數據庫里各個家庭的垃圾回收記錄。

　　項目發(fā)起半年以來，密歇根州Genesee和Oakland郡的6個城鎮(zhèn)，共計8萬個家庭已加入這場活動，在有些地區(qū)如Davidson鎮(zhèn)，垃圾回收率從18%上升到50%。

　　穿戴式無線傳感器監(jiān)測系統(tǒng)——法國Sensaris

　　法國Sensaris公司研發(fā)出一種穿戴式無線傳感器，可配戴在手腕上。這一傳感器結合全球定位系統(tǒng)(GPS)，并在其中裝置藍牙傳輸設備，由裝有藍牙的手機接收傳感器的監(jiān)測信息，然后再借助手機上網功能，將信息上傳至當地的中央服務器。因此，無論是行人，還是騎自行車者，都可使用這套設備，這一設備可以讓公眾監(jiān)測并匯報噪聲和空氣質量信息，通過互聯(lián)網即時將最新資訊分享給各使用者。

　　目前此傳感器提供了噪聲和臭氧的監(jiān)測功能，已大規(guī)模地部署在巴黎地區(qū)，以建構即時的污染地區(qū)地圖。未來Sensaris計劃增加其他空氣污染物的監(jiān)測，包括一氧化碳、二氧化碳和氮氧化物。

　　空氣質量傳感網——西班牙OSIRIS

　　OSIRIS是歐盟GMES(Global Monitoring for Environmentand Security)下的一個綜合型計劃，是歐洲對環(huán)境進行有效管理的一套綜合信息基礎架構，主要目標是研發(fā)和測試環(huán)境監(jiān)控及防災處理，通過部署完善的感測網，運用現(xiàn)場實地監(jiān)測的感測系統(tǒng)，達到監(jiān)測與防災的效果。OSIRIS涵蓋現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)、資料整合和信息管理、服務三階段流程。OSRIS針對空氣質量及污染、地下水污染、森林火災和工業(yè)建筑火災4種情境進行了實驗。

　　以空氣質量傳感網為例，可分為空氣質量監(jiān)測和空氣污染監(jiān)測兩種情境。這一模擬示范區(qū)為西班牙Valladolid市，空氣質量監(jiān)測通過9個固定式空氣質量監(jiān)測站(安置于大樓頂端)監(jiān)測CO、CO2、NO、NO2、O3以及氣象因子，通過安置于公交車頂端的傳感器移動監(jiān)測NO、NO2等濃度和噪聲污染。在適當時間將監(jiān)測數據以無線技術傳輸至監(jiān)控中心，并與附近固定式氣象站信息結合，進行后續(xù)污染物擴散模擬預測分析，并且將資料集成后以圖形的方式呈現(xiàn)在地圖上，作為決策單位的預警系統(tǒng)。

　　空氣污染情境則是在Valladolid近郊進行模擬，當運載有毒化學品的列車發(fā)生翻覆事故，造成有毒物質擴散。一旦接到報警，OSRIS會派出帶有傳感器的微型無人空中飛行器前往事發(fā)地點上空進行大氣污染物采樣，無人空中飛行器將通過地面控制站和OSRIS系統(tǒng)與監(jiān)控中心溝通并傳送信息，同時收集即時影像及氣象信息供擴散模擬組進行分析，生成產生有毒氣體擴散的時空模擬圖，以便監(jiān)控中心評估災情程度以及需疏散的地區(qū)。