陈振锴

摘要：现如今，环境污染与保护已经成为当今社会的重大问题。特别是水污染问题尤为严重，水是生命的起源，没有了水人类将无法生存。人类用环境的代价换来了社会的进步。今天我们享受物质文明的同时，被污染的环境也在向我们索要代价。如何提前预测水污染，及时的进行水污染的治理将会是现在及今后最重要的课题之一。

关键词：探头；物联网；GPS；远程；人工智能

中图分类号：X84 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2018）07-0065-01

Abstract： nowadays， environmental pollution and protection have become a major problem in today's society. In particular， water pollution is especially serious. Water is the origin of life. Without water， human beings will not be able to survive. The human environment has paid for the progress of society. Today， while we are enjoying the material civilization， the polluted environment is also asking us for the price. How to predict water pollution ahead of time will be one of the most important issues in the future.

Keywords： probe； Internet of things； GPS； remote； AI.

1 人工嗅觉在智能水污染监控预测体系中的应用

人工嗅觉，可以直接理解为用探测设备模拟人的鼻子，也可以称呼为电子鼻。现在有很多地方已经开始将电子鼻应用于生产和生活中，嗅觉神经系统电、化学信号传递和信息处理过程都很复杂，可能属于非线性、非稳态和混沌过程。文中主要采用的是嗅觉探测头，虚拟人类感应探测技术，模拟人类的呼吸，将监测的水源上方不远处安装多个探测头。空气探测头将实时吸收的空气，进行分解，与人类所能接受的空气指标相比较，通过模拟人类的最大呼吸量和最小呼吸量的空气成分和浓度进行监控，根据平时的气体分子量大小，结合天气、自然条件等实际情况，建立常用气味谱，利用模式识别系统设置好模式识别参数，将若干气味样本的气味谱作为神经网络输入矩阵参数，在经过神经网络学习后进行识别。如果，发现与平日的气味分析不同，有一些特殊气味产生，智能水污染监控预测体系中的嗅觉探测系统就会激活预警功能。

2 人工视觉在智能水污染监控预测体系中的应用

人工视觉，就是模拟人眼识别的机器视觉技术，是一门涉及人工智能、神经生物学、计算机科学、图像处理、模式识别等诸多领域的交叉学科。文中拟采用的人工视觉探测头，首先通过探测头上的摄像头，将图像进行抓取。抓取后，将照片发送到图像处理单元，由图像处理单元进行解析和判断，经过一系列数据化的处理过程，来进行颜色、浓度、存活量等可视化的形式的判别。

由于机器视觉系统可以快速获取大量信息，而且易于自动处理，特别是一些人类无法监测的地区或位置，都可以用机器眼代替人工眼来进行视觉监测。一是可以通过颜色辨别来提示异常变化，按照监测水源在各个季节和天气的变化采集固定图像模板，一旦在相同的自然条件下，颜色发生变化，立刻进行警示，并将警示的颜色按照有可能造成这种颜色的多种情况进行分析，将分析结果传导给系统和相关责任人。二是在监测水域可以划分一部分小区域，在小区域范围内饲养一部分本地水域生长的动植物进行观测。如果发现区域内的动物有超过预设量死伤情况或者引起水内植物环境变化，将进行预测报警，提示环境监测人员进行现场监察，确定是否是由于水质污染造成的水环境变化或者动物死亡。

3 人工触觉在智能水污染监控预测体系中的应用

首先，将触觉探测头根据水深及水流通过量的实际情况确定安置的位置，确定好位置后，采集当前水温及水流速度的数据，结合四季变化及自然天气的情况，进行采集作为比对依据。一是通过触觉系统感应器发现水温出现异常，会立刻触发报警功能，通过物联网传导给预测体系中；二是利用水流量和水流速度的感知。结合平日的水流量及水流速度进行数据的采集进行预警。其中水量忽然降低，水流量忽然减速，都可以进行提前预警等；三是障碍物的的触碰频率。如果某一段时间障碍物碰触感应器的频率过于频繁，超过警戒次数，也将会触发预警功能，并将相关数据通过物联网传导给水污染监控预测体系中。

4 人工味觉在智能水污染监控预测体系中的应用

人工味觉，模拟人类的味觉进行感知，利用生物味觉构造和对味觉模式的识别、味觉的定量检测等技术设计的人工味觉探测器，也可称呼为电子舌。味觉探测头如果探测到了类似与酸、甜、苦、辣、咸等特殊味道，会根据多个探头监测的味道时间长短来判定，如果存留时间达到警戒值，说明是大范围水质变化，系统会自动预警。同时，人工味觉系统会立刻自动抽取一部分水样进行比对、检测。将水质分别传导至不同的試纸和不同的溶解溶液中，来判断水的酸碱及目前水中含有的成分，并将报告通过物联网发送至系统存储及相关负责人手中。

5 物联网、GPS在智能水污染监控预测体系中的应用

物联网顾名思义就是物与物之间相连的互联网。远程智能水污染监控预测体系就是采用了它的定位、传输和嵌入式技术，并将计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术有机的融合到一起。每当嗅觉、触觉、味觉、视觉的子系统出现预警，都将通过物联网进行锁定、追踪及获得相关数据资料，进行跟踪追查，它也是远程智能水污染监控预测体系的关键核心、桥梁和纽带。

6 总结

本文主要目的是想利用人工智能及信息化的先进手段来提前预测水质的污染，尽可能的做到提前发现、提前治理，避免造成更大的损失和伤害，针对远程智能水污染监控预防体系的探索和研究是十分有意义，也是十分必要的，希望今后会有更多的研究人员加入到治理水污染中，为社会造福。

参考文献：

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