近日，“陸家嘴起(qi)訴蘇鋼集(ji)團索賠(pei)100億”的消(xiao)息引起(qi)社會(hui)廣(guang)泛(fan)關注。
簡單來(lai)說，就是陸家(jia)嘴于(yu)2016年花85.25億元買了(le)蘇(su)鋼集團17塊地，然后熱火朝天地進行了(le)幾年開發工(gong)作。
結(jie)果(guo)房子都蓋出來了(le)，卻發現其中大(da)部分都存在嚴重污染風險，與(yu)此前(qian)蘇鋼集團(tuan)掛牌出讓時披(pi)露污染的(de)信息不符，根本(ben)無法用于(yu)住宅(zhai)、商辦(ban)等——這(zhe)很有可能導致投資百億的(de)綜合體項目淪為(wei)一座空城，所以陸家嘴直(zhi)接就把蘇鋼集團(tuan)告了(le)，索賠約100億！
圖(tu)1，陸家嘴金融(rong)貿易區開發股份(fen)有限公司(si)公告
在此之前，日本政府無視國內外反(fan)對(dui)呼聲，于(yu)8月(yue)24日啟(qi)動福島核污染水排海(hai)的(de)舉動，則(ze)是引發了世界范圍內大規模(mo)的(de)反(fan)對(dui)和(he)譴責(ze)。
隨著工業生產和(he)(he)日常生活中排放的廢(fei)氣、廢(fei)水和(he)(he)廢(fei)物越來(lai)越多(duo)，以這些熱點(dian)事(shi)件為(wei)引(yin)，環(huan)境污染(ran)問(wen)題(ti)越發成為(wei)國家和(he)(he)社會關注的焦點(dian)。
然而，傳統的環境保護和污染治理在預防性、及時性以及精準性等方面有所欠缺，與之相比，新興的智慧環保依托AIoT技術，通過對監測地區的環境信息進行感知、分析、整合，使決策者能夠更好地做出契合環境發展需要的決策，進而實現環境保護的精細化管理。
根據北京研精畢智信息咨詢有限公司統計，當前全球智慧環保行業市場規模逐年上升，截至2021年底，全球市場規模已達到1250億美元，2022年市場規模則進一步增加至1310億美元。可以預知，前景廣闊的智慧環保市場將為物聯網產業鏈上下游，尤其是提供監測/檢測類設備的企業帶來可觀的增長空間。
智能監測/檢測領域前景可期
與智能(neng)物聯從1.0到2.0的演進(jin)方(fang)向一(yi)致，一(yi)套完整的智慧環保解決方(fang)案架構基本(ben)也可分為感知層(ceng)、傳輸層(ceng)、平臺層(ceng)和應用層(ceng)，并且各個層(ceng)級之間出現(xian)了“通(tong)感智值(zhi)一(yi)體化(hua)”的發展趨(qu)勢：
感知層：主要包括(kuo)污染源監控(kong)設備、水質(zhi)監控(kong)站(zhan)、大氣監控(kong)站(zhan)等智能監測/檢測設備和站(zhan)點，通過對周邊環境進行感(gan)知，捕獲、測定及傳(chuan)遞信(xin)息；
傳輸層：利用通(tong)(tong)信網絡和(he)技術傳(chuan)輸(shu)感知(zhi)設備收集到的數(shu)據(ju)，由(you)于很多監(jian)測/監(jian)測設備地處偏遠(yuan)，所以(yi)常用的通(tong)(tong)信技術有衛星通(tong)(tong)信，以(yi)及(ji)包括NB-IoT、LoRa在內的低功耗廣(guang)域(yu)傳(chuan)輸(shu)技術；
平臺層：基于人工智能大模型、大數據等技(ji)術對環境(jing)信(xin)息進行整(zheng)合、分析和(he)處理，實現對環境(jing)信(xin)息智能化解讀及(ji)使用(yong)；
應用層：建立信息應用系統(tong)(tong)和(he)平(ping)臺，為服務對象提(ti)供智能(neng)化(hua)服務——一方面(mian)幫助政府、企業(ye)更好地實現環境質量檢(jian)測、污(wu)染防治、生態環境保(bao)護決策，如風險管理子(zi)系統(tong)(tong)、 監測預警子(zi)系統(tong)(tong)、應急響應子(zi)系統(tong)(tong)等；另一方面(mian)也可以(yi)服務于民。
在智慧環保產業鏈中，智能檢測/監測設備是核心產品之一。
就政策層面來看，《數字中國(guo)建(jian)設整體布局規劃》中著重(zhong)提(ti)出(chu)了對生態環(huan)境相關領域的數字化(hua)建(jian)設要求，推動智慧(hui)環(huan)保(bao)發展機遇到來，環(huan)境監測作為智慧(hui)環(huan)保(bao)感(gan)知層建(jian)設中最重(zhong)要的一環(huan)，有望(wang)率先受益。
另據《生態環境監測規劃綱要（2020-2035年）》，要求“十四五”期間大氣監測國控點位數量從1436個增加至2000個左右、地表水國控斷面數從2050個整合增加至4000個左右，并形成多層次地下水環境質量監測網絡。
顯然，“十四五”新增的大氣及水質國控監測點位有望帶來大量新增設備需求，智能監測/檢測領域前景可期。就細分領域來看，智能監測/檢測領域分為氣體監測、水質監測、輻射監測、土壤監測等多個方向，下面將一一進行闡述：
（1）氣體監測/檢測
氣(qi)體(ti)傳感器是(shi)一(yi)種(zhong)將氣(qi)體(ti)的(de)(de)(de)成份(fen)、濃(nong)度等信息(xi)轉換成可以被(bei)人員、儀(yi)器儀(yi)表、計算機等利用的(de)(de)(de)信息(xi)的(de)(de)(de)裝置(zhi)，近年(nian)(nian)(nian)來市場(chang)持續(xu)增長(chang)。根據Mordor Intelligence的(de)(de)(de)數據，氣(qi)體(ti)傳感器市場(chang)規模預(yu)計將從2023年(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)13.9億美(mei)元增長(chang)到2028年(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)22.8億美(mei)元，在預(yu)測期間（2023-2028 年(nian)(nian)(nian)）的(de)(de)(de)復合年(nian)(nian)(nian)增長(chang)率為 10.40%。
氣體傳感器技術種類(lei)繁多，有不(bu)同的(de)分類(lei)維度(du)，以發生反應的(de)方(fang)式不(bu)同可分為電化學、半導體、紅外、接觸(chu)燃燒、氣體傳感器等，如下表所(suo)示：
表1：氣(qi)體傳感器主(zhu)要分類及介紹
按照氣體(ti)分類，目前市(shi)場(chang)上主要測量(liang)碳氫化合物(wu)以及(ji)可燃氣體(ti)，例(li)如O(2、)NH(3)、HCN、HCl、Cl(2)、NO、NO(2)、CO、CO(2)、O(3)、SO(2)、H(2)S等(deng)。在(zai)配(pei)合各類通訊(xun)協議(yi)的(de)條件下，這(zhe)類傳感器在(zai)接收到(dao)超過閾值的(de)有毒有害氣體(ti)時會自動(dong)報警，并且實時上傳數據，保障工廠作(zuo)業和(he)日常生活中的(de)安(an)全性。
在市場需求的持續推動下，氣體傳感器領域也不斷推陳出新，向著小型化、智能化、低功耗、高靈敏度、多組分檢測等方向進化。
早在2021年3月，博世就(jiu)推出了第(di)一款具有人(ren)(ren)工智(zhi)能(neng)功能(neng)的(de)(de)氣(qi)體(ti)傳感器(qi)MEMS傳感器(qi)BME688。據(ju)官(guan)方介紹，基于 Bosch Sensortec 成熟(shu)的(de)(de) BME680 平臺(tai)，BME688 內(nei)置的(de)(de)更新版本氣(qi)體(ti)傳感器(qi)可實現(xian)更廣泛的(de)(de)測量(liang)范圍，并(bing)擁有先進的(de)(de)人(ren)(ren)工智(zhi)能(neng)功能(neng)。此氣(qi)體(ti)傳感器(qi)現(xian)可檢(jian)測多種氣(qi)體(ti)，包括揮(hui)發(fa)性(xing)(xing)有機化合物(VOCs)、揮(hui)發(fa)性(xing)(xing)化合物 (VSCs) 和其(qi)他類型的(de)(de)氣(qi)體(ti)，如一氧化碳(tan)和氫氣(qi)，檢(jian)測范圍為十億分之一 (ppb）。
今年3月，清華(hua)大(da)學機械(xie)系在智(zhi)能(neng)氣(qi)體傳(chuan)感器研究中取得新進展，基于單(dan)氣(qi)體傳(chuan)感器實現了混(hun)合物多組(zu)分(fen)智(zhi)能(neng)檢測。
圖(tu)2.該研究被選為《先進智能系統》（Advanced Intelligent Systems）期刊封(feng)底文章
混合物(wu)中的(de)多組(zu)分檢(jian)測，在(zai)現代生物(wu)醫學及化學研究中有著(zhu)不(bu)可或(huo)缺的(de)重要(yao)地位。由(you)于傳感(gan)單(dan)元響(xiang)應(ying)選(xuan)擇(ze)性(xing)往(wang)往(wang)不(bu)盡如人(ren)(ren)意，不(bu)同(tong)組(zu)分在(zai)同(tong)一傳感(gan)器上產(chan)生的(de)響(xiang)應(ying)信(xin)號會(hui)不(bu)可避(bi)免(mian)地發(fa)生重疊(die)。這導致(zhi)現有檢(jian)測手段仍需(xu)面對成本較高、操作流程冗長、需(xu)要(yao)專業人(ren)(ren)員操作等(deng)問題。
而(er)人工智(zhi)(zhi)能的發(fa)展(zhan)為傳感器信號處理與特征提(ti)取提(ti)供了(le)(le)新(xin)思路。針(zhen)對上述問題，清華大學針(zhen)對混(hun)合物組(zu)(zu)分在(zai)(zai)同一傳感器上的重疊(die)響應信號，探索出了(le)(le)低成本(ben)(ben)、高(gao)準(zhun)確(que)率、自動(dong)化的多(duo)組(zu)(zu)分智(zhi)(zhi)能檢測(ce)方法。該(gai)研究中(zhong)，針(zhen)對18種不同濃(nong)度配比的乙烯-乙炔二(er)元氣(qi)體混(hun)合物，可直(zhi)接(jie)根據傳感器響應信號預測(ce)各組(zu)(zu)樣(yang)品的組(zu)(zu)分含量，在(zai)(zai)5折交叉驗證(zheng)測(ce)試中(zhong)，成功識別了(le)(le)這18種二(er)元氣(qi)體樣(yang)本(ben)(ben)，準(zhun)確(que)率達99.9%以上。
就市場份額和企業來看，氣體傳感器企業主要集中在歐美和日本等地區，包括費加羅、安費諾、盛思銳、艾邁斯等企業。近幾年，國內一些氣體傳感器企業也逐漸浮出水面，在國內市場逐步擴大份額。比如，主營傳感器、智能儀表和物聯網相關軟件產品的漢威科技廣泛布局氣體監測行業，已經形成傳感器+監測終端+數據采集+空間信息技術+云應用+AI的全方案商業模式；專精生產氣體傳感器的四方光電不斷在氣體傳感器細分領域內深耕，打造屬于自己的護城河，做到細分行業龍頭；從事環境監測及相關服務的雪迪龍主要圍繞與大氣、水、土壤等生態環境監測相關的“端+云+服務”展開。
（2）水質監測/檢測
水(shui)(shui)(shui)質監(jian)(jian)測(ce)(ce)是保(bao)證用水(shui)(shui)(shui)安全和水(shui)(shui)(shui)污(wu)(wu)染治理(li)不可或缺的(de)(de)環(huan)節。《生態(tai)環(huan)境監(jian)(jian)測(ce)(ce)規劃綱要（2020-2035年(nian)）》提出(chu)了我(wo)國未來15年(nian)將實現水(shui)(shui)(shui)環(huan)境監(jian)(jian)測(ce)(ce)的(de)(de)發展目標。明確了水(shui)(shui)(shui)環(huan)境質量監(jian)(jian)測(ce)(ce)的(de)(de)重要性，并進一(yi)步提出(chu)水(shui)(shui)(shui)質監(jian)(jian)測(ce)(ce)將逐步向(xiang)水(shui)(shui)(shui)生態(tai)監(jian)(jian)測(ce)(ce)轉變，組建統一(yi)的(de)(de)地表(biao)水(shui)(shui)(shui)環(huan)境監(jian)(jian)測(ce)(ce)網絡、深化自(zi)動(dong)監(jian)(jian)測(ce)(ce)與手工(gong)監(jian)(jian)測(ce)(ce)相融合的(de)(de)監(jian)(jian)測(ce)(ce)體系、推動(dong)水(shui)(shui)(shui)質污(wu)(wu)染溯源監(jian)(jian)測(ce)(ce)、拓展流域水(shui)(shui)(shui)生態(tai)監(jian)(jian)測(ce)(ce)。
水(shui)質(zhi)傳感器是其中的(de)核心設(she)備——該類傳感器主要用于(yu)監測(ce)河(he)流(liu)、湖(hu)泊(bo)和(he)海(hai)洋的(de)水(shui)質(zhi)，適用于(yu)飲用水(shui)監測(ce)、河(he)流(liu)化學泄漏檢測(ce)和(he)海(hai)水(shui)污染水(shui)平的(de)遠程測(ce)量。
目前水(shui)(shui)(shui)質(zhi)主(zhu)要監(jian)測(ce)(ce)pH值、溶解氧、電導率、濁度和(he)溫度等水(shui)(shui)(shui)質(zhi)常規五(wu)參(can)數，以(yi)及(ji)ORP、氨氮、余氯、COD、BOD、重(zhong)金屬、亞硝酸-硝酸鹽指數、總磷及(ji)葉綠(lv)素等對水(shui)(shui)(shui)自然環境影(ying)響較大監(jian)測(ce)(ce)因(yin)子。按照(zhao)監(jian)測(ce)(ce)參(can)數和(he)技術(shu)原(yuan)理，水(shui)(shui)(shui)質(zhi)傳感器主(zhu)要有(you)如下分類：
表(biao)2：水質(zhi)傳感器主要(yao)分類及(ji)介紹
由于水質監(jian)(jian)測(ce)涉及的(de)(de)監(jian)(jian)測(ce)范圍通常比較大，監(jian)(jian)測(ce)設備往(wang)往(wang)會以監(jian)(jian)測(ce)站的(de)(de)形式進行應(ying)用。國家海(hai)洋環(huan)境監(jian)(jian)測(ce)中(zhong)心今年3月(yue)發布(bu)的(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)顯示，目(mu)前，全國已(yi)建的(de)(de)71套海(hai)水水質自動監(jian)(jian)測(ce)站中(zhong)有38套已(yi)聯網接(jie)入海(hai)洋中(zhong)心，監(jian)(jian)測(ce)數(shu)據(ju)(ju)包括風速(su)、風向、氣溫(wen)、水溫(wen)、pH、溶解(jie)氧、營養鹽等指標，數(shu)據(ju)(ju)量(liang)約1000萬條。
打通了沿(yan)海地方與國家節點之間(jian)的數據(ju)傳(chuan)輸通道，實(shi)現了海水(shui)水(shui)質自動監測站數據(ju)實(shi)時傳(chuan)輸、即時評(ping)價，在一張圖上動態展示評(ping)價結果。
圖3：海水水質自動監(jian)控信(xin)息(xi)系統（國家海洋(yang)環境監(jian)測中心)
就(jiu)市場份額和企(qi)(qi)業(ye)(ye)(ye)來看，中(zhong)國水質監測儀器行(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)主要(yao)有(you)國內本土(tu)企(qi)(qi)業(ye)(ye)(ye)和國外(wai)企(qi)(qi)業(ye)(ye)(ye)兩(liang)大派系——國外(wai)水質監測企(qi)(qi)業(ye)(ye)(ye)技術水平、市場占有(you)率、產品成(cheng)熟度等方(fang)面具有(you)一定優勢，代表(biao)企(qi)(qi)業(ye)(ye)(ye)有(you)艾默生、賽默飛(fei)、島津、哈(ha)希等；國內企(qi)(qi)業(ye)(ye)(ye)雖然(ran)相比國外(wai)同行(xing)(xing)存在著一定差距(ju)，但近年來發展迅速，代表(biao)企(qi)(qi)業(ye)(ye)(ye)有(you)聚光科技、先河環(huan)保、力合科技、雪迪龍、理工環(huan)科、怡文環(huan)境等。
（3）輻射監測/檢測
與氣體、水質等傳感器相比，輻射傳感器原本比較“低調”，應用范圍也沒有前兩者那么廣泛，但是近期日本核污水排海的消息卻讓這類設備被推上了風口浪尖，甚至引發了大眾對核輻射檢測儀的一波搶購。
所謂核輻射檢測儀，是用于測量環境中輻射強度的儀器，常用于檢測核輻射、核污染是否超標，一般是機場、海關、碼頭、安全組織、核電站或是研究機構、實驗室等可能接觸到核輻射、核污染的工作人員會用到，其原理是利用射線與物質相互作用時所產生的多種效應，將各種需要檢測的物理、化學等變量信息轉變成可測量的電信號，再傳給芯片進行計算得出結果。
除了常見的核輻射檢測儀之外，還有另一種可以用于檢測的核輻射傳感器，即(ji)利用(yong)放(fang)(fang)射(she)性(xing)同(tong)位素來進(jin)(jin)行(xing)測量的(de)傳感器(qi)(qi)，又(you)稱(cheng)放(fang)(fang)射(she)性(xing)同(tong)位素傳感器(qi)(qi)。它的(de)基本工作原理是(shi)利用(yong)放(fang)(fang)射(she)性(xing)物(wu)質與(yu)物(wu)質相(xiang)互作用(yong)產生(sheng)的(de)電離現象，將(jiang)其(qi)轉(zhuan)換(huan)為電信號(hao)，再經過前置(zhi)放(fang)(fang)大器(qi)(qi)進(jin)(jin)行(xing)放(fang)(fang)大，并由數(shu)字顯(xian)示裝置(zhi)或(huo)轉(zhuan)換(huan)器(qi)(qi)進(jin)(jin)行(xing)數(shu)碼顯(xian)示或(huo)轉(zhuan)換(huan)為標準信號(hao)（如模擬(ni)信號(hao)或(huo)數(shu)字通信信號(hao)）輸出。
目前，核輻(fu)射監(jian)測/監(jian)測設備可(ke)被(bei)應用(yong)于核工業、醫療(liao)衛(wei)生、食(shi)品安(an)全(quan)等(deng)領域。在核工業中，其(qi)常被(bei)用(yong)于放射性物(wu)質(zhi)的監(jian)測與控制(zhi)；在醫療(liao)衛(wei)生方面(mian)，則(ze)可(ke)用(yong)于放射性藥(yao)物(wu)的使(shi)用(yong)量控制(zhi)、輻(fu)射治療(liao)劑量的測定等(deng)；在食(shi)品安(an)全(quan)方面(mian)，還可(ke)實現對食(shi)品中放射性物(wu)質(zhi)含量的快速(su)檢(jian)測和監(jian)測。
（4）土壤監測/檢測
數據顯(xian)示(shi)，95%的(de)食物(wu)來自土(tu)(tu)地，因此土(tu)(tu)壤(rang)(rang)是全人類生(sheng)存、發展(zhan)的(de)基礎，也是生(sheng)態(tai)環境的(de)重要組成部分。然而，采礦、熔煉和(he)制造等(deng)工業(ye)活動；生(sheng)活垃圾(ji)、畜禽廢物(wu)和(he)城市(shi)廢物(wu)；農用殺蟲劑、除草劑、化肥；車輛尾氣等(deng)排放物(wu)——都會(hui)在不(bu)同程(cheng)度(du)上造成土(tu)(tu)壤(rang)(rang)污染(ran)。
具體到中國，當前我國土壤污染防治形勢嚴峻。2014年發布的《全國土壤污染狀況調查公報》顯示，總的調查點位超標率為16.1%，中度和重度污染點位分別為1.5%和1.1%。其中，耕地土壤的超標率高達19.4%；工礦業場地點位超標率達36.3%。
土壤污染既會損害植物代謝減少作物產量，也會危害生活在土壤中的微生物，從而威脅我國農產品質量安全、人居環境安全和生態環境安全，因此加強土壤污染防治已經迫在眉睫。從土壤生態安全的戰略高度，防治的關鍵一環在于加強對土壤環境質量狀況的及時監測/檢測。
雖然土壤(rang)微生物監(jian)測(ce)也十分(fen)(fen)重要，但與之相比，土壤(rang)理化監(jian)測(ce)方(fang)(fang)法具有易采樣、成本(ben)低(di)、檢(jian)測(ce)快等(deng)(deng)優點(dian)，目前許多(duo)土壤(rang)環境健(jian)康監(jian)測(ce)多(duo)采用(yong)此(ci)方(fang)(fang)法。常用(yong)的物理監(jian)測(ce)指(zhi)標包括土壤(rang)質地、水分(fen)(fen)、容重、導水率、團聚(ju)體、滲透力、土層深度、孔隙(xi)度等(deng)(deng)；化學監(jian)測(ce)指(zhi)標包括pH值、有機質、重金屬(shu)、有效養(yang)分(fen)(fen)、含鹽量(liang)等(deng)(deng)，因此(ci)市面上的土壤(rang)監(jian)測(ce)/檢(jian)測(ce)傳(chuan)感器種類繁(fan)多(duo)，常見的如(ru)下表所示(shi)：
表(biao)3：土壤傳感器(qi)主要(yao)分類(lei)及(ji)介紹
在諸多土壤監測/檢測傳感器，土壤水分傳感器的應用最為廣泛。調研數據顯示，2022年，全球土壤水分傳感器市場規模達到2.166億美元。展望未來，IMARC集團預計到2028年，市場規模將達到4.581億美元，在2023-2028年期間達13.7%的增長率（CAGR）。
面向市場需求，土壤水分傳感器也在持續迭代進化：第一代土壤水分傳感器多以(yi)單(dan)深度針式(shi)傳感器(qi)為(wei)主，穩定(ding)性和重(zhong)復性都比較差，且精度普(pu)遍與標稱值不符。
隨著物聯網技術的(de)普及，將數(shu)(shu)字儀表、無(wu)(wu)線(xian)發(fa)(fa)送設(she)備與傳感器(qi)一(yi)(yi)體化設(she)計，成為我國(guo)土壤水分測量傳感器(qi)第二代(dai)技術的(de)標志。第二代(dai)傳感器(qi)實現了實時(shi)、在線(xian)、原位測量，而且(qie)“一(yi)(yi)管到底”，多個(ge)深度同時(shi)監測，數(shu)(shu)據直(zhi)接通過(guo)無(wu)(wu)線(xian)GSM/GPRS芯片發(fa)(fa)送至云服務器(qi)，用(yong)戶可(ke)借助任(ren)何(he)終端（手機、PC機）隨時(shi)隨地查看數(shu)(shu)據。
如今，隨著人工智能的加持，土壤水分傳感器迎來3.0時代——據報道，中國農業大學傳感器團隊研發了我國第3代“端云一體的多深度土壤水分監測系統”，完(wan)全實現了(le)(le)模擬感(gan)知(zhi)(zhi)、數(shu)據采集、無線通信(xin)、云服務器及用戶終端(duan)一體化、小型化及系(xi)統化設計，系(xi)統可(ke)以對(dui)同一點四個(ge)(ge)土壤剖面的水分(fen)、溫度(du)(du)、空(kong)氣(qi)的溫度(du)(du)、濕(shi)度(du)(du)、大氣(qi)壓(ya)等(deng)參數(shu)同時測量(liang)(liang)。3.0版本(ben)采用智能算法，在不增加傳感(gan)器成本(ben)及測量(liang)(liang)節點的情況下，實現了(le)(le)對(dui)傳感(gan)器四個(ge)(ge)有感(gan)知(zhi)(zhi)環的深(shen)度(du)(du)精準測量(liang)(liang)精準度(du)(du)≤2%，其它點任意測，預估誤差≤4%。
一些典型應用場景/案例
雖然智能監測/檢測設備是智能環保產業鏈的核心設備，但由于監測環境的特殊性，其往往需要和其他智能化設備配合應用，形成一套綜合性的智慧物聯網解決方案。基于此，本部分將介紹一些(xie)典型應(ying)用案例：
機器人+氣體傳感器
在我國石油、化工、煤炭等行業，非(fei)常規、非(fei)連續作業的有(you)限空間，如(ru)管道、煙道、隧道、下(xia)水道、船艙、地下(xia)倉庫、儲藏(zang)室等場(chang)所(suo)，有(you)毒氣(qi)體泄漏事故時有(you)發生，對人身(shen)安全的威脅也越來越大。傳統人工巡(xun)檢氣(qi)體檢測方法存在“望、聞(wen)、問、切”四步驟的局限性，且效率低(di)、巡(xun)檢盲區問題較(jiao)為突出(chu)。
智能巡檢機器人搭載氣體傳感器依靠以5G為代表的無線通信技術，可以代替一線高危作業人員，在各類易燃易爆、有毒有害、高溫高壓的環境中，執行全天候晝夜巡檢工作，部分機器人還具備自主建圖、路徑規劃、自主避障、定位導航、快速感知、實時監測、超前預警等功能，保證巡檢工作的安全與高效。
此前，高通公司聯合智次方·物聯網智庫發(fa)布(bu)的《2023高(gao)(gao)通賦能企(qi)業數(shu)字化轉型案例(li)集》曾提及(ji)，移遠通信推出了基(ji)于高(gao)(gao)通QCM6490物聯網解(jie)(jie)決方(fang)案的5G智能模(mo)組(zu)SG560D和基(ji)于高(gao)(gao)通QCS8250物聯網解(jie)(jie)決方(fang)案的高(gao)(gao)算力模(mo)組(zu)SG865W-WF，為無人機(ji)、機(ji)器人終端在油氣行(xing)業開啟遠程巡檢(jian)提供“動(dong)能”。
無人機+氣體傳感器
當前(qian)，無人機生態環境監測(ce)在一體(ti)化(hua)監測(ce)體(ti)系中扮演著非常重要的(de)角色(se)。衛(wei)星環境應用中心航空遙感部曾表示，在日(ri)常監測(ce)中，818個縣域(yu)的(de)生態環境監測(ce)就是無人機和衛(wei)星相互配合(he)來(lai)完(wan)成工作的(de)。
在夏季大氣污染觀測中，無人機搭載大氣氣體檢測傳感器的應用得到了大力推廣。中國科技部交予上海交通大學的科研項目“復雜地形區域大氣污染機載走航觀測技術”，利用搭載大氣氣體檢測傳感器及小型化高分辨成像DOAS探測系統進行空氣污染走航觀測，效果很好。無人機根(gen)據(ju)飛行的不同(tong)高(gao)度(du)，可以搭載不同(tong)的大(da)氣(qi)(qi)(qi)自動監測設備，實(shi)(shi)現對空氣(qi)(qi)(qi)中不同(tong)高(gao)度(du)目(mu)標區(qu)域的大(da)氣(qi)(qi)(qi)進(jin)行監測，實(shi)(shi)時反(fan)饋大(da)氣(qi)(qi)(qi)質量(liang)數據(ju)或對空氣(qi)(qi)(qi)進(jin)行采樣(yang)，其中可監測臭氧(yang)、二氧(yang)化硫、一氧(yang)化碳、顆粒物濃(nong)度(du)pm2.5濃(nong)度(du)等空氣(qi)(qi)(qi)環境問(wen)題。
此前， ABB 也曾在第三屆進博會上全球首發HoverGuard?天然氣泄漏檢測解決方案。該方(fang)案基(ji)于ABB 專利的(de)激光檢測(ce)(ce)技術，結(jie)合北(bei)斗精準服(fu)務，可快(kuai)速、準確、可靠地檢測(ce)(ce)與(yu)定位(wei)天(tian)然(ran)氣(qi)(qi)泄(xie)漏(lou)情況，用創(chuang)新的(de)數字(zi)化技術保障城市與(yu)基(ji)礎設施(shi)安(an)全(quan)。據悉(xi)，HoverGuard 無人(ren)(ren)機(ji)載天(tian)然(ran)氣(qi)(qi)泄(xie)漏(lou)解決方(fang)案可實現(xian)在(zai) 40米或更高(gao)的(de)飛行高(gao)度下快(kuai)速檢測(ce)(ce) 100米范圍內(nei)的(de)泄(xie)漏(lou)。無人(ren)(ren)機(ji)在(zai)幾(ji)分(fen)鐘內(nei)即可遠距離檢測(ce)(ce)車輛和人(ren)(ren)員難以到達(da)之處的(de)泄(xie)漏(lou)問題，其每分(fen)鐘覆蓋的(de)陸地面積是(shi)傳(chuan)統方(fang)法的(de)10-15倍。
智能無人船+水質傳感器
河湖監(jian)(jian)管范圍(wei)大，任務(wu)重，依靠當前水(shui)政監(jian)(jian)察人員人走車跑(pao)船巡的(de)監(jian)(jian)管方(fang)式，巡查效率較為低(di)下，同時(shi)耗費的(de)人力(li)物力(li)也較大，據統(tong)計，2016—2021年，全國共出動水(shui)政監(jian)(jian)察人員1468.4萬人次(ci)，車輛(liang)375.2萬車次(ci)，船艇63.5萬航(hang)次(ci)。
為了解決類似挑戰，水利部發展研究中心發文介紹了一種新型智能無人船設備，包含水面自主巡航機器人、智能停泊塢和可視化軟件系統平臺三個部分。
圖4：新型無(wu)人船體設計(ji)示意
其中，水面自主巡航機器人內置(zhi)完善的(de)水(shui)文、水(shui)質檢測(ce)系(xi)統和多種(zhong)(zhong)傳(chuan)感器，可24小時無人值守自(zi)主完成指定水(shui)域的(de)監測(ce)巡(xun)航，并實(shi)時采集自(zi)身所處水(shui)域的(de)各(ge)種(zhong)(zhong)水(shui)資源相關數據和視頻(pin)圖像(xiang)。
智能停泊塢(wu)可以(yi)(yi)為水(shui)面自主巡航機(ji)器(qi)人提供(gong)補(bu)給，包括充電(dian)、補(bu)充水(shui)資(zi)源檢測(ce)(ce)系(xi)統所需(xu)的耗材(cai)、移(yi)除水(shui)質測(ce)(ce)試系(xi)統產生(sheng)的廢液等(deng)。此(ci)外，船塢(wu)本(ben)身(shen)還是一個(ge)無人值(zhi)守監(jian)測(ce)(ce)站和(he)5G信號基站，既可以(yi)(yi)實時監(jian)測(ce)(ce)船塢(wu)所處一定范圍(wei)內的水(shui)資(zi)源相關指標，還可以(yi)(yi)為無人船和(he)周邊其他監(jian)測(ce)(ce)設備提供(gong)5G信號傳輸(shu)支持和(he)電(dian)力支持。
最后，可視化管理(li)系統平臺匯(hui)集(ji)所有(you)水(shui)面自主巡航機器人和智能停泊(bo)塢獲取的(de)監測數據(ju)，可以建立相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)的(de)數據(ju)模型(xing)庫，同時(shi)支持實時(shi)圖像傳輸(shu)和VR遠(yuan)程(cheng)控(kong)制，可將數據(ju)傳輸(shu)至(zhi)省(sheng)、市(shi)、縣等(deng)各級(ji)水(shui)利業(ye)(ye)務平臺系統和政(zheng)府(fu)其他(ta)相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)業(ye)(ye)務平臺，方便水(shui)行政(zheng)主管部門(men)和其他(ta)相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)職能部門(men)遠(yuan)程(cheng)查(cha)看(kan)和實時(shi)調用被(bei)監測水(shui)域(yu)的(de)相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)數據(ju)和影像。
物聯網平臺+土壤傳感器
當下(xia)，中國(guo)農(nong)業(ye)數字(zi)化應用技術水平在不斷提高，智慧化技術改變了農(nong)民“面朝黃土背朝天”的傳統，一座(zuo)座(zuo)“數字(zi)農(nong)場”如雨后春筍一般紛(fen)紛(fen)冒出。
舉例來說(shuo)——曾經創(chuang)辦“偷菜”游(you)戲“開心農(nong)(nong)場”的(de)郜(gao)韶(shao)飛在2018年投(tou)資(zi)了(le)一家名(ming)(ming)為“農(nong)(nong)法(fa)自然(ran)”的(de)農(nong)(nong)業(ye)科(ke)技公司，該公司看中衢州氣候(hou)環(huan)境不易生(sheng)“柑橘黃龍病”（柑橘的(de)毀滅性病害）的(de)優點，在柯城(cheng)區承包了(le)1250畝土(tu)地，種植當地著名(ming)(ming)的(de)椪(peng)柑、雞尾葡萄柚、大雅柑。
公司引進了阿里智慧農業IoT物(wu)聯網(wang)技術和數(shu)字化管理(li)工(gong)具，通過土壤傳感器(qi)、光傳感器(qi)等設備實時監測(ce)土壤水分、PH值(zhi)、日照時數(shu)、光和有(you)效輻射等情(qing)況。根(gen)據(ju)這些(xie)數(shu)據(ju)，果農可以在電腦或手機上(shang)遠程實時操控灌溉的時間(jian)、強度等等，避(bi)免(mian)(mian)造成旱、澇，也避(bi)免(mian)(mian)浪(lang)費資(zi)源(yuan)。
除了土壤和光照情況(kuang)，這套系(xi)統還能監測植株長勢、土壤養分分布、土壤有機質(zhi)含量等(deng)等(deng)，實施精(jing)準化種植管理，全程追溯。最終提高雞尾柚(you)產量，增強(qiang)果實甜度、光澤度等(deng)指標(biao)，實現良好的種植效益。
寫在最后
在智(zhi)慧環保(bao)的大潮中(zhong)，智(zhi)能監(jian)(jian)測(ce)/檢測(ce)設(she)備展(zhan)現出令人(ren)矚目的前(qian)景，為環境保(bao)護事(shi)業注入了(le)強大的動(dong)力。氣體監(jian)(jian)測(ce)、水質監(jian)(jian)測(ce)、輻(fu)射監(jian)(jian)測(ce)、土壤監(jian)(jian)測(ce)等多方位(wei)的綜合數據，使得我(wo)們(men)對(dui)環境狀況(kuang)的了(le)解更為全面(mian)深入，為科(ke)學(xue)決策提供了(le)堅實(shi)的依(yi)據。
隨著科(ke)技(ji)的(de)(de)(de)不(bu)斷進步(bu)，智能監(jian)測設備的(de)(de)(de)發展將迎來更(geng)(geng)為(wei)廣闊的(de)(de)(de)空(kong)間。未來，我(wo)們可以(yi)期待更(geng)(geng)精密(mi)、智能化的(de)(de)(de)監(jian)測工具(ju)，更(geng)(geng)高效、實(shi)時的(de)(de)(de)數據(ju)分析系統，以(yi)及(ji)更(geng)(geng)便捷(jie)、全(quan)面的(de)(de)(de)監(jian)測網絡(luo)。這將為(wei)環(huan)保部門、科(ke)研機構以(yi)及(ji)社會大(da)眾提供更(geng)(geng)多創新性的(de)(de)(de)解(jie)決方案，推動環(huan)保事業不(bu)斷取(qu)得(de)新的(de)(de)(de)進展。
在智(zhi)慧(hui)環(huan)保的長遠道路上(shang)，我們期許智(zhi)能(neng)監測設備不僅成為(wei)環(huan)保事業的得(de)力(li)助手，更(geng)是(shi)推動社會可持續發展(zhan)的引擎(qing)。通過科技的力(li)量，我們能(neng)夠更(geng)好地保護自(zi)然環(huan)境，實現人與自(zi)然的和(he)諧(xie)共(gong)生(sheng)。讓我們共(gong)同努力(li)，攜手邁向(xiang)一個更(geng)清潔(jie)、更(geng)綠色、更(geng)美好的未來。
參考資料：
《智慧(hui)環(huan)保(bao)行業發展現狀分析》，智次(ci)方研究院
《氣(qi)體傳感器市場規模和(he)份額分析-增長趨勢和(he)預測（2023-2028）報告》，Mordor Intelligence
《2023年中國氣(qi)體傳感器(qi)行(xing)業市場分析報告 》，智(zhi)研咨詢
《機械系研究團隊基(ji)于單氣(qi)體傳感器(qi)實現混(hun)合物(wu)多組分智能檢測(ce)》，清華大(da)學官(guan)網
《Bosch Sensortec推出搭載人工智能的四(si)合一(yi)氣體傳感器BME688》，博世(shi)官網(wang)
《中國(guo)水質監測行(xing)業競爭格(ge)局(ju)及市場份額》，前瞻網
《水質檢測常用的(de)幾款傳(chuan)感器(qi)》，煒盛科技
《核輻(fu)射檢測儀(yi)賣爆(bao)了！檢測設備上(shang)的傳感器嚴重短缺》，儀(yi)商網
《我們需要(yao)買核(he)輻射檢測儀嗎？》，與非網
《從礦山(shan)到油(you)田，5G+AI為(wei)能源(yuan)行業添(tian)智(zhi)慧》，智(zhi)次方·物聯網智(zhi)庫(ku)
《氣體傳感器在無人機上的應用》，工采(cai)網(wang)
《新型智能無人船在提升水(shui)資源監測、河湖(hu)監管水(shui)平方面的應用》，水(shui)利部發展研究(jiu)中心(xin)
《全國土壤污染狀況調查公報》，環保部(bu)和國土部(bu)
當土(tu)壤檢測(ce)遇上物聯網和(he)人工智(zhi)能(neng)，會發生(sheng)怎(zen)樣的化(hua)學反(fan)應》，修(xiu)復通
《土壤水分(fen)傳感器市(shi)場：2023-2028年(nian)全球行業(ye)趨勢、份額、規模、增長、機(ji)會和預(yu)測》，IMARC
《【專(zhuan)題(ti)報(bao)道】隱藏的危(wei)險---全球土壤污(wu)染問題(ti)》，聯合國新(xin)聞
《行業觀察 | 數字(zi)技(ji)術(shu)“播種”，阿里巴巴下田(tian)》，財經雜志
