陳振鍇

摘要：現(xiàn)如今，環(huán)境污染與保護已經(jīng)成為當今社會的重大問題。特別是水污染問題尤為嚴重，水是生命的起源，沒有了水人類將無法生存。人類用環(huán)境的代價換來了社會的進步。今天我們享受物質(zhì)文明的同時，被污染的環(huán)境也在向我們索要代價。如何提前預測水污染，及時的進行水污染的治理將會是現(xiàn)在及今后最重要的課題之一。

關(guān)鍵詞：探頭；物聯(lián)網(wǎng)；GPS；遠程；人工智能

中圖分類號：X84 文獻標識碼：A 文章編號：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 人工嗅覺在智能水污染監(jiān)控預測體系中的應(yīng)用

人工嗅覺，可以直接理解為用探測設(shè)備模擬人的鼻子，也可以稱呼為電子鼻?，F(xiàn)在有很多地方已經(jīng)開始將電子鼻應(yīng)用于生產(chǎn)和生活中，嗅覺神經(jīng)系統(tǒng)電、化學信號傳遞和信息處理過程都很復雜，可能屬于非線性、非穩(wěn)態(tài)和混沌過程。文中主要采用的是嗅覺探測頭，虛擬人類感應(yīng)探測技術(shù)，模擬人類的呼吸，將監(jiān)測的水源上方不遠處安裝多個探測頭。空氣探測頭將實時吸收的空氣，進行分解，與人類所能接受的空氣指標相比較，通過模擬人類的最大呼吸量和最小呼吸量的空氣成分和濃度進行監(jiān)控，根據(jù)平時的氣體分子量大小，結(jié)合天氣、自然條件等實際情況，建立常用氣味譜，利用模式識別系統(tǒng)設(shè)置好模式識別參數(shù)，將若干氣味樣本的氣味譜作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入矩陣參數(shù)，在經(jīng)過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學習后進行識別。如果，發(fā)現(xiàn)與平日的氣味分析不同，有一些特殊氣味產(chǎn)生，智能水污染監(jiān)控預測體系中的嗅覺探測系統(tǒng)就會激活預警功能。

2 人工視覺在智能水污染監(jiān)控預測體系中的應(yīng)用

人工視覺，就是模擬人眼識別的機器視覺技術(shù)，是一門涉及人工智能、神經(jīng)生物學、計算機科學、圖像處理、模式識別等諸多領(lǐng)域的交叉學科。文中擬采用的人工視覺探測頭，首先通過探測頭上的攝像頭，將圖像進行抓取。抓取后，將照片發(fā)送到圖像處理單元，由圖像處理單元進行解析和判斷，經(jīng)過一系列數(shù)據(jù)化的處理過程，來進行顏色、濃度、存活量等可視化的形式的判別。

由于機器視覺系統(tǒng)可以快速獲取大量信息，而且易于自動處理，特別是一些人類無法監(jiān)測的地區(qū)或位置，都可以用機器眼代替人工眼來進行視覺監(jiān)測。一是可以通過顏色辨別來提示異常變化，按照監(jiān)測水源在各個季節(jié)和天氣的變化采集固定圖像模板，一旦在相同的自然條件下，顏色發(fā)生變化，立刻進行警示，并將警示的顏色按照有可能造成這種顏色的多種情況進行分析，將分析結(jié)果傳導給系統(tǒng)和相關(guān)責任人。二是在監(jiān)測水域可以劃分一部分小區(qū)域，在小區(qū)域范圍內(nèi)飼養(yǎng)一部分本地水域生長的動植物進行觀測。如果發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的動物有超過預設(shè)量死傷情況或者引起水內(nèi)植物環(huán)境變化，將進行預測報警，提示環(huán)境監(jiān)測人員進行現(xiàn)場監(jiān)察，確定是否是由于水質(zhì)污染造成的水環(huán)境變化或者動物死亡。

3 人工觸覺在智能水污染監(jiān)控預測體系中的應(yīng)用

首先，將觸覺探測頭根據(jù)水深及水流通過量的實際情況確定安置的位置，確定好位置后，采集當前水溫及水流速度的數(shù)據(jù)，結(jié)合四季變化及自然天氣的情況，進行采集作為比對依據(jù)。一是通過觸覺系統(tǒng)感應(yīng)器發(fā)現(xiàn)水溫出現(xiàn)異常，會立刻觸發(fā)報警功能，通過物聯(lián)網(wǎng)傳導給預測體系中；二是利用水流量和水流速度的感知。結(jié)合平日的水流量及水流速度進行數(shù)據(jù)的采集進行預警。其中水量忽然降低，水流量忽然減速，都可以進行提前預警等；三是障礙物的的觸碰頻率。如果某一段時間障礙物碰觸感應(yīng)器的頻率過于頻繁，超過警戒次數(shù)，也將會觸發(fā)預警功能，并將相關(guān)數(shù)據(jù)通過物聯(lián)網(wǎng)傳導給水污染監(jiān)控預測體系中。

4 人工味覺在智能水污染監(jiān)控預測體系中的應(yīng)用

人工味覺，模擬人類的味覺進行感知，利用生物味覺構(gòu)造和對味覺模式的識別、味覺的定量檢測等技術(shù)設(shè)計的人工味覺探測器，也可稱呼為電子舌。味覺探測頭如果探測到了類似與酸、甜、苦、辣、咸等特殊味道，會根據(jù)多個探頭監(jiān)測的味道時間長短來判定，如果存留時間達到警戒值，說明是大范圍水質(zhì)變化，系統(tǒng)會自動預警。同時，人工味覺系統(tǒng)會立刻自動抽取一部分水樣進行比對、檢測。將水質(zhì)分別傳導至不同的試紙和不同的溶解溶液中，來判斷水的酸堿及目前水中含有的成分，并將報告通過物聯(lián)網(wǎng)發(fā)送至系統(tǒng)存儲及相關(guān)負責人手中。

5 物聯(lián)網(wǎng)、GPS在智能水污染監(jiān)控預測體系中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)顧名思義就是物與物之間相連的互聯(lián)網(wǎng)。遠程智能水污染監(jiān)控預測體系就是采用了它的定位、傳輸和嵌入式技術(shù)，并將計算機軟硬件、傳感器技術(shù)、集成電路技術(shù)、電子應(yīng)用技術(shù)有機的融合到一起。每當嗅覺、觸覺、味覺、視覺的子系統(tǒng)出現(xiàn)預警，都將通過物聯(lián)網(wǎng)進行鎖定、追蹤及獲得相關(guān)數(shù)據(jù)資料，進行跟蹤追查，它也是遠程智能水污染監(jiān)控預測體系的關(guān)鍵核心、橋梁和紐帶。

6 總結(jié)

本文主要目的是想利用人工智能及信息化的先進手段來提前預測水質(zhì)的污染，盡可能的做到提前發(fā)現(xiàn)、提前治理，避免造成更大的損失和傷害，針對遠程智能水污染監(jiān)控預防體系的探索和研究是十分有意義，也是十分必要的，希望今后會有更多的研究人員加入到治理水污染中，為社會造福。

參考文獻：

[1]黃贛輝，鄧少平. 人工智能味覺系統(tǒng)：概念、結(jié)構(gòu)與方法[J]. 化學進展，2006，（04）：494-500.

[2]陳海明，崔莉，謝開斌. 物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)方法的比較研究[J]. 計算機學報，2013，（01）：168-188.

[3]李沖，陳真誠. 基于LAPS的電子舌的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 中國醫(yī)學物理學雜志，2012，（05）：3653-3657.

[4]胡永利，孫艷豐，尹寶才. 物聯(lián)網(wǎng)信息感知與交互技術(shù)[J]. 計算機學報，2012，（06）：1147-1163.