透過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，環(huán)境監(jiān)控將可即時(shí)掌握各點(diǎn)的環(huán)境狀況，不管是國土安全或室內(nèi)空間的能源管理，都有助于其系統(tǒng)運(yùn)作效益的提升。

    物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)與運(yùn)作模式，是透過建置各處的感測(cè)器擷取訊息，再以各類通訊技術(shù)將訊息傳送到后端平臺(tái)，后端平臺(tái)除了接收數(shù)據(jù)并儲(chǔ)存外，具智慧設(shè)計(jì)的系統(tǒng)還會(huì)即時(shí)分析數(shù)據(jù)意義，甚至發(fā)出控制指令給前端進(jìn)行動(dòng)作，這種運(yùn)作模式已大量應(yīng)用于監(jiān)控領(lǐng)域，尤其是環(huán)境監(jiān)控。

    過去一提到監(jiān)控，大多會(huì)想到攝影機(jī)、同軸纜線、NVR、DVR等設(shè)備所構(gòu)成的安全監(jiān)控系統(tǒng)，這類系統(tǒng)也是由感測(cè)器、通訊技術(shù)、后端中控平臺(tái)所組成，因此也屬于廣義上的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，不過這類安全監(jiān)控系統(tǒng)只以視覺感測(cè)為主，在整體環(huán)境監(jiān)控中只占一部分，環(huán)境監(jiān)控的范圍相當(dāng)大，只要目前感測(cè)技術(shù)可以作到的，幾乎都納入監(jiān)控范圍，而除了感測(cè)、通訊、管理3大子架構(gòu)外，現(xiàn)在的環(huán)境監(jiān)控也會(huì)與同一空間的空調(diào)、節(jié)能、照明等技術(shù)整合，架構(gòu)成新世代的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。

    氣候劇變物聯(lián)網(wǎng)扮演環(huán)控尖兵

    環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用可分為室內(nèi)與室外兩部份，室外環(huán)境監(jiān)控目前的顯學(xué)是國土監(jiān)測(cè)，這幾年全球氣候巨變，天災(zāi)造成的損害愈來愈大，以臺(tái)灣為例，2009年的88風(fēng)災(zāi)與2010年的國道三號(hào)走山事件，都讓人感受到自然界的威力，然而面對(duì)這些天災(zāi)，人類并非無計(jì)可施，至少透過監(jiān)控技術(shù)的事先預(yù)警，可以讓損害降盡量降低，在天災(zāi)頻傳的威脅下，環(huán)境監(jiān)控技術(shù)開始被重視。

    現(xiàn)在預(yù)防天災(zāi)的作法，是選定過去災(zāi)害發(fā)生較頻繁的地點(diǎn)，架構(gòu)感測(cè)器或監(jiān)測(cè)站進(jìn)行監(jiān)測(cè)，目前臺(tái)灣偵測(cè)土壤的行動(dòng)式與固定式監(jiān)測(cè)站共有24個(gè)，分布于全省易于發(fā)生土石流之處，包括臺(tái)北九份、南投神木村等18處。

    臺(tái)灣發(fā)展災(zāi)害監(jiān)測(cè)的時(shí)間較短，不過由于IT技術(shù)足夠，進(jìn)展相當(dāng)快速，雖然目前仍無具體的防災(zāi)實(shí)例，不過相關(guān)單位都已紛紛投入，陸續(xù)有一些成績(jī)出來，例如莫拉克風(fēng)災(zāi)時(shí)，在神木村愛玉子溪上的CCD攝影機(jī)，就拍攝到土石流從頭至尾的完整發(fā)生過程，對(duì)于未來當(dāng)?shù)氐膰涟踩呗韵喈?dāng)有幫助。

    由于災(zāi)害監(jiān)測(cè)的設(shè)備無法標(biāo)準(zhǔn)化，多由負(fù)責(zé)單位設(shè)計(jì)整合設(shè)備，這些防災(zāi)設(shè)備面臨的環(huán)境之嚴(yán)苛，遠(yuǎn)大于任何場(chǎng)所，因此一般的IT產(chǎn)品無法勝任，以簡(jiǎn)易式土石流觀測(cè)站為例，這種設(shè)備是將攝影機(jī)等設(shè)備裝置在一個(gè)簡(jiǎn)易機(jī)箱，在災(zāi)害（比如臺(tái)風(fēng)）發(fā)生前，以人力背至定點(diǎn)擺放進(jìn)行運(yùn)作，這類設(shè)備必須自行運(yùn)作至少72小時(shí)以上，而且必須防水防塵防震。

    就此案例來看，防災(zāi)設(shè)備的要求至少有兩個(gè)，一是因應(yīng)環(huán)境需求的高強(qiáng)度、穩(wěn)定規(guī)格，二是因應(yīng)不同設(shè)備鏈結(jié)的相容特性，因此目前都選用工業(yè)等級(jí)的設(shè)備。

    由于工業(yè)電腦廠商以往專注于工業(yè)等級(jí)設(shè)備發(fā)展，在穩(wěn)定度上已不是問題，不過強(qiáng)固型方面還需再次強(qiáng)化，現(xiàn)在的工業(yè)等級(jí)產(chǎn)品雖然多有一定程度的的強(qiáng)固設(shè)計(jì)，不過設(shè)計(jì)時(shí)的預(yù)設(shè)測(cè)試環(huán)境，都是在正常環(huán)境下，而天災(zāi)的威力常高人力數(shù)倍上，要在級(jí)數(shù)如此高的環(huán)境下維持正常運(yùn)作，其外觀的強(qiáng)固設(shè)計(jì)不能援用原有的條件，必須加以提升。

    另一部分則是相容性，現(xiàn)在的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)少有廠商推出整體解決方案，大多倚靠系統(tǒng)整合商尋找市面合適產(chǎn)品再行整合，因此系統(tǒng)中各設(shè)備的相容性就成問題，系統(tǒng)相容性的較大問題在于通訊介面，現(xiàn)在工業(yè)電腦廠商都有不同工業(yè)規(guī)格的通訊模組介面，相容性十分高，對(duì)系統(tǒng)整合相當(dāng)有幫助。

    環(huán)境特殊強(qiáng)固性是設(shè)計(jì)重點(diǎn)

    目前災(zāi)害管理對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用效益，主要偏向減少災(zāi)害，雖然天災(zāi)難以阻止，但仍可盡人事的減低災(zāi)害，導(dǎo)入災(zāi)害管理系統(tǒng)大多有3個(gè)考量，1是在最短時(shí)間內(nèi)建置完成，2是打破地域性限制，3是擁有良好的備援機(jī)制。

    要同時(shí)具有這3個(gè)考量，一般作法是導(dǎo)入兩類設(shè)備，一種是配有RS-232、RS-485、Ethernet…等常見工業(yè)等級(jí)通訊連接埠的三軸感測(cè)自動(dòng)控制器，另一則是M2M遙測(cè)方案，利用通訊模組來組成物聯(lián)網(wǎng)，讓在不同區(qū)域的設(shè)備可相連，在第一時(shí)間啟動(dòng)防護(hù)機(jī)制，大幅降低災(zāi)害損失，M2M無線架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于成本低、免布線、易安裝、擴(kuò)充性高，對(duì)于災(zāi)害偵測(cè)系統(tǒng)來說相當(dāng)適合。

    不過這兩種設(shè)備的系統(tǒng)規(guī)模有大有小，目前各監(jiān)控端的設(shè)備常會(huì)有導(dǎo)入錯(cuò)誤規(guī)模系統(tǒng)的問題，多數(shù)環(huán)境監(jiān)控的應(yīng)用場(chǎng)所空間與系統(tǒng)需求，都適合中小型I/O監(jiān)控與連動(dòng)系統(tǒng)，但卻經(jīng)常導(dǎo)入大型控制設(shè)備，在價(jià)格成本與系統(tǒng)建置上都不甚恰當(dāng)，為有效建置分散式控制架構(gòu)，以及提供更有效率的系統(tǒng)環(huán)境，相關(guān)單位可導(dǎo)入免程式型連動(dòng)控制器，這類型控制器設(shè)計(jì)有網(wǎng)路型控制主機(jī)、免程式設(shè)計(jì)、完備的管理功能、標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)通訊協(xié)定、多類型產(chǎn)品選擇，應(yīng)用監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，可兼具效能與可擴(kuò)充性。

    除了硬件外，物聯(lián)網(wǎng)的另一重要系統(tǒng)是軟件管理平臺(tái)，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用多元，其系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)客制化，每一環(huán)節(jié)都須因地制宜選擇適合的架構(gòu)，在環(huán)境監(jiān)控，目前最適合的平臺(tái)是SCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition；資料采集與監(jiān)控系統(tǒng)），SCADA主要用來做為大范圍的各類監(jiān)控，廣泛用于設(shè)備散置各地的系統(tǒng)，像是水庫、煉油廠…等，后來大型制造業(yè)像是IC制造、LCD廠等，也導(dǎo)入其平臺(tái)監(jiān)控其生產(chǎn)設(shè)備。

    感測(cè)器、控制器、SCADA平臺(tái)在環(huán)境監(jiān)控的應(yīng)用頗多，較近期的案例是僑光科技大學(xué)的用電系統(tǒng)，該系統(tǒng)是將感測(cè)器設(shè)置在各教室，SCADA平臺(tái)上可以看出各教室的空調(diào)現(xiàn)況，包括開閉狀況與溫度等，若有異常則可直接由遠(yuǎn)端進(jìn)行開關(guān)控制，類似狀況也可彈性應(yīng)用在工廠、港口等場(chǎng)所，另外值得特別一提的指標(biāo)性案例是臺(tái)中港的照明控制，臺(tái)中港在前幾年導(dǎo)入整合感測(cè)器、控制器、SCADA平臺(tái)的系統(tǒng)后，其電力容量相同，但照明度增加了59％，電費(fèi)支出每年減少新臺(tái)幣250萬元。

    應(yīng)用多元物聯(lián)網(wǎng)將成環(huán)控主流系統(tǒng)

    另一種監(jiān)測(cè)則較為特殊且專業(yè)，壓力房的監(jiān)控就是其一，壓力房可分為正壓房與負(fù)壓房，前者醫(yī)院手術(shù)室、科技廠無塵室、無菌室等，后者則是病毒實(shí)驗(yàn)分析室、滅菌室、檢疫室等，無論正負(fù)，壓力房都是氣流控制，來使房?jī)?nèi)氣壓產(chǎn)生變化，由于控制的項(xiàng)目繁多，必須透過穩(wěn)定且相容性佳的控制元件，來進(jìn)行設(shè)計(jì)。

    當(dāng)然環(huán)境監(jiān)控的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不只上述介紹，這兩年相當(dāng)火紅的植物工廠，就大量應(yīng)用了感測(cè)與控制技術(shù)，設(shè)置出適合特定植物生長的特定環(huán)境，另外制造業(yè)也開始導(dǎo)入環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，用來監(jiān)測(cè)工廠排出的廢水、廢氣，并偵測(cè)廠房?jī)?nèi)各設(shè)備的用電量，藉此制定出最佳化的用電策略。

    相對(duì)于其他領(lǐng)域，環(huán)境監(jiān)控在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中算是領(lǐng)先發(fā)展群，而隨著環(huán)保意識(shí)的持續(xù)抬頭，未來此領(lǐng)域?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)的建置需求將會(huì)日漸加深，成為環(huán)境監(jiān)控的主流系統(tǒng)。