近海環境監測中通信技術研究論文

近海環境監測中通信技術研究論文

　　【摘要】隨著計算機技術和通信技術的廣泛應用，在近海環境監測中發揮了重要的作用。憑借先進的通信技術，可實現持續化、自動化監測，隨時傳遞重要的海洋環境信息，以確保海洋環境中心掌握真實情況，針對海洋環境中存在的問題，制定科學、可行的處理方案。本文結合通信技術的發展狀況，對其在近海環境監測中的應用進行具體分析與探討。

　　【關鍵詞】通信技術；近海環境監測；海洋保護；應用

　　1前言

　　當前海洋環境監測技術正朝向持續化、現代化、自動化方向發展，進一步拓展了海洋環境監測的空間。我國的數據通信技術中，一直采取水上移動通信技術、無線電臺傳播技術、衛星通信技術等，雖然起到了一定的監測效果，但是也存在很多缺陷：首先，使用移動載體浮標，受到其吃水深度、風浪等影響，導致監測數據不精確；其次，大多以單點監測模式為主，限制了監測的范圍；再有，對底層海洋環境的掌握不足。針對這些問題，當前發展較快的水聲通信技術取代了原有通信技術的地位，憑借其效率高、可靠性強等特征，更具應用價值，并且水聲通信技術設置了海面觀測平臺和海底觀測平臺，減少海況因素的影響，同時融合水聲通信技術、水上移動通信技術等，從過去單一的海上觀測站轉變為“鏈條式”的觀測模式。通過應用全新通信技術，使得近海環境監測范圍擴大、數據質量提高，在海面或者海底監測并獲取數據之后，將其傳輸至陸地信息網絡中，實現信息實時傳輸及資源共享，更好發揮通信技術在近海環境監測中的作用。

　　2水聲通信技術概述

　　2.1水上移動網絡通信技術

　　在近海環境監測中應用的通信系統，從最初的GSM（2G）、GPRS（2.5G）一直發展到WCDMA（3G）、TD-SCDMA（3G），并且隨著移動網絡通信技術的不斷發展，目前正在嘗試使用最新的TD-LTE-advanced（4G）通信技術。在最初應用的GSM技術中，通過發送短信息的方式，雙向傳播簡短的數據，使用多個GSM模塊發送或接收短信息。但是受到短信息篇幅的限制，如果需要傳遞大量信息，增加了繁瑣性，并且傳輸成本偏高，實用價值偏低；隨后應用的GPRS技術中，融合現代化的物聯網技術，提高了信息傳播的便捷性，進一步擴展了信息傳播的速度與傳播的類型；在應用GPRS技術的基礎上，引入WCDMA技術和TD-SCDMA技術，其傳播速率提升到幾百kb/s，并且發揮了無縫漫游技術的重要作用，實現了移動網絡與互聯網信息共享，能夠傳播多樣化的信息。

　　2.2水下水聲通信技術

　　水下水聲通信技術主要應用于海洋底部的環境監測，是重要的信息傳播技術。首先，在海洋不同深度、底部不同位置放置傳感器和浮標，實時監控海洋環境的相關信息，通過數字、圖像、聲音等形式，利用換能器將信息轉換為類似聲波的聲信號；在海洋中，聲信號的傳播順暢，輸入海洋表面的接收換能器中，聲信號再次轉變為電信號，通過移動網絡傳輸到監控終端，監控終端破譯電信號后，獲得相應的數字、圖像及聲音等重要信息。

　　3通信技術在近海環境監測中應用特征

　　3.1水上無線通信技術特征

　　水上無線通信技術采用現代移動網絡通信技術，取代了傳統的電臺廣播通信技術和衛星傳播通信技術，并且隨著3G移動網絡、4G移動網絡通信技術的應用，極大提高了數據傳輸的速度和質量。該種技術的優勢較為明顯，如經濟成本低、傳播距離遠、信號強、不易受干擾等。

　　3.2水下無線通信技術特征

　　水下無線通信技術采用水聲調制解調通信技術，取代了傳統的電磁波脈沖通信技術和水下光纖通信技術。該種技術充分運用了聲波信號，符合水下信息傳播的實際情況，并且在水下信息傳輸媒介中引入了聲納系統，提高水下信息遠程傳播的穩定性、可靠性。

　　3.3監測信息收集技術特征

　　信息收集與信息傳輸，是近海環境監測工作的關鍵，其最終目標在于提供真實、完整的海洋信息數據。在海洋環境監測信息收集系統中，主要通過設置在海洋底部的信息傳感器及海洋表面的特制浮標，實時收集有關海洋環境的相關信息。與傳統的單一海洋底部信號傳感器或者船舶、潛標等單站監測方式相比，全新信息收集技術更具立體化、專業化、精確化優勢，可監控范圍廣泛；在海洋表面、底部以及不同深度區域安裝傳感器，可在陸地操控，以隨時獲得近海環境監測數據，實現了多采樣點監控數據的要求。

　　4通信技術在近海環境監測中的應用

　　4.1海洋應急監測中的應用

　　海洋應急監測主要針對海洋中突發性、破壞性的事件進行監控，監測范圍幾乎覆蓋整個海域。海洋環境中的突發事件較多，如海面溢油、海嘯、污染、海洋災害等，這些都離不開監測的作用。利用近海環境監測系統實時收集海洋環境信息，便于海洋管理部門掌握海洋變動信息，由相關管理人員、技術人員等對數據分析，制定應急處理方案。

　　4.2定點連續監測中的應用

　　在近海中存在很多特殊地點，需要長期、連續性跟蹤監測，如海洋洋盆與大陸架連接區域、架設石油鉆井平臺區域等，這些位置一旦發生變化將對海洋環境產生重要影響。因此，應用定點連續監測就是在關鍵位置安裝海洋浮標或者傳感器，通過移動網絡通信技術將監測數據實時輸送給監控中心，達到連續監測海洋環境的作用。當關鍵點的海洋環境發生變動時，能夠及時根據信息制定應對措施。本文結合近海環境監測的要求，主要分析了當前兩種常用的通信技術——水上移動通信技術及水聲通信技術�；�于海洋環境監測的作用與特征，應用移動通信技術及水聲通信技術作為傳播信息的載體，非常必要。配合設置浮標、海床基等，設置海洋環境信息監測系統，用于監測海洋環境情況，通過聲音、圖像、數字等形式傳播給陸地監控終端，達到終端數據異地可視化目標；應用多樣化的監測終端傳感器，能夠實現大范圍、全領域的監測作用，提高了監測的效率，合理控制運行成本，具有廣泛應用價值。

　　總之，隨著計算機技術、信息通訊技術及物聯網技術等全面發展，給海洋環境監測工作帶來了新的發展方向。未來海洋環境監測工作必將使用無線通信網絡模式，大范圍內獲取海洋信息，實現快速、精確的信息傳遞與管理，在保護海洋環境中發揮重要的作用。

　　參考文獻：

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　　[3]牟華.近海海域水質自動化監測系統研究[D].青島:中國海洋大學,2013.

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