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近海環(huán)境監測中通信技術(shù)研究論文
【摘要】隨著(zhù)計算機技術(shù)和通信技術(shù)的廣泛應用，在近海環(huán)境監測中發(fā)揮了重要的作用。憑借先進(jìn)的通信技術(shù)，可實(shí)現持續化、自動(dòng)化監測，隨時(shí)傳遞重要的海洋環(huán)境信息，以確保海洋環(huán)境中心掌握真實(shí)情況，針對海洋環(huán)境中存在的問(wèn)題，制定科學(xué)、可行的處理方案。本文結合通信技術(shù)的發(fā)展狀況，對其在近海環(huán)境監測中的應用進(jìn)行具體分析與探討。
【關(guān)鍵詞】通信技術(shù)；近海環(huán)境監測；海洋保護；應用
1前言
當前海洋環(huán)境監測技術(shù)正朝向持續化、現代化、自動(dòng)化方向發(fā)展，進(jìn)一步拓展了海洋環(huán)境監測的空間。我國的數據通信技術(shù)中，一直采取水上移動(dòng)通信技術(shù)、無(wú)線(xiàn)電臺傳播技術(shù)、衛星通信技術(shù)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(dòng)載體浮標，受到其吃水深度、風(fēng)浪等影響，導致監測數據不精確；其次，大多以單點(diǎn)監測模式為主，限制了監測的范圍；再有，對底層海洋環(huán)境的掌握不足。針對這些問(wèn)題，當前發(fā)展較快的水聲通信技術(shù)取代了原有通信技術(shù)的地位，憑借其效率高、可靠性強等特征，更具應用價(jià)值，并且水聲通信技術(shù)設置了海面觀(guān)測平臺和海底觀(guān)測平臺，減少海況因素的影響，同時(shí)融合水聲通信技術(shù)、水上移動(dòng)通信技術(shù)等，從過(guò)去單一的海上觀(guān)測站轉變?yōu)椤版湕l式”的觀(guān)測模式。通過(guò)應用全新通信技術(shù)，使得近海環(huán)境監測范圍擴大、數據質(zhì)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(wǎng)絡(luò )中，實(shí)現信息實(shí)時(shí)傳輸及資源共享，更好發(fā)揮通信技術(shù)在近海環(huán)境監測中的作用。
2水聲通信技術(shù)概述
2.1水上移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)
在近海環(huán)境監測中應用的通信系統，從最初的GSM（2G）、GPRS（2.5G）一直發(fā)展到WCDMA（3G）、TD-SCDMA（3G），并且隨著(zhù)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)的不斷發(fā)展，目前正在嘗試使用最新的TD-LTE-advanced（4G）通信技術(shù)。在最初應用的GSM技術(shù)中，通過(guò)發(fā)送短信息的方式，雙向傳播簡(jiǎn)短的數據，使用多個(gè)GSM模塊發(fā)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(shí)用價(jià)值偏低；隨后應用的GPRS技術(shù)中，融合現代化的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提高了信息傳播的便捷性，進(jìn)一步擴展了信息傳播的速度與傳播的類(lèi)型；在應用GPRS技術(shù)的基礎上，引入WCDMA技術(shù)和TD-SCDMA技術(shù)，其傳播速率提升到幾百kb/s，并且發(fā)揮了無(wú)縫漫游技術(shù)的重要作用，實(shí)現了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )與互聯(lián)網(wǎng)信息共享，能夠傳播多樣化的信息。
2.2水下水聲通信技術(shù)
水下水聲通信技術(shù)主要應用于海洋底部的環(huán)境監測，是重要的信息傳播技術(shù)。首先，在海洋不同深度、底部不同位置放置傳感器和浮標，實(shí)時(shí)監控海洋環(huán)境的相關(guān)信息，通過(guò)數字、圖像、聲音等形式，利用換能器將信息轉換為類(lèi)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?yōu)殡娦盘�，通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )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(shù)在近海環(huán)境監測中應用特征
3.1水上無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)特征
水上無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)采用現代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)，取代了傳統的電臺廣播通信技術(shù)和衛星傳播通信技術(shù)，并且隨著(zhù)3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )、4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)的應用，極大提高了數據傳輸的速度和質(zhì)量。該種技術(shù)的優(yōu)勢較為明顯，如經(jīng)濟成本低、傳播距離遠、信號強、不易受干擾等。
3.2水下無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)特征
水下無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)采用水聲調制解調通信技術(shù)，取代了傳統的電磁波脈沖通信技術(shù)和水下光纖通信技術(shù)。該種技術(shù)充分運用了聲波信號，符合水下信息傳播的實(shí)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(shù)特征
信息收集與信息傳輸，是近海環(huán)境監測工作的關(guān)鍵，其最終目標在于提供真實(shí)、完整的海洋信息數據。在海洋環(huán)境監測信息收集系統中，主要通過(guò)設置在海洋底部的信息傳感器及海洋表面的特制浮標，實(shí)時(shí)收集有關(guān)海洋環(huán)境的相關(guān)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(shù)更具立體化、專(zhuān)業(yè)化、精確化優(yōu)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(shí)獲得近海環(huán)境監測數據，實(shí)現了多采樣點(diǎn)監控數據的要求。
4通信技術(shù)在近海環(huán)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(fā)性、破壞性的事件進(jìn)行監控，監測范圍幾乎覆蓋整個(gè)海域。海洋環(huán)境中的突發(fā)事件較多，如海面溢油、海嘯、污染、海洋災害等，這些都離不開(kāi)監測的作用。利用近海環(huán)境監測系統實(shí)時(shí)收集海洋環(huán)境信息，便于海洋管理部門(mén)掌握海洋變動(dòng)信息，由相關(guān)管理人員、技術(shù)人員等對數據分析，制定應急處理方案。
4.2定點(diǎn)連續監測中的應用
在近海中存在很多特殊地點(diǎn)，需要長(cháng)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(fā)生變化將對海洋環(huán)境產(chǎn)生重要影響。因此，應用定點(diǎn)連續監測就是在關(guān)鍵位置安裝海洋浮標或者傳感器，通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)將監測數據實(shí)時(shí)輸送給監控中心，達到連續監測海洋環(huán)境的作用。當關(guān)鍵點(diǎn)的海洋環(huán)境發(fā)生變動(dòng)時(shí)，能夠及時(shí)根據信息制定應對措施。本文結合近海環(huán)境監測的要求，主要分析了當前兩種常用的通信技術(shù)——水上移動(dòng)通信技術(shù)及水聲通信技術(shù)�；诤Ｑ蟓h(huán)境監測的作用與特征，應用移動(dòng)通信技術(shù)及水聲通信技術(shù)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(huán)境信息監測系統，用于監測海洋環(huán)境情況，通過(guò)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(shí)現大范圍、全領(lǐng)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(jià)值。
總之，隨著(zhù)計算機技術(shù)、信息通訊技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等全面發(fā)展，給海洋環(huán)境監測工作帶來(lái)了新的發(fā)展方向。未來(lái)海洋環(huán)境監測工作必將使用無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )模式，大范圍內獲取海洋信息，實(shí)現快速、精確的信息傳遞與管理，在保護海洋環(huán)境中發(fā)揮重要的作用。
參考文獻：
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