物聯(lián)網(wǎng)在空氣污染中的應(yīng)用

環(huán)境空氣的良窳是人們生活質(zhì)量的重要指針之一，近年來(lái)環(huán)保單位不遺余力地監(jiān)測(cè)與控制空氣污染，使空氣質(zhì)量惡化的現(xiàn)象逐年趨緩。然而仍有些廠商為圖更高的利潤(rùn)，利用夜間或不定時(shí)關(guān)閉污染防治設(shè)備來(lái)排放廢氣，造成環(huán)境空氣惡化，致使民怨四起，也讓環(huán)保人員疲于奔命。

對(duì)這個(gè)令人苦惱的問(wèn)題，相關(guān)單位積極尋求改善的方法。近年來(lái)物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things, IoT）科技迅速發(fā)展，把各種傳感器與生活所使用的對(duì)象鏈接，并透過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息的交流，提供各種服務(wù)需求，如智能交通、智能家居、災(zāi)害監(jiān)測(cè)等，讓生活越來(lái)越便利，也逐漸改變了我們的生活型態(tài)。目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也廣泛運(yùn)用于環(huán)境空氣質(zhì)量的議題，如透過(guò)空氣污染傳感器，當(dāng)空氣污染超標(biāo)時(shí)，能實(shí)時(shí)通知或自動(dòng)啟動(dòng)空氣清凈機(jī)等智能功能，提供生活所需的各種協(xié)助。然而目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用大都傾向于當(dāng)空氣污染發(fā)生時(shí)被動(dòng)地采取防護(hù)措施，而無(wú)有效解決空氣污染之道，使得環(huán)境空氣污染事件仍層出不窮。

這個(gè)落差主因是空氣污染看不見(jiàn)也摸不著，需要地毯式地大量設(shè)置空氣污染傳感器，以檢測(cè)并防制，使得所需成本過(guò)高。另一方面也欠缺強(qiáng)而有力的組件可用以追蹤污染源的擴(kuò)散和污染物的種類，使得目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)于空氣污染防制與維護(hù)空氣質(zhì)量的功效仍有限。對(duì)此，學(xué)者結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與地理信息系統(tǒng)（GIS）開(kāi)發(fā)了一種新穎的光學(xué)雷達(dá)∕光達(dá)（LIDA R）系統(tǒng)，能快速呈現(xiàn)污染源和污染物擴(kuò)散的范圍，有效協(xié)助環(huán)保單位進(jìn)行空氣污染的監(jiān)控與防制。這套系統(tǒng)突破傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)模式所提供的服務(wù)，可提供相關(guān)人員更多樣性、更具時(shí)效性與更有效的服務(wù)，預(yù)期有利于提升環(huán)保相關(guān)單位的監(jiān)控、防制與空氣質(zhì)量預(yù)警等能力。

空氣污染監(jiān)測(cè)光達(dá)

自2009年開(kāi)始由產(chǎn)、官、學(xué)、研合作，自制開(kāi)發(fā)了各式光達(dá)系統(tǒng)，主要目的是監(jiān)測(cè)環(huán)境空氣污染，提供空氣污染分布的情形，協(xié)助環(huán)保單位維護(hù)空氣質(zhì)量。光達(dá)是以雷射為工具的一種遙測(cè)技術(shù)，其原理是利用待測(cè)位置的介質(zhì)做為散射體，接收其背向散射的光訊號(hào)以測(cè)量介質(zhì)的特性。由于不需外加任何反射裝置，因而系統(tǒng)具有遙測(cè)的功能。雷射可用以測(cè)量是基于雷射光具高度單調(diào)性與平行性，并可產(chǎn)生極短脈沖，而能提高測(cè)量的精確度。至于其對(duì)空氣污染監(jiān)測(cè)的原理，則是取雷射光穿過(guò)空氣污染時(shí)會(huì)與污染物交互作用，而可得到空氣中污染物的各種即時(shí)消息。

因此利用雷射遙測(cè)技術(shù)可涵蓋廣泛的面積，且有機(jī)動(dòng)、實(shí)時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，可針對(duì)大氣的局部環(huán)流特性、空氣污染物的傳輸與濃度的變化等搜集信息。目前光達(dá)系統(tǒng)已應(yīng)用于工業(yè)區(qū)空氣污染排放的監(jiān)測(cè)。把光達(dá)系統(tǒng)架設(shè)于制高點(diǎn)，一般是大樓屋頂，除可大范圍掃描外，也可快速篩選污染排放的熱區(qū)，測(cè)得的信息可套迭至地理信息地圖，協(xié)助環(huán)保人員快速掌握污染源的位置，并迅速到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)處理空污事件。光達(dá)設(shè)備也設(shè)有攝影裝置，可隨掃描式光達(dá)同步錄像，保存污染事證。

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于環(huán)境污染

以往對(duì)空氣污染防制的方式，通常需環(huán)?；槿藛T依工廠登記、制程、民眾檢舉等逐一清查，因此造成稽查人員疲于奔命，卻又成效不彰，時(shí)常引發(fā)民怨。本文介紹一個(gè)目前進(jìn)行實(shí)證中的新方法，利用先進(jìn)的光達(dá)遙測(cè)設(shè)備結(jié)合污染傳感器和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，運(yùn)用于空氣污染的防制。這系統(tǒng)已施用于2017年的世界大學(xué)運(yùn)動(dòng)會(huì)，并有效維護(hù)了選手村的空氣質(zhì)量。

世大運(yùn)開(kāi)始前，光達(dá)設(shè)備已先架設(shè)于林口工業(yè)區(qū)附近的制高點(diǎn)，用以監(jiān)測(cè)污染排放的熱區(qū)，并在工業(yè)區(qū)到林口選手村的路途中設(shè)置微型傳感器。對(duì)于污染排放明顯的管道，則另設(shè)有連續(xù)的偵測(cè)器以監(jiān)控污染物的排放，并把信息送交云端搜集與交流。一旦偵測(cè)到該區(qū)污染物排放超標(biāo)，就會(huì)警示稽查人員戒備，并密切觀察傳送路徑上的微型傳感器所量到的污染濃度狀況。

若靠近林口工業(yè)區(qū)的污染濃度與林口選手村的濃度具高度相關(guān)性，并與當(dāng)時(shí)風(fēng)向一致，就表示污染已在傳輸。這時(shí)系統(tǒng)會(huì)立即進(jìn)行污染源的追蹤與定位，并通知稽查人員管制被鎖定的工廠。這防制措施顯示2017世大運(yùn)期間的空氣質(zhì)量相較于非世大運(yùn)期間改善約15％，顯然透過(guò)這個(gè)技術(shù)可有效減少污染的排放，維護(hù)空氣的質(zhì)量。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)把光達(dá)環(huán)境監(jiān)測(cè)的結(jié)果，如污染排放的位置與濃度、于監(jiān)測(cè)中出現(xiàn)污染排放超標(biāo)的情事，都可利用空氣污染物聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)稽查應(yīng)用程序（APP）自動(dòng)發(fā)送訊息給默認(rèn)的人員，以利他們查核。

移動(dòng)稽查（APP）未來(lái)也可把監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，借助云端數(shù)據(jù)庫(kù)讓廠商業(yè)者自行上網(wǎng)，了解自家工廠污染排放的情形，以便自我管理，或讓民眾了解自家環(huán)境的空氣質(zhì)量等，達(dá)到環(huán)保無(wú)假期隨時(shí)監(jiān)控的目的。