环保议题发烧 环控技术全面启动

土壤、水质、空气等环境监控，已成为未来趋势，欧美地区在此类技术的发展与应用较快，而亚洲地区也已快速赶上。图片提供？Siemens

地球环境持续恶化，让环境监控成为IT应用的显学，透过传感、通讯、控制等技术，环控系统的整合度更高，也更具智能。

全球气候巨变，这几年天灾造成的损害，规模愈来愈大，以台湾为例，根据气象局的说法，这20年来，台湾每年的降雨总量并没有改变，但是晴雨天的比例却有大幅变动，晴天的天数越来越多，雨量总集中在少数几天，这也表示台湾雨天带来的雨量爆增，暴雨不但造成水灾，也带来土石流，从这几年来总是伴随台风而来的惊人雨量和土石流，就可看出气候的变化，气候变化难以改变，不过灾害的预防并不难，台湾现在已开始将传感与通讯技术加以整合，从环境监控着手，避免灾害的扩大。

防灾监控需求大不同

逢甲大学地理信息系统研究中心就指出，为预防现在的天灾，现在都用监测站在定点进行监测，目前台湾侦测土壤的移动式与固定式监测站共有24个，分布于全省易于发生土石流之处，包括台北九份、南投神木村等18处。

台湾发展灾害监测的时间较短，由于IT技术足够，进展相当快速，虽然目前仍无具体的防灾实例，不过相关单位都已纷纷投入，陆续有一些成绩出来，例如莫拉克风灾时，在神木村爱玉子溪上的CCD摄影机，就拍摄到土石流从头至尾的完整发生过程，对于未来当地的国土安全策略相当有帮助。

由于灾害监测的设备无法标准化，多由负责单位设计整合设备，由于这些防灾设备面临的环境之严苛，远大于任何场所，因此一般的IT产品无法胜任，以简易式土石流观测站为例，这种设备是将摄影机等设备装置在一个简易机箱，在灾害(比如台风)发生前，以人力背至定点摆放进行运作，这类设备必须不靠人力至少自行运作72小时以上，而且必须防水防尘防震。

就此案例来看，防灾设备的要求至少有两个，一是因应环境需求的高强度、稳定规格，二是因应不同设备链结的兼容特性，逢甲大学选择了台湾工业电脑厂商泓格科技的自动控制模块，由于工业电脑厂商专注于工业等级设备发展，在稳定度上已不是问题，另一方面这类厂商的产品丰富，可选择不同工业规格的通讯模块界面，兼容性也不是问题。

工业电脑打造最适化系统

针对逢甲大学地理信息系统研究中心的看法，工业电脑厂商也指出，即便天灾难以阻止，但仍可尽人事的减低灾害，要有效降低灾害因素，可从3个方向来做：一是在最短时间内建置完成；二是打破地域性限制；三是拥有良好的备援机制。

这3个要点是布建防灾环境传感物联网的重要参考设计，在短时间建置部分，由于天灾来临的时间不定，不会有太充裕时间进行建置，因此一般的作法是将位于现场环境的传感通讯端点设计为模块化，依据现场状况快速组装出不同功能的设备，至于打破地域限制则是在设备中设计多种通讯模式，一般而言必要的通讯标准包括RS-232、RS-485、Ethernet连接埠等模块，另外则是M2M遥测方案，M2M也可作为备援机制，利用通讯模块来组成物联网，让在不同区域的设备可相连，在第一时间启动防护机制，大幅降低灾害损失。

M2M无线架构的优势在于成本低、免布线、易安装、扩充性高，对于灾害侦测系统来说相当适合，现在现场端网络监控需求日殷，所需的解决方案必须够创新，基于多年在自动控制领域的深耕，业者认为大部分应用场所属于中小型I？O监控与连动系统，但却经常搭配大型中控设备，在价格成本与系统建置上都不甚恰当，底层的传感与中层通讯外，上层控制平台也是环控系统的重要组成之一，完善的图控平台可与传感控制模块整合出一套最适化系统，这类型架构是环境监控系统的主要构成，广泛应用于水质、土壤等，近年来的较大应用则是空气品质监测。

内容与方法俱全  空气品质监测法上路

谈到空气品质监测，多数人应该都在人潮聚集的大型场所如百货公司、展览中心、车站等处，看过设置于入口处的压克力制数据板，这类数据板上锁揭露的数据大多为建筑物内的聚集人数、二氧化碳浓度等，不过具业界人士指出，这种数据板的数据并不正确，由于多数场所未依据法令规定，在场内布建传感网络，而仅将传感器设置于数据板的后方，也就是说板上的二氧化碳浓度数据仅代表告示板设置处，而非场内的数据。

目前各国都有空气品质的相关法令，以台湾为例，就在2011年颁布了「室内空气品质管理法」，该法针对空气品质规定了「巡检」、「定检」和「连续监测」等3种检测方式，巡检是由各场所的专责人员，每日定时持手持式传感设备，到规定的巡检点检测，并将数据累积记录，若该点的量测数值未达标准，该人员必须设法改善，定检则是由第三方公正单位，每2年定时至该场所检测，若检测未达标准，则该处所会被处以罚金，至于连续监测，目前仍在草拟中，预计2年后会上路，连续监测将规定在指定场所在定点必须设置传感器，随时累积该处的空气数据。

除监测方式外，检测内容环保署也有规定，针对不同场所环保署设定了不同的检测内容，例如医院就必须告示院内的二氧化碳浓度、悬浮微粒、甲醛、细菌等，而其中二氧化碳与悬浮微粒，是所有场所的基本检测要件。

检测项目与检测方式的搭配，就成为台湾「室内空气品质管理法」的重要组成，就目前实施进度来看，各大型场所的空气检测已逐渐上路，不过其实在「连续监测」尚未实施之前，现行的「巡检」、「定检」等方式，并无法完整揭露受检测场所的空气品质数据，原因在于巡检与定检方式，都只是在特定时间检测，其数据只代表单一时间点的空气品质，起其检测时间并不密集，因此其数据的意义并不高，未来连续监测实施后，其24小时连续侦测所累积的数据，可形成 短、中、长期的走势，对研究分析者而言，数据才有代表性。

传感网络 让环境监控更全面

不过未来连续监测上路后，导入自动化架构已成必然，在管理效率考量下，各传感点必须全面链结，形成传感网络，架构传感网络的主要好处除了可全面掌握各传感点数据外，还可进行线上控制，管理人员不必逐点巡检，大幅提升馆效率。

此外传感网络将数据数码化，其数据除了传送到后端图控平台(SCADA)进行监测外，还可与数码看板(Digital Signage)搭配，将空气品质数据实时而完整的显示在平面屏幕上，让数据效用近一步提升。

在地球环境的恶化下，各种怵目惊心的环境新闻信息不断传来，近期就因国内大陆的霾害飘来台湾，造成台湾民众的忧心，在未改善前，各类环境监控的需求视将急遽出现，不过环境监控系统需要一定的定制化设计，而定制化设计牵又涉到各领域的专业经验，因此未来此领域必须倚靠IT与系统整合两方业者合作，方能打造出最适化系统。