感知層：利用可以隨時感知、測量、捕獲和傳遞信息的設備，實現對環境質量、汙染源、生態、輻射等環境因素的感知；
傳輸層：利用環保專網、運營商網絡，結合3G、衛星通訊等技術，將個人電子設備、政府信息系統中存儲的環境信息進行交互和共享，實現互聯互通；
智慧層：整合和分析海量跨地域環境信息，實現海量數據的存儲、實時處理、深度挖掘和模型分析；
服務層：建立面向對象的業務應用系統和信息服務門戶，為環境質量、汙染防治、生態保護、輻射管理等業務提供服務。
智慧環保整體框架示意圖
在實際工作中，“智慧環保”需要建立地理信息系統、環境數據中心、綜合辦公系統、環境監控系統、移動在依法系統、應急指揮系統、環境信息展示與決策系統等子系統，並且輻射到各個地區和層級，構建環境信息化管理和監管執法業務體系。
智慧環保是“數字環保”的延伸 ，更加強調感知層技術和智慧層技術的應用能夠實現實時、自動化的環境數據感知系統，對環境汙染源數據、大氣環境質量數據等進行實時的採集和監控，同時能夠通過強大的計算能力對大量環境保護監測數據進行智能分析，推動環境保護工作的智能化、自動化。
具體來說，主要涉及到數據採集硬件和數據中心軟件系統兩部分，數據採集硬件負責採集現場環境數據，可以採集的環境數據包括空氣溫溼度、土壤溫溼度、CO2濃度、光照強度、水溫、水中的氨氮、溶解氧濃度和pH值等，數據中心通過智能分析軟件系統對數據進行彙總分析、展現和報警，當環境數據超出系統設置的閾值時，系統會產生報警，通過聲光報警器、手機短信和彈出窗口等形式通知相關人員，同時啟動或者關閉相關設備調節現場環境指標。
江蘇無錫：全國智慧環保的領先者，2013年，國家環保部開展基於物聯網的“智慧環保”工程建設，“感知環境、智慧環保”無錫環境監控物聯網應用示範工程成功列為國家環保部環保物聯網應用示範項目、國家發改委物聯網示範項目、工信部物聯網專項資金支持重點項目。
“感知環境、智慧環保”無錫環境監控物聯網應用示範工程2015年3月正式啟動建設，總投資約3200萬元。這一示範工程基於“共性平臺+應用子集”的建設模式，從環保物聯網的感知互動層、網絡傳輸層、基礎支撐層、智慧應用層等層面開展研發建設，於2016年5月進入整體試運行階段。2016年10月，在環保物聯網高峰論壇上，“感知環境、智慧環保”無錫環境監控物聯網示範應用項目宣佈正式啟動運行。
山東濟寧：作為典型的煤炭資源型城市，山東省濟寧市近年來不斷探索治汙新途徑，2016年7月，濟寧市人民政府與山東中興簽訂了智慧環保戰略框架協議，同年9月，濟寧智慧環保平臺正式運行。
2017年，濟寧市政府與中興通訊、清華大學簽訂合作協議，投入各項資金2.4億元建立了濟寧市智慧環保綜合調度指揮中心，通過在線監測、在線監督、在線管理、在線指揮、在線統計應用“五大功能”，實現了對全市環境質量及汙染源排放情況的實時監控、溯源追蹤、精細管理和精準執法，搭建起“線上千里眼監控、線下網格員聯動”的環境監管新機制。
濟寧市智慧環保綜合調度指揮中心納入轄區所有汙染源，共接入水、氣、固廢監測點位1700多個，其中全市覆蓋每個鎮街的空氣自動監測站156個、空氣自動監測微站175個、PM10監測點984個。當在線監測數據超標時，系統自動區分小時值或日均值超標向不同的責任人發送告警短信，要求責任人在規定時間內反饋情況。
通過175個空氣微站監測數據，監管平臺每天推出異常數據分析日報，向各縣市區通報異常區域、定位、時段的情況，各縣市區根據分析日報定向定點開展調查，實現了汙染源精細管理和精準執法。
接入的10個行業部門視頻監控4574路，平臺監管員根據視頻，對照《濟寧市大氣汙染治理技術導則》，對港口、煤礦、建築工地等抑塵措施落實情況進行監管監督，當發現有違反導則的情況，立即向有關部門轉辦。
智慧環保平臺典型代表
我國的智慧環保產業發展主要經歷瞭如下幾個階段：
2015年7月，國務院辦公廳印發《生態環境監測網絡建設方案》，推進全國生態環境監測數據全國聯網和共享，開展監測大數據分析，實現環境監測事權的國家考核、國家監測，按照此方案要求，到2020年，我國將基本建成陸海統籌、天地一體、上下協同、信息共享的生態環境監測網絡，在這一頂層設計之下，環保部將全力推動各地監測事權上收。
2016年年初，環保部印發了《生態環境大數據建設總體方案》，提出未來五年內生態環境大數據建設要實現“生態環境綜合決策科學化、生態環境監管精準化、生態環境公共服務便民化”的目標，把全國省、市、縣所有相關的環境質量監測數據、汙染物排放數據、環境風險評估數據以及自然生態數據、環境執法監察數據等全部整合彙總，推進了大數據在生態文明建設中的地位和作用。這對各地生態環境大數據的建設和應用提出了明確要求，將促進智慧環保平臺的建設。
2016年9月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發了《關於省以下環保機構監測監察執法垂直管理制度改革試點工作的指導意見》，河北、山東等12個省納入試點範圍，根據《意見》要求，省級環保廳（局）黨組負責提名市級環保局局長、副局長，縣級環保局調整為市級環保局的派出分局，由市級環保局直接管理，領導班子成員由市級環保局任免。
試點省份將市縣兩級環保部門的環境監察職能上收，由省級環保部門統一行使，通過向市或跨市縣區域派駐等形式實施環境監察。現有市級環境監測機構調整為省級環保部門駐市環境監測機構，由省級環保部門直接管理，人員和工作經費由省級承擔，現有縣級環境監測機構主要職能調整為執法監測，隨縣級環保局一併上收到市級，由市級承擔人員和工作經費。
要求試點省份力爭在2017年6月底前完成試點工作，未納入試點的省份力爭在2018年6月底前完成省以下環境保護管理體制調整工作，確保“十三五”時期全面完成環保機構監測監察執法垂直管理制度改革任務，到2020年全國省以下環保部門按照新制度高效運行。新的行政管理體制往往涉及工作流程的轉變，需要更加智能化的信息化系統支撐，同時省級環保部門的財政決策權會進一步加強，有助於統一預算支出、減少重複建設，對信息化系統也提出了更高的要求。
目前“智慧環保”行業主要的市場參與者包括IT軟件服務商和環境監測和分析儀器廠商這兩大類，監測儀器的代表有聚光科技、雪迪龍、先河環保等，IT軟件服務商既包括大型軟件公司太極、東軟、中科軟，也有一些成長迅速的專業軟件商，如北京思路創新、中科宇圖、江蘇神彩等。大型軟件公司通常是承建省部級和國家級的智慧環保平臺部分子系統，比如東軟承建了環保部“互聯網+政務服務”平臺建設項目，對於地市級平臺，由於各地區的環保部門個性化需求較多，多由專業公司承建，其中部分公司已在新三板掛牌。
涉及智慧環保業務的部分上市及掛牌企業
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