劉凱文 金林華 樓超 董健 王歡

【摘 要】針對新冠肺炎的主要臨床表現(xiàn)癥狀，可以通過體溫監(jiān)測對人群中的潛在感染者進行監(jiān)測識別。因此，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計實現(xiàn)了校園大學(xué)生體溫?zé)o線監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)利用非接觸式溫度傳感器，將人群中的高危人群信息通過無線網(wǎng)絡(luò)通知到系統(tǒng)，再由系統(tǒng)進行活動軌跡分析從而實現(xiàn)全程監(jiān)控。

【關(guān)鍵詞】體溫檢測;物聯(lián)網(wǎng);監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng);無線傳輸

引言

針對新冠肺炎的主要臨床表現(xiàn)癥狀，基于物聯(lián)網(wǎng)模式設(shè)計開發(fā)了一套體溫?zé)o線監(jiān)測系統(tǒng)，使用溫度傳感器采集溫度數(shù)據(jù)或者將該設(shè)備通過藍(lán)牙與校園閘機連接來測量學(xué)生體溫，然后利用無線網(wǎng)絡(luò)將學(xué)生信息發(fā)送到云服務(wù)器，使得校園管理人員和學(xué)生可通過客戶端跟蹤學(xué)生的活動軌跡及其他信息[1]。當(dāng)檢測到異常溫度時，系統(tǒng)和客戶端會立即發(fā)出警報，通知學(xué)校疫情防控人員快速做出防疫響應(yīng)[2]。

1.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

校園管理一部出入口包括校門、樓宇出入口、活動場所出入口及廣場出入口等。監(jiān)控好出入口可以管控流動人員的活動軌跡，對學(xué)校防疫提供有價值的信息。校園一般采用校園卡等身份識別系統(tǒng)管控，因此可以和校園卡系統(tǒng)對接獲得學(xué)校人員信息，

人員通過校園卡設(shè)置的權(quán)限可以在限定的出入口進出，并由出入口記錄出入信息，包括身份信息、出入時間、體溫狀況及是否預(yù)警。由于出入口設(shè)有人臉識別身份鑒別系統(tǒng)，因此可以防止非學(xué)生本人持卡通過的異常情況，保證人證合一。系統(tǒng)在校園已有的傳統(tǒng)門禁和閘機系統(tǒng)上增加了控制系統(tǒng)、人臉識別系統(tǒng)、溫度檢測系統(tǒng)以及防疫預(yù)警程序。為便于移動防疫，系統(tǒng)數(shù)據(jù)可通過移動基站上報到系統(tǒng)服務(wù)器，而防疫終端可采用普通臺式電腦或移動終端滿足防疫人員的流動防疫和戶外防疫的需求[3]。

校園一般覆蓋有運營商基站，通過4G/5G信號可以穩(wěn)定地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)服務(wù)器、移動防疫終端及終端電腦。系統(tǒng)服務(wù)器上部署了整個系統(tǒng)的核心，通過校園GIS可以方便地分析人員的軌跡以及

系統(tǒng)是以利舊為主并建立在移動網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上的復(fù)合系統(tǒng)，既包括前端的門禁/閘機體溫檢測系統(tǒng)，又包含后端的防疫指揮、疫情大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，保證了指揮調(diào)度人員的需求，同時可滿足現(xiàn)場防疫一線人員的使用需求。

2.主要軟件系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)平臺在設(shè)計上充分考慮防疫預(yù)案的要求，進行了靈活部署和應(yīng)用整合。系統(tǒng)采用典型的微服務(wù)分布式架構(gòu)，云端部署，支持高并發(fā)、高流量訪問。在互聯(lián)網(wǎng)出口部署中心訪問節(jié)點和全域流量負(fù)載均衡，通過應(yīng)用防火墻進行Web安全防護，通過中心均衡系統(tǒng)進行負(fù)載均衡，通過網(wǎng)關(guān)進行負(fù)載分類、流量控制以及訪問控制，通過負(fù)載內(nèi)存數(shù)據(jù)庫和高性能數(shù)據(jù)庫提升訪問性能。

圖3中左側(cè)是需要對接的外部系統(tǒng)，右側(cè)是信息安全部分。由于數(shù)據(jù)在運營商的無線網(wǎng)絡(luò)中傳輸，因此需要考慮數(shù)據(jù)的安全性問題。從下到上分為3個層次，分別是測溫監(jiān)控數(shù)據(jù)采集層、測溫監(jiān)控數(shù)據(jù)分析層和測溫監(jiān)控指揮層。從左到右分為3個子系統(tǒng)，分別是外部對接子系統(tǒng)、核心業(yè)務(wù)子系統(tǒng)和防疫數(shù)據(jù)安全子系統(tǒng)。

測溫監(jiān)控數(shù)據(jù)采集層由通信模塊獲取來自無線網(wǎng)絡(luò)中的刷卡、體溫檢測和人臉識別終端數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)通過體溫檢測模塊分析和人臉識別模塊分析，最終匯聚產(chǎn)生基礎(chǔ)信息，如姓名、編號、單位、本人手機、聯(lián)系人手機、出入定位點、時間、溫度及狀態(tài)等信息，可對接其他外部基礎(chǔ)系統(tǒng)以獲取更多信息，如學(xué)生管理系統(tǒng)、教師管理系統(tǒng)、教務(wù)管理系統(tǒng)以及車輛管理系統(tǒng)等[7]。

測溫監(jiān)控數(shù)據(jù)分析層可以與外部GIS系統(tǒng)對接，獲取出入口的定位信息，進而分析人員的活動軌跡和人群流動。分析結(jié)果結(jié)合大數(shù)據(jù)可以對體溫進行預(yù)測，針對個體可以進行防疫預(yù)警，將預(yù)警信息通知給附近的現(xiàn)場防疫人員，針對群體可以對預(yù)測結(jié)果進行預(yù)警，通知到上層指揮系統(tǒng)。

測溫監(jiān)控指揮層由防疫指揮模塊與外部調(diào)度系統(tǒng)對接，以調(diào)度人員、車輛及醫(yī)療資源等。通過電子地圖、防疫大數(shù)據(jù)以及防疫沙盤，可以在電子大屏上模擬和指揮預(yù)案，輔助防疫領(lǐng)導(dǎo)小組開展工作[8]。

3.結(jié)語

設(shè)計的系統(tǒng)將非接觸式電子溫度傳感器集成在已有的門禁/閘機系統(tǒng)上，不增加過多的防疫成本，可以防止患者在不知情的情況下到處移動導(dǎo)致人群交叉感染;可避免紅外溫度計使用不規(guī)范造成無法實時聯(lián)網(wǎng)而導(dǎo)致防疫一線與防疫指揮脫節(jié)的問題。由于測溫過程沒有人為干擾因素，因此設(shè)計的系統(tǒng)可在一定程度上消除受試者因反感或緊張導(dǎo)致讀數(shù)不準(zhǔn)確而引起的防疫效率不高的問題。防疫人員能夠通過移動網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器實時監(jiān)測受試人群的體溫狀況，并獲得連續(xù)的體溫變化群體大數(shù)據(jù)，從而對疫情進行管理、預(yù)警及指揮。此外，系統(tǒng)通過無線傳輸可以實現(xiàn)一套系統(tǒng)監(jiān)測多個區(qū)域人群體溫狀況，減少了交叉感染的風(fēng)險，降低了防疫人員的工作強度，提升了工作效率。

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作者簡介：

劉凱文，1994年08月，男，漢，江蘇金壇，本科，助教，研究方向：大學(xué)生思想政治。

（作者單位：江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院）