物联网技术在新冠肺炎防控中的应用研究

郭进元

（包头职业技术学院，内蒙古 包头 014035）

1 物联网简介

物联网的网络架构主要包括感知层、网络层和应用层。（1）感知层，是物联网网络架构的基础，主要包括数据采集子层（二维码标签、识读器、摄像头等）和传感器网络组网（低速与中高速近距离传输技术、自组织技术、传感器中间件技术等）[1]。（2）网络层，主要解决感知层所获取的长距离数据通信问题，主要依托现有的各种通信网络，如互联网、无线网、移动通信网等[2]。（3）应用层，是物联网和用户的接口，主要解决信息处理和人机界面的交互问题。物联网的感知层、网络层和应用层都具有自身的关键技术，其中，感知层的关键技术是感知技术和自动识别技术，网络层的关键技术是互联网技术和无线传输网络技术，应用层的关键技术是数据处理技术、数据融合技术、云计算技术等。

2 物联网技术在新冠肺炎防控中的主要应用

新冠肺炎为新型冠状病毒肺炎（Corona Virus Disease 2019，COVID 19）的简称。2020年3月11日，世界卫生组织将新冠肺炎称为全球的大流行病（Pandemic）。物联网技术具有全面标识感知、可靠通信传输、高度智能控制3个显著特征，有利于将其应用于新冠肺炎防控工作的很多环节。

2.1 智能体温监测

在新冠肺炎防控期间，体温测量是预判、识别新冠肺炎患者的重要指标。为了实现对体温异常人员的有效防控，在2020年1月月底，我国陆续在各省市学校、办公楼、公园、商场、车站与机场出入口等重要位置安排了专门的体温测量人员，并安装了红外热成像测温设备，以感知、采集出入公共场所的人的体温情况，实现对新冠肺炎可疑患者的实时监测和报警。

就技术层面而言，红外热成像测温设备的位置非常固定，并且只能监测人员当时的体温情况，无法对人员后续的体温进行跟踪和测量。为了实现对人员体温的可持续监测，实现对新冠肺炎的有效防控，可以在红外体温检测仪测量的基础上，采用可穿戴体温监测设备实现人员长时间体温监测和体温监测数据及时上报功能。举例：学生复学第一日，学校采用红外体温检测仪对入校学校进行体温排查后，再安排专职人员给入校学生每人发放一个智能测温手环，并要求学生在校期间一直佩戴。该智能测温手环内置无线网络芯片和蓝牙传输芯片，校领导和教师可以通过智能手机、平板电脑和计算机设备全面监控学生的体温情况。智能测温手环不仅可以与智能手机、平板电脑相连，还可以借助云计算技术将采集的信息通过云端存储和分析，并与本地医院的新冠肺炎监控系统和病例系统相连。学生在校期间，一旦体温出现异常，校领导和教师的智能手机、平板电脑和计算机设备就会发出报警，并准确定位学生相关信息。

2.2 复学、复工人员溯源

新冠状肺炎患者溯源，是在新冠状肺炎患者跨区域移动的各个环节中，对其移动轨迹及相关信息进行顺向追踪或者逆向回溯，使新冠状肺炎患者的整个移动轨迹始终处于有效的监控之下。目前，我国新冠肺炎疫情已经得到了有效控制，很多学校与企业开始陆续复学与复工。然而，“有效控制”并非代表“完全控制”。复学、复工人员在飞机、高铁、公交、出租车等多种交通工具之间切换，在家、商场、公园、学校、公司多种场所之间切换。在此情况下，如何有效地对复学、复工人员进行跟踪和追溯，已经成为各省市新冠肺炎防控部门共同面对的问题。应用物联网技术，可以设计新冠肺炎患者溯源系统。该系统按照物联网典型的感知层、网络层和应用层3层网络结构设计。（1）感知层方面，可以通过视频监控、传感器、二维码、IC卡等智识别方式，对复学、复工人员的身份、移动轨迹、患病情况等进行采集，同时，接收上层网络传输的控制信息，完成相应的操作。（2）网络层方面，由移动通信网、互联网等组成，负责传输和处理感知层获取的信息。（3）应用层方面，工作人员借助手机端、PC端实现对复学、复工人员信息的查询、分析和汇总等功能[3]。目前，我国已普遍采用复学码对复学人员进行溯源，采用健康码对复工人员进行溯源。复学码和健康码都以个人真实数据为基础，由复学、复工人员通过自行网上申报，经后台审核后生成一种二维码。

2.3 农村防疫知识宣传

当前，在我国一些农村，尤其是偏远山区的农村，信息相对闭塞，新冠状肺炎防控知识的宣传频次和密度比较低。为了让广大农村居民及时了解、正确掌握新冠肺炎防控知识，可以借助物联网技术建设新型的新冠肺炎防控知识宣传系统。

目前，中国移动、中国电信和中国联通都已经相继在我国很多乡村安装了防疫大喇叭。与农村传统大喇叭广播相比，三大通信服务商建立的大喇叭以各自的4G，5G通信网络为核心，以智能音柱、IP话筒、收扩机、高音喇叭等为智能终端，集合各自的大数据平台、应急广播平台，能够实现远程播报、分权与分域管理、播报内容可控等功能[4]。三大通信服务商在广大农村建立的大喇叭是物联网技术在信息传播方面的典型应用，能有效解决农村传统大喇叭通知不及时、通知频次不高、通知密度不大等问题。在新冠肺炎疫情期间，大喇叭带来的良好宣传效果确保了新冠肺炎防控工作的顺利开展。

2.4 隔离管控

新冠肺炎具有很强的传染性，因此，需要高度重视对隔离人员的管控工作。在目前的隔离人员管理过程中，一线防疫工作人员与隔离人员的频繁接触、隔离人员的私自外出等行为仍然存在很大的安全隐患。为了减少一线防疫工作人员与隔离人员的接触次数，发现与管控隔离人员的私自外出行为，可以以物联网技术，以智能门磁、电子封条等设备为载体，实现对隔离人员家门开关状态的精准监控[5]。一旦隔离人员私自外出，智能门磁后台会立即生成警告，并及时推送至一线防疫工作人员的计算机、平板电脑或手机中，从而实现对隔离人员的有效管控。当隔离人员隔离期满后，智能门磁会自动撤防。智能门磁利用传感器精准监控隔离人员的家门开关状态，无须额外部署网管和施工，成本低、适用范围广、适用便捷，能大大提升一线防疫工作人员的工作效率。

3 结语

研究表明，面对新冠肺炎发展的严峻形势，将物联网技术应用在新冠肺炎的防控工作中，能够在很大程度上对新冠肺炎患者进行监控与检测，从而确保发现新冠肺炎患者时，相关人员能在第一时间进行防控，保障周围人民群众的安全。目前，我国境内新冠肺炎疫情虽然得到了明显的缓解，但境外新冠肺炎防控形势依然非常严峻。为了确保广大人民群众的健康，我国医学专家学者和物理网专家学者应当加强合作，持续开展物联网技术在新冠肺炎防控中的应用研究。