基于学校流动人群的体温快速感知系统开发与应用

赵江华，韩发焰，王家陈

（云南经济管理学院，云南·昆明 650106）

关键字：小微智能测温传感器；智能感温手机壳；智能化测温系统

一、引言

随着，新型冠状病毒疫情的爆发和延续，给人们的日常生活、工作与出行带来诸多不便。为防止疫情扩散，学校、企业、商场、机场、高铁等公共场所的进出必须进行人体测温。目前，主要采用人工、近距离、手持红外测温仪对进出人员进行人体面部测温。这种测温方式存在两个弊端，一是近距离测温增加了病毒感染的风险；二是人工测温与数据记录需要花费一定时间，使得出行人员排长队等候测量的拥堵状况。特别是在大型场所的进出口，人工近距离测温方式的缺点尤为明显。

目前，手机已从通信工具发展成为多功能、多用途的生活助手。据科学调查显示，人均每天持握手机的次数180次以上，持机时间约2h。小微智能温度传感器芯片具有测温准确、快速、功耗低及造价成本低的特点，并支持Lot、RFID等通信传输方式。因此，可在手机壳的外部嵌入一块小微智能温度传感器芯片，便能实时掌握和存储行人每天的体温。管理部门只需配置一套通信网关，便能低成本、高效率地实现流动人员体温数据的采集、快储及分析。从而解决目前人工近距离测温存在的弊端，减少测温人员感染病毒的风险。具有较高的实用价值和巨大商业前景，适宜在重要领域和大型场所进出口进行大规模推广应用。

二、研究现状和发展动态

人体内部的温度称体温。恒定的体温是保证新陈代谢和生命活动正常进行的必要条件，体温是物质代谢转化为热能的产物。正常人的体温是相对恒定的，它通过大脑和丘脑下部的体温调节中枢，调节和神经体液的作用，使产热和散热保持动态平衡。在正常生理状态下，体温升高时，机体通过减少产热和增加散热来维持体温相对恒定；反之，当体温下降时，则产热增加而散热减少，使体温维持在正常水平。

正常体温不是一个具体的温度点，而是一个温度范围。机体深部的体温较为恒定和均匀，称深部体温；而体表的温度受多种因素影响，变化和差异较大，称表层温度。临床上所指的体温是指平均深部温度。一般以口腔、直肠和腋窝的体温为代表，其中直肠体温最接近深部体温。正常值：口腔舌下温度为36.3～37.2℃，直肠温度36.5～37.7℃比口腔温度高（0.2～0.5℃），腋下温度36.0℃-37.0℃。正常体温的标准是根据多数人的数值，并非为个体的绝对数值。人体正常体温平均在36～37.2℃之间，超出37.2℃就是发热，37.3～38℃是低烧，38.1～40℃是高烧。

2019年底，新型冠状病毒疫情爆发以后，为做好新型冠状病毒肺炎疫情期间预防工作，需安排专人负责体温监测。被新型冠状病毒感染以后，会引起比较严重的发烧，人体体温会偏高，所以医学将体温测量列为防控举措。但目前测温人工手持测温仪近距离测温的方法有着许许多多的弊端：测量周期相对较长，而且需制定表格进行手工记录，效率及低，不便于管理和数据共享，一旦发现疑似病例时要消耗大量的人力、物力和时间进行排查和追踪。在有些条件不允许的地方，使得温度测量、数据保存和信息溯源变得难上加难。

然而，目前国内外对于大型场所、高密度流动人群的测温、体温数据存储和信息追溯等研究与应用，还停留在人工测量、手动记录等初级方式。对于爆发式、特殊时期的体温测量和数据管理没有相应的管理体系，目前未见相关研究。未来，随着智能传感技术、云计算和大数据的发展，对于大型场所密集人员人体体温或健康数据的采集与分析的研究将成为一种新的研究方向。可预测，本项目所开展的基于手机壳的智能感温芯片与管理系统将会有很大的商用价值和重大社会效益。

由于新冠病毒高传染性的特点没有改变，在全球现存几千万名患者的基础上，全球还在长期处于持续暴发的状态。而由于各国在不同阶段采取不同级别的防控措施，这又必然导致全球疫情会呈现各地轮动暴发的特点。现阶段欧洲发达国家进入明显的二次暴发阶段，但各国也多已经或计划重新收紧疫情防控措施，因此欧洲整体的疫情进展还要取决于各国的防控措施恢复情况，尤其是德国、意大利等与西班牙、法国等大西洋沿岸国家接壤的大国的防控措施。

另一方面，近期部分疫情处于稳定阶段的国家开始逐步放松疫情管控措施，这或许又会成为相应国家和地区二次暴发的隐患。

为防止疫情扩散，学校、企业、商场、机场、高铁等公共场所的进出必须进行人体测温。目前，主要采用人工、近距离、手持红外测温仪对进出人员进行人体面部测温。这种测温方式存在两个弊端，一是近距离测温增加了病毒感染的风险；二是人工测温与数据记录需要花费一定时间，使得出行人员排长队等候测量的拥堵状况。特别是在大型场所的进出口，人工近距离测温方式的缺点尤为明显。

三、研究方法

通过利用小微智能测温传感器制成智能化的手机壳，实现低成本、高效率、自动化的测温方法；研制一种以手机壳为载体的智能化人体温度感应装置，实现个人温度管理系统；构建一套用于大型场所流动人员进出的智能化测温系统，解决目前人工手持测温枪近距离测温方式存在的弊端，大大的减少了医护人员的日常工作量，也在很大程度上减少了人员接触和聚集的机会，通过实时数据的采集和上传使得防疫工作更具高效性和针对性，通过实时的体温数据上传，让被测人员的体温数据更具有真实性和准确性，实现大流量、高密集人群的动态体温数据提取于智能分析。因为小微智能温度传感器芯片具有测温准确、快速、功耗低及造价成本低的特点，而且支持Lot、RFID等通信传输方式，所以可在手机壳的外部嵌入一块小微智能温度传感器芯片，便能实时掌握和存储行人每天的体温。管理部门只需配置一套通信网关，便能低成本、高效率地实现流动人员体温数据的采集、快储及分析。从而解决目前人工近距离测温存在的弊端，减少测温人员感染病毒的风险。具有较高的实用价值和巨大商业前景，适宜在重要领域和大型场所进出口进行大规模推广应用。

技术路线：

模型图：

以理论研究+装置研发+技术应用+商业推广为主线。以专业理论知识为基础，已解决实际工程和生活难点技术问题为研究背景，通过专利编写、系统设计、装置发和智能手机壳的制作等手段，完成智能感温手机壳设计与应用。

四、应用前景分析

设计和开发疫情下密集流动人群体温快速感知系统，可以解决目前人工近距离测温存在的弊端，减少测温人员感染病毒的风险，同时也大大地降低了防疫人员的日常工作量；通过实时性的监测和采集持有者的体温数据，使其与传统的“一次性测温”相比更加具有动态性和真实性，依托互联网+信息平台开发了“疫情下密集流动人群体温快速感知系统”，实现了当前疫情下快速测温和体温长期跟踪存储需求、生产供应和销售的互联网+时代的网络共享和链接，为我国疫情防控、人员出行建设做出较大的贡献。具有较高实用价值和巨大商业前景，结合重要领域和大型场所进出口的疫情防控需求，挖掘其商业用途与市场价值。

综上所述，现如今新冠疫情形势不断严峻，疫情防控复杂严峻，减少人员之间的相互接触和聚集必然是管控疫情的重中之重，设计和开发疫情下密集流动人群体温快速感知系统，通过实验测试和结合当前疫情发展情况可以得到以下结论：

1、首次提出及利用小微智能测温传感器制成智能化的手机壳，实现低成本、高效率、自动化的测温方法；

2、研制处来一种以手机壳为载体的智能化人体温度感应装置，实现个人温度管理系统；

3、构建一套用于大型场所流动人员进出的智能化测温系统，解决目前人工手持测温枪近距离测温方式存在的弊端，实现大流量、高密集人群的动态体温数据提取于智能分析。