物聯網技術在新冠肺炎防控中的應用研究

郭進元

（包頭職業技術學院，內蒙古 包頭 014035）

1 物聯網簡介

物聯網的網絡架構主要包括感知層、網絡層和應用層。（1）感知層，是物聯網網絡架構的基礎，主要包括數據采集子層（二維碼標簽、識讀器、攝像頭等）和傳感器網絡組網（低速與中高速近距離傳輸技術、自組織技術、傳感器中間件技術等）[1]。（2）網絡層，主要解決感知層所獲取的長距離數據通信問題，主要依托現有的各種通信網絡，如互聯網、無線網、移動通信網等[2]。（3）應用層，是物聯網和用戶的接口，主要解決信息處理和人機界面的交互問題。物聯網的感知層、網絡層和應用層都具有自身的關鍵技術，其中，感知層的關鍵技術是感知技術和自動識別技術，網絡層的關鍵技術是互聯網技術和無線傳輸網絡技術，應用層的關鍵技術是數據處理技術、數據融合技術、云計算技術等。

2 物聯網技術在新冠肺炎防控中的主要應用

新冠肺炎為新型冠狀病毒肺炎（Corona Virus Disease 2019，COVID 19）的簡稱。2020年3月11日，世界衛生組織將新冠肺炎稱為全球的大流行病（Pandemic）。物聯網技術具有全面標識感知、可靠通信傳輸、高度智能控制3個顯著特征，有利于將其應用于新冠肺炎防控工作的很多環節。

2.1 智能體溫監測

在新冠肺炎防控期間，體溫測量是預判、識別新冠肺炎患者的重要指標。為了實現對體溫異常人員的有效防控，在2020年1月月底，我國陸續在各省市學校、辦公樓、公園、商場、車站與機場出入口等重要位置安排了專門的體溫測量人員，并安裝了紅外熱成像測溫設備，以感知、采集出入公共場所的人的體溫情況，實現對新冠肺炎可疑患者的實時監測和報警。

就技術層面而言，紅外熱成像測溫設備的位置非常固定，并且只能監測人員當時的體溫情況，無法對人員后續的體溫進行跟蹤和測量。為了實現對人員體溫的可持續監測，實現對新冠肺炎的有效防控，可以在紅外體溫檢測儀測量的基礎上，采用可穿戴體溫監測設備實現人員長時間體溫監測和體溫監測數據及時上報功能。舉例：學生復學第一日，學校采用紅外體溫檢測儀對入校學校進行體溫排查后，再安排專職人員給入校學生每人發放一個智能測溫手環，并要求學生在校期間一直佩戴。該智能測溫手環內置無線網絡芯片和藍牙傳輸芯片，校領導和教師可以通過智能手機、平板電腦和計算機設備全面監控學生的體溫情況。智能測溫手環不僅可以與智能手機、平板電腦相連，還可以借助云計算技術將采集的信息通過云端存儲和分析，并與本地醫院的新冠肺炎監控系統和病例系統相連。學生在校期間，一旦體溫出現異常，校領導和教師的智能手機、平板電腦和計算機設備就會發出報警，并準確定位學生相關信息。

2.2 復學、復工人員溯源

新冠狀肺炎患者溯源，是在新冠狀肺炎患者跨區域移動的各個環節中，對其移動軌跡及相關信息進行順向追蹤或者逆向回溯，使新冠狀肺炎患者的整個移動軌跡始終處于有效的監控之下。目前，我國新冠肺炎疫情已經得到了有效控制，很多學校與企業開始陸續復學與復工。然而，“有效控制”并非代表“完全控制”。復學、復工人員在飛機、高鐵、公交、出租車等多種交通工具之間切換，在家、商場、公園、學校、公司多種場所之間切換。在此情況下，如何有效地對復學、復工人員進行跟蹤和追溯，已經成為各省市新冠肺炎防控部門共同面對的問題。應用物聯網技術，可以設計新冠肺炎患者溯源系統。該系統按照物聯網典型的感知層、網絡層和應用層3層網絡結構設計。（1）感知層方面，可以通過視頻監控、傳感器、二維碼、IC卡等智識別方式，對復學、復工人員的身份、移動軌跡、患病情況等進行采集，同時，接收上層網絡傳輸的控制信息，完成相應的操作。（2）網絡層方面，由移動通信網、互聯網等組成，負責傳輸和處理感知層獲取的信息。（3）應用層方面，工作人員借助手機端、PC端實現對復學、復工人員信息的查詢、分析和匯總等功能[3]。目前，我國已普遍采用復學碼對復學人員進行溯源，采用健康碼對復工人員進行溯源。復學碼和健康碼都以個人真實數據為基礎，由復學、復工人員通過自行網上申報，經后臺審核后生成一種二維碼。

2.3 農村防疫知識宣傳

當前，在我國一些農村，尤其是偏遠山區的農村，信息相對閉塞，新冠狀肺炎防控知識的宣傳頻次和密度比較低。為了讓廣大農村居民及時了解、正確掌握新冠肺炎防控知識，可以借助物聯網技術建設新型的新冠肺炎防控知識宣傳系統。

目前，中國移動、中國電信和中國聯通都已經相繼在我國很多鄉村安裝了防疫大喇叭。與農村傳統大喇叭廣播相比，三大通信服務商建立的大喇叭以各自的4G，5G通信網絡為核心，以智能音柱、IP話筒、收擴機、高音喇叭等為智能終端，集合各自的大數據平臺、應急廣播平臺，能夠實現遠程播報、分權與分域管理、播報內容可控等功能[4]。三大通信服務商在廣大農村建立的大喇叭是物聯網技術在信息傳播方面的典型應用，能有效解決農村傳統大喇叭通知不及時、通知頻次不高、通知密度不大等問題。在新冠肺炎疫情期間，大喇叭帶來的良好宣傳效果確保了新冠肺炎防控工作的順利開展。

2.4 隔離管控

新冠肺炎具有很強的傳染性，因此，需要高度重視對隔離人員的管控工作。在目前的隔離人員管理過程中，一線防疫工作人員與隔離人員的頻繁接觸、隔離人員的私自外出等行為仍然存在很大的安全隱患。為了減少一線防疫工作人員與隔離人員的接觸次數，發現與管控隔離人員的私自外出行為，可以以物聯網技術，以智能門磁、電子封條等設備為載體，實現對隔離人員家門開關狀態的精準監控[5]。一旦隔離人員私自外出，智能門磁后臺會立即生成警告，并及時推送至一線防疫工作人員的計算機、平板電腦或手機中，從而實現對隔離人員的有效管控。當隔離人員隔離期滿后，智能門磁會自動撤防。智能門磁利用傳感器精準監控隔離人員的家門開關狀態，無須額外部署網管和施工，成本低、適用范圍廣、適用便捷，能大大提升一線防疫工作人員的工作效率。

3 結語

研究表明，面對新冠肺炎發展的嚴峻形勢，將物聯網技術應用在新冠肺炎的防控工作中，能夠在很大程度上對新冠肺炎患者進行監控與檢測，從而確保發現新冠肺炎患者時，相關人員能在第一時間進行防控，保障周圍人民群眾的安全。目前，我國境內新冠肺炎疫情雖然得到了明顯的緩解，但境外新冠肺炎防控形勢依然非常嚴峻。為了確保廣大人民群眾的健康，我國醫學專家學者和物理網專家學者應當加強合作，持續開展物聯網技術在新冠肺炎防控中的應用研究。