基于5G、红外热成像技术实现无接触体温探测的解决方案

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　　摘要：2019年底，武汉首次发现首例新型冠状病毒，2020年，国务院办公厅27日发布关于延长2020年春节假期的通知，各省市纷纷跟进。随着武汉新型冠状病毒的蔓延和升温，全国各地在春节假期结束后的返乡潮中将面临巨大压力，亟需在公共场所等人员密集区域部署相关体温监测措施。
　　关键词：红外热成像;体温测试;无接触
　　中图分类号：TN215    文献标识码：A         文章编号：1007-9416（2020）04-0000-00
　　1 5G无接触体温探测研究的必要性
　　 伴随着春运人群的流动性，除湖北外各省份均有确诊病例，国务院号召延期复工，截至2月14日，笔者所在的一线城市仍有绝大多数企业采用远程办公的方式进行复工。目前新冠肺炎已对房地产、线下零售、建筑、交通、教育、金融等行业产生了较大影响，笔者预计对2020年一季度经济将产生程度较大的影响。然而疫情虽然凶猛，社会运转却不能停止，就长远来看，全面复工势在必行，如何实现抗疫和生产两不误，对疫情的控制显得尤为重要。因此，笔者提出基于5G的红外热成像技术实现无接触体温探测的解决方案（下文称红外测温技术），对我国疫情控制有几点重要意义[1]：
　　 （1）可满足高速路、高铁站、地铁站、汽车站等交通枢纽对大流量人群进行体温探测，识别发烧人群，劝返或隔离可能携带病毒的患者，并通过5G技术实时反馈至相关政府单位、疾控中心等;
　　 （2）可满足各商业写字楼、工业园区、城中村、医院等人群密集区域的可疑案例识别，精准进行可疑患者隔离，为各类企业复工进行第一层防护;
　　 （3）使用红外测温技术有别于传统的额温仪测温，可实现无接触体温探测，减少人为的接触，有效降低病毒传染的途径，为政府执法人员、企业行政人员和物业人员提供了安全保障。
　　
　　2 5G红外测温的实现方案
　　 智能型红外人体体温监测系统可在人流密集的公共场所进行大面积监测筛查，快速找出并追踪体温较高的人员，从而快速排查新冠肺炎、SARS、寨卡、埃博拉等疾病引起的人体发热症状，提前发现，减少交叉感染。
　　 本方案使用一台红外热成像摄像仪、一台黑体辐射源，通过 5G 网络，将现场温度数据、图像数据、告警信息等实时回传至指挥中心的人脸识别系统及智能体温检测平台，实现温度超标人员标记+自动抓拍识别，进行体温异常人员的联動预警、数据统计、疫情分析报告，异常预警信息实时下发或上报监控中心，便于大型多设备场所统一管理与联动。
　　 5G 网络大带宽的特性非常适合此类数据量大的传输场景，它低时延的特性能够对告警做出即时的响应，避免因时延问题而导致告警迟滞，造成影响。且 5G 网络不像固网一样，受到场地限制，部署复杂，最适用于紧急事件保障场景的快速部署。方案图解如图1：
　　2.1 红外热成像设备
　　 红外热成像设备是利用探测器和被测对象之间辐射交换测量人体温度的摄像仪器，与传统的接触式测体温相比较，红外体温计有着天然的优势，响应快、便捷、不与被测对象相接触、不发生交叉感染、可用于动态检测等[1]。由于测量时响应快，测量过程不与被测对象接触，避免交叉感染的风险，一般用于机场、车站、码头等口岸的快速动态体温测量，但由于易受外界环境因素的影响，其准确度不高，在（35.0～42）°C范围内，最大允许误差是±0.3°C，红外筛检仪在警示点温度的最大允许误差是±0.4°C。以笔者调研的诸如海康、大华等设备厂商来看，目前国内市场上红外摄像头型号很多，基本都符合测温要求，本方案采用某厂商设备进行研究，详见图2。
　　2.2 黑体辐射源
　　 红外体温计的检测目前依据JJF H07 - 2003 《测量人体温度的红外温度计》[4]校准规范，采用黑体辐射源作为计量标准器具，黑体辐射源的空腔有效发射率应大于等于0.997。[3]本文研究的热成像人体测温系统以黑体作为测温的基准温度源。黑体安装在摄像机的视野里，后者对黑体进行温度测量，并以此为基准实时进行测温校正，以达到人体测温高精度±0.3℃的要求。
　　 热成像摄像机是依据物体辐射的能量来测量温度的设备。根据辐射理论，任何物 体只要不处于绝对零度（-273.15 ℃），那么在其他任意温度下都存在热辐射。处于热平衡状态的黑体在半球方向的单色辐射出射度是波长和温度的函数。
　　 根据笔者调研，上述红外摄像设备厂商均有配套黑体设备供应，如下：
　　2.3 本方案相关影响因素
　　2.3.1 环境因素
　　 由于本方案采用非接触红外测温，因此会受到现场温度影响。在使用过程中要求不能有高温物体，同时保证没有太阳光及红外反光直射，以免影响结果的准确性。建议布置于室内环境，对于室外测温需求，要求搭建简易帐篷，用于遮挡直射光和强风[2]。
　　2.3.2 测温距离
　　 在固定测温处做蛇形引导带，引导测温者站到正确位置。本方案选取设备测温距离在1-10米，建议现场做好距离管控，测量人员不可过近或过远[2]。
　　3 结论
　　 尽管传统的接触式测体温法准确度最高，是目前公认的最好的确诊方法。但使用红外技术的测温方式将逐渐成为大趋势，特别是使用在出入境口岸、高速路、交通枢纽车站等公共场所对发烧人群进行快速筛查。本研究可用于新冠肺炎期间进行无接触体温测试，避免病毒带来的交叉感染，为企业复工提供有效保障。
　　参考文献
　　[1] 罗小金.人体体温测量设备综述[J].计量与测试技术，2019，46（1）：55-56.
　　[2]洪海兰，陈海燕.红外热像仪测量体温的影响因素及对策[J].上海护理，2003，3（4）：30. 　　[3]原遵東.黑体辐射源发射率对辐射测温准确度的影响及修正方法[J].计量学报，2007，28（z1）：19-22.
　　[4]JJF1107-2003《测量人体温度的红外温度计校准规范》[Z].2003.
　　收稿日期：2020-03-01
　　作者简介：盛业斐（1999—），男，江苏海门人，本科，研究方向：现代通信与计算机科学技术。
　　The Solution of Non-contact Body Temperature Detection Based on 5G and Infrared Thermal Imaging Technology
　　SHENG Ye-fei
　　（Nanjing University of Posts and Telecommunications，Nanjing Jiangsu 210023）
　　Abstract： At the end of 2019， Wuhan discovered the first new coronavirus for the first time. In 2020， the General Office of the State Council issued a notice on the extension of the 2020 Spring Festival holiday in various provinces and cities. With the spread and warming of the new coronavirus in Wuhan， all parts of the country will face tremendous pressure during the return tide after the Spring Festival holiday， and urgently need to deploy relevant body temperature monitoring measures in public places and densely populated areas.
　　Key words：infrared thermal imaging; body temperature test; non-contact
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