基于物聯網技術的施工場地工人健康監測系統設計與實現

易國鍵

摘 要：隨著我國的城市化速度加快，建筑工地逐年增加，對勞動力的需求增大，并常年保持在3000萬人以上的規模。建筑工地是安全事故高發的領域，事故發生的數量較大頻率較高。隨著國家經濟和科學技術的發展，黨和政府對保障建筑施工工人的人身安全越來越重視。本方案所提出的施工場地工人健康監測系統通過物聯網技術手段實時監測建筑工人的作業安全和人身安全。

關鍵詞： 物聯網；施工場地；健康監測

1.研究背景

在我國建筑施工安全管理的現有水平下，應加強建筑施工單位的安全監督管理力度，以政府監管為保障，以建筑施工意外傷害保險制度為制約，以建筑施工安全評價為依據，以提高建筑施工企業的安全管理水平為主要手段，扎扎實實地做好建筑施工的安全生產工作。

除了對工人加大宣傳安全意識和制定相應制度外，更重要的是需要采用先進的技術手段（物聯網技術）監測工人上班時身體特征指標是否正常，杜絕工人帶病上崗作業，從源頭可以保證工人的作業安全和人身安全。本項目所提出的施工場地工人健康監測系統在工人每天上班時監測工人的體溫、血壓和酒精濃度這三個基本體征是否正常，另外還可對工人作業時進行人員定位檢測，對危險作業進行視頻監控。項目的提出有助于監測工人帶病上崗，從而很大程度上避免安全事故，保障安全作業，對保證工人人身安全有著重大意義。

2. 國內外研究現狀

目前國內外還沒有相應的同類產品應用于建筑工地上，這是由于受醫學檢測設備和醫學知識專業性的約束，體檢需要到醫院在醫生的指導下進行專業的體檢。但是，隨著科學技術快速的發展，使得一些常規醫學指標（體溫、心率、血壓等）的檢測設備和檢測方法快速化、操作簡單化。如現在市場上出現的越來越多的智能穿戴設備，它們可以實時的監測穿戴者的心率、血壓、血氧和體溫。人體的體溫檢測有水銀溫度計、電子溫度計和紅外線體溫計；其中紅外線測溫儀利用紅外探測器將被測物體輻射的功率信號轉換成電信號，輻射功率與物體的溫度成正比。紅外測溫有著響應快、非接觸、使用安全及使用壽命長等優點，已廣泛應用于體溫測量。血壓檢測方法有水銀血壓測量儀、電子血壓儀（采用示波法）和光電血壓檢測儀，其中水銀血壓測量儀需一定專業技術聽舒張壓和收縮壓，操作較復雜；采用示波法的電子血壓儀操作簡單，可以快速測量血壓，精度高，廣泛應用于醫院和個人家庭；光電血壓檢測儀是基于光電脈搏傳感器測量基礎上用一定算法得到舒張壓和收縮壓，操作簡單快速，精度略低于示波法的電子血壓儀，現廣泛的應用于智能穿戴設備中。酒精濃度的測量主要是采用燃料電池型酒精傳感器，輔助一個進氣和出氣氣體控制裝置，可以實現酒精濃度的快速檢測，廣泛的應用于交警酒駕檢測中。

3.解決方案

施工場地工人健康監測系統主要由施工場地工人身體狀態測試儀和智能設備客戶端APP兩部分構成，如圖1所示。其中智能設備客戶端APP便于對各項數據的查看和人員定位；施工場地工人身體狀態測試儀是整套系統的服務器和數據庫中心，進行數據接收和處理功能、主要有體溫、血壓和酒精濃度檢測、人員位置查詢和圖像識別等功能。該系統主要是確保工地現場的工人在不帶病的狀態下參加工作，并實時監測工人位置，保證工人整個作業過程的人身安全。

系統采用IIS服務管理，SQL數據，基于VS開發施工場地工人健康監測系統管理軟件。對服務器、數據庫、各個監測硬件系統配置管理。使用時，首先將工人登記注冊和人員定位，登記注冊為實名制登記注冊，工人持手機微信掃描二維碼下載智能設備客戶端APP，安裝后則自助完成登記注冊。在注冊時允許讀取手機信號位置。便于能夠實時查詢工人的位置情況，另將全自動電子血壓模塊、紅外測溫模塊、酒精濃度檢測模塊和無線網絡高清攝像頭通過串口和網絡連接到電腦實現基本體征參數的監測和工人身份的核實。

4.系統功能

（1）人體血壓、溫度以及酒精濃度基本參數的檢測

①工人是否為高血壓，是工人能夠參與高強度工作的一個重要指標。為了保證工人安全的工作，禁止高血壓者參與類似工地施工等高強度工作。因此，在上崗進入工地時對每個工人進行血壓檢測，為了保證工人能夠及時的進入施工場地，血壓檢測應快速準確完成。

②發燒等生病狀態會影響工人的正常工作，緊張在這種狀態下進入施工現場，通過對工人的體溫進行檢測，可有效解決這類情況的發生。

③工人飲酒后參加工作對自身安全帶來極大的危害，禁止飲酒和醉酒狀態進入工作場地。本系統的酒精檢測模塊課可實現酒精濃度的快速測量。

（2）人員定位及相關信息查詢

當工人進入工作狀態，在工作區域內，通過手機等智能終端的GPS或者wifi功能，可實現工人的定時，并能夠在電腦應用軟件上實時查詢。通過PC機應用軟件查詢工人的基本信息及一定時間段內工人上班考勤信息和身體狀態信息。

（3）身份唯一性檢測

通過攝像頭對工人進行面部識別，核實身份，防止代工等現象。

5.總結

由于體溫、血壓和酒精濃度這三個參數檢測技術的快速發展，使得在戶外（建筑工地）能對該三參數進行快速準確檢測成為可能，這也是項目施工場地工人健康監測系統的關鍵技術，再加上物聯網的相關技術，開發相應的服務器和應用程序，即可實現該項目監測系統設計功能，對施工工人的體溫、血壓和酒精濃度進行監測，另外還可對工人作業時進行人員定位檢測，對危險作業進行視頻監控，絕對的拒絕工人帶病上崗作業，保證工人的作業安全和人身安全。■endprint