基于5G、紅外熱成像技術實現無接觸體溫探測的解決方案

摘要：2019年底，武漢首次發現首例新型冠狀病毒，2020年，國務院辦公廳27日發布關于延長2020年春節假期的通知，各省市紛紛跟進。隨著武漢新型冠狀病毒的蔓延和升溫，全國各地在春節假期結束后的返鄉潮中將面臨巨大壓力，亟需在公共場所等人員密集區域部署相關體溫監測措施。

關鍵詞：紅外熱成像;體溫測試;無接觸

中圖分類號：TN215? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ?文章編號：1007-9416（2020）04-0000-00

1 5G無接觸體溫探測研究的必要性

伴隨著春運人群的流動性，除湖北外各省份均有確診病例，國務院號召延期復工，截至2月14日，筆者所在的一線城市仍有絕大多數企業采用遠程辦公的方式進行復工。目前新冠肺炎已對房地產、線下零售、建筑、交通、教育、金融等行業產生了較大影響，筆者預計對2020年一季度經濟將產生程度較大的影響。然而疫情雖然兇猛，社會運轉卻不能停止，就長遠來看，全面復工勢在必行，如何實現抗疫和生產兩不誤，對疫情的控制顯得尤為重要。因此，筆者提出基于5G的紅外熱成像技術實現無接觸體溫探測的解決方案（下文稱紅外測溫技術），對我國疫情控制有幾點重要意義[1]：

（1）可滿足高速路、高鐵站、地鐵站、汽車站等交通樞紐對大流量人群進行體溫探測，識別發燒人群，勸返或隔離可能攜帶病毒的患者，并通過5G技術實時反饋至相關政府單位、疾控中心等;

（2）可滿足各商業寫字樓、工業園區、城中村、醫院等人群密集區域的可疑案例識別，精準進行可疑患者隔離，為各類企業復工進行第一層防護;

（3）使用紅外測溫技術有別于傳統的額溫儀測溫，可實現無接觸體溫探測，減少人為的接觸，有效降低病毒傳染的途徑，為政府執法人員、企業行政人員和物業人員提供了安全保障。

2 5G紅外測溫的實現方案

智能型紅外人體體溫監測系統可在人流密集的公共場所進行大面積監測篩查，快速找出并追蹤體溫較高的人員，從而快速排查新冠肺炎、SARS、寨卡、埃博拉等疾病引起的人體發熱癥狀，提前發現，減少交叉感染。

本方案使用一臺紅外熱成像攝像儀、一臺黑體輻射源，通過 5G 網絡，將現場溫度數據、圖像數據、告警信息等實時回傳至指揮中心的人臉識別系統及智能體溫檢測平臺，實現溫度超標人員標記+自動抓拍識別，進行體溫異常人員的聯動預警、數據統計、疫情分析報告，異常預警信息實時下發或上報監控中心，便于大型多設備場所統一管理與聯動。

5G 網絡大帶寬的特性非常適合此類數據量大的傳輸場景，它低時延的特性能夠對告警做出即時的響應，避免因時延問題而導致告警遲滯，造成影響。且 5G 網絡不像固網一樣，受到場地限制，部署復雜，最適用于緊急事件保障場景的快速部署。方案圖解如圖1：

2.1 紅外熱成像設備

紅外熱成像設備是利用探測器和被測對象之間輻射交換測量人體溫度的攝像儀器，與傳統的接觸式測體溫相比較，紅外體溫計有著天然的優勢，響應快、便捷、不與被測對象相接觸、不發生交叉感染、可用于動態檢測等[1]。由于測量時響應快，測量過程不與被測對象接觸，避免交叉感染的風險，一般用于機場、車站、碼頭等口岸的快速動態體溫測量，但由于易受外界環境因素的影響，其準確度不高，在（35.0～42）°C范圍內，最大允許誤差是±0.3°C，紅外篩檢儀在警示點溫度的最大允許誤差是±0.4°C。以筆者調研的諸如?？怠⒋笕A等設備廠商來看，目前國內市場上紅外攝像頭型號很多，基本都符合測溫要求，本方案采用某廠商設備進行研究，詳見圖2。

2.2 黑體輻射源

紅外體溫計的檢測目前依據JJF H07 - 2003 《測量人體溫度的紅外溫度計》[4]校準規范，采用黑體輻射源作為計量標準器具，黑體輻射源的空腔有效發射率應大于等于0.997。[3]本文研究的熱成像人體測溫系統以黑體作為測溫的基準溫度源。黑體安裝在攝像機的視野里，后者對黑體進行溫度測量，并以此為基準實時進行測溫校正，以達到人體測溫高精度±0.3℃的要求。

熱成像攝像機是依據物體輻射的能量來測量溫度的設備。根據輻射理論，任何物 體只要不處于絕對零度（-273.15 ℃），那么在其他任意溫度下都存在熱輻射。處于熱平衡狀態的黑體在半球方向的單色輻射出射度是波長和溫度的函數。

根據筆者調研，上述紅外攝像設備廠商均有配套黑體設備供應，如下：

2.3 本方案相關影響因素

2.3.1 環境因素

由于本方案采用非接觸紅外測溫，因此會受到現場溫度影響。在使用過程中要求不能有高溫物體，同時保證沒有太陽光及紅外反光直射，以免影響結果的準確性。建議布置于室內環境，對于室外測溫需求，要求搭建簡易帳篷，用于遮擋直射光和強風[2]。

2.3.2 測溫距離

在固定測溫處做蛇形引導帶，引導測溫者站到正確位置。本方案選取設備測溫距離在1-10米，建議現場做好距離管控，測量人員不可過近或過遠[2]。

3 結論

盡管傳統的接觸式測體溫法準確度最高，是目前公認的最好的確診方法。但使用紅外技術的測溫方式將逐漸成為大趨勢，特別是使用在出入境口岸、高速路、交通樞紐車站等公共場所對發燒人群進行快速篩查。本研究可用于新冠肺炎期間進行無接觸體溫測試，避免病毒帶來的交叉感染，為企業復工提供有效保障。

參考文獻

[1] 羅小金.人體體溫測量設備綜述[J].計量與測試技術，2019，46（1）：55-56.

[2]洪海蘭，陳海燕.紅外熱像儀測量體溫的影響因素及對策[J].上海護理，2003，3（4）：30.

[3]原遵東.黑體輻射源發射率對輻射測溫準確度的影響及修正方法[J].計量學報，2007，28（z1）：19-22.

[4]JJF1107-2003《測量人體溫度的紅外溫度計校準規范》[Z].2003.

收稿日期：2020-03-01

作者簡介：盛業斐（1999—），男，江蘇海門人，本科，研究方向：現代通信與計算機科學技術。

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