王蘊(yùn)嶺 王楠 段學(xué)習(xí)

摘要：新型小區(qū)出入管理系統(tǒng)針對(duì)于新型冠狀病毒防控要求設(shè)計(jì)，可用于疫情期間出入小區(qū)人員的管理和監(jiān)控，能有效地降低管理工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度及感染風(fēng)險(xiǎn)。小區(qū)出入人員體溫?cái)?shù)據(jù)為本地區(qū)域疫情預(yù)警提供參考。

Abstract： The new community access management system is designed for the requirements of 2019-nCoV prevention and control. It can be used for the management and monitoring of personnel entering and exiting the community during the epidemic and can effectively reduce the labor intensity and infection risk of management staff. The temperature data of people entering and leaving the community can provide a reference for epidemic warning in the local area.

關(guān)鍵詞：小區(qū)出入管理系統(tǒng);新型冠狀病毒防控;非接觸體溫檢測(cè)

Key words： community access management system;2019-nCoV prevention and control;non-contact body temperature detection

中圖分類號(hào)：TP315? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）09-0007-03

0? 引言

基于新型冠狀病毒（2019-nCoV）感染的病毒性肺炎傳染性較強(qiáng)，其主要傳播途徑是經(jīng)飛沫、接觸、糞口和溶膠等近距離傳播。為打贏新型冠狀病毒防疫戰(zhàn)，中國(guó)國(guó)內(nèi)各疫區(qū)普遍采取封閉式管理，對(duì)出入小區(qū)人員逐一進(jìn)行檢測(cè)和管控。工作人員通過手持非接觸測(cè)量體溫計(jì)測(cè)量出入小區(qū)居民體溫，并對(duì)體溫異常者進(jìn)行記錄并逐級(jí)上報(bào)，確定采取相應(yīng)措施。人員的管控大多采用限制小區(qū)內(nèi)非工作需要居民外出次數(shù)的方法，盡可能減少人群的接觸與聚集。小區(qū)物業(yè)推出了各式各樣的出入卡作為小區(qū)出入憑證，記錄小區(qū)居民出入次數(shù)。當(dāng)前這種工作方式工作效率低、安全隱患大，小區(qū)居民所持出入卡可能成為新型冠狀病毒的感染源，擔(dān)任檢測(cè)任務(wù)的物業(yè)工作人員則成為了新型冠狀病毒感染高危人群。為此，課題組設(shè)計(jì)了小區(qū)出入管理系統(tǒng)用于小區(qū)居民出入小區(qū)自動(dòng)管理，實(shí)現(xiàn)小區(qū)進(jìn)出人員信息自動(dòng)錄入、體溫的非接觸檢測(cè)和出入次數(shù)限制，僅在非小區(qū)居民進(jìn)入或本小區(qū)居民體溫異常時(shí)警示物業(yè)人員進(jìn)行處理，提高工作效率，降低物業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度和感染風(fēng)險(xiǎn)。

1? 小區(qū)出入管理系統(tǒng)硬件組成

小區(qū)出入管理系統(tǒng)硬件由小區(qū)準(zhǔn)入裝置和小區(qū)準(zhǔn)出裝置兩部分構(gòu)成。小區(qū)準(zhǔn)入裝置和小區(qū)準(zhǔn)出裝置硬件結(jié)構(gòu)相同，可以互換。小區(qū)準(zhǔn)入裝置布局如圖1所示，由嵌入式系統(tǒng)模塊、由時(shí)鐘模塊、語音模塊、顯示模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、存儲(chǔ)模塊、電源模塊、遠(yuǎn)程控制接收模塊、行人準(zhǔn)入通道、車輛準(zhǔn)入通道和相對(duì)獨(dú)立的監(jiān)控?cái)z像模塊構(gòu)成。

嵌入式系統(tǒng)模塊微處理器采用ARM架構(gòu)的STM32F401單片機(jī)。時(shí)鐘模塊采用DS1302，用于記錄小區(qū)出入者的時(shí)間信息。語音模塊采用串口語音模塊用于語音提示小區(qū)出入人員操作流程。顯示模塊采用STM32F103單片機(jī)控制的WS2802陣列設(shè)計(jì)，用于小區(qū)出入人員及車輛的歡迎或拒絕的信息顯示。存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)用存儲(chǔ)卡存儲(chǔ)本地進(jìn)出小區(qū)的居民信息圖像資料，通過網(wǎng)絡(luò)模塊實(shí)現(xiàn)本地控制系統(tǒng)與上位機(jī)通信上傳進(jìn)出小區(qū)的居民信和圖像資料。遠(yuǎn)程控制接收模塊接收物業(yè)人員的遠(yuǎn)程遙控操作指令完成人工手動(dòng)控制功能。行人檢測(cè)采用熱釋電紅外傳感器檢測(cè)。車輛的檢測(cè)通過地磁線圈檢測(cè)。監(jiān)控模塊相對(duì)獨(dú)立，不受微處理器控制，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷監(jiān)控。

行人準(zhǔn)入通道由通道隔離墩、紅外人體檢測(cè)模塊、集成ID卡讀取模塊和非接觸體溫檢測(cè)模塊的身份讀取和體溫檢測(cè)組合模塊、攝像頭模組、單人準(zhǔn)入裝置組成。通道隔離墩完成車輛待入通道和行人待入通道的隔離。紅外人體模塊檢測(cè)待入通道內(nèi)是否有待入小區(qū)人員以確定是否啟動(dòng)集成ID卡讀取模塊和非接觸體溫檢測(cè)模塊的組合模塊開始檢測(cè)流程。ID卡讀取模塊用于獲取進(jìn)出小區(qū)人員的身份信息。小區(qū)物業(yè)為每個(gè)小區(qū)居民發(fā)放ID卡，ID卡內(nèi)部記錄了持有人的姓名、住址、身份證號(hào)等相關(guān)信息。為識(shí)別基于二維碼的電子身份證，可在組合模塊中增裝二維碼識(shí)讀模塊或身份證讀取模塊配合ID卡讀取模塊獲取出入人員信息。為減少間接感染，體溫檢測(cè)采用非接觸式體溫計(jì)作為檢測(cè)主要工具?？紤]到非接觸測(cè)量可能帶來的誤差，在檢測(cè)值異常時(shí)提示被檢測(cè)者再次進(jìn)行檢測(cè)，如果三次檢測(cè)值均不正常發(fā)出警示，從小區(qū)準(zhǔn)入通道的離開單向門離開通道等候物業(yè)工作人員介入處理?？紤]到小區(qū)居民出入可能會(huì)誤帶ID卡或電子身份證，采用攝像頭模組記錄小區(qū)出入者的影像信息。在疫情防控期間，出入小區(qū)人員均帶口罩出行，難以用圖像識(shí)別技術(shù)甄別小區(qū)出入者身份，因此，影像信息用來作參考信息。行人準(zhǔn)入裝置每次啟動(dòng)只允許一人通過。

車輛準(zhǔn)入通道由通道隔離墩、車輛檢測(cè)模塊、車牌號(hào)識(shí)別攝像頭模組、監(jiān)控?cái)z像頭模組、車輛準(zhǔn)入裝置、四路集成ID卡讀取模塊和非接觸體溫檢測(cè)模塊的身份讀取和體溫檢測(cè)組合模塊組成。車輛檢測(cè)模塊用于車輛檢測(cè)區(qū)是否有車輛存在以便啟動(dòng)車輛檢測(cè)流程。車牌號(hào)攝像頭模組用來識(shí)別待入車輛的車牌照號(hào)碼。安裝四路集成ID卡讀取模塊和非接觸體溫檢測(cè)模塊的身份讀取和體溫檢測(cè)組合模塊便于車內(nèi)乘客測(cè)量體溫、刷ID卡錄入身份信息，采用無紙化記錄信息，提高了工作效率，縮短了乘客等待時(shí)間降低了感染風(fēng)險(xiǎn)。監(jiān)控?cái)z像頭模組便于物業(yè)管理人員監(jiān)控車內(nèi)乘客進(jìn)行身份信息讀取和體溫檢測(cè)，避免車內(nèi)乘客漏刷、漏測(cè)形成防控漏洞。車輛準(zhǔn)入裝置每次動(dòng)一次放行一輛機(jī)動(dòng)車。

2? 小區(qū)出入管理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

小區(qū)出入管理系統(tǒng)上位機(jī)采用VB程序開發(fā)以SQL數(shù)據(jù)庫接收下位機(jī)小區(qū)出入裝置發(fā)送的小區(qū)出入者數(shù)據(jù)。小區(qū)出入裝置軟件基于MBED在線開發(fā)，在Keil uVision5環(huán)境下仿真調(diào)試。采用C與C++混合編程。小區(qū)準(zhǔn)出裝置與準(zhǔn)入裝置結(jié)構(gòu)相同，其功能可根據(jù)要求設(shè)定功能。

2.1 行人準(zhǔn)入通道控制

行人準(zhǔn)入通道控制流程如圖2所示。當(dāng)檢測(cè)到待入通道內(nèi)出現(xiàn)待入小區(qū)人員時(shí)，啟動(dòng)檢測(cè)流程語音提示待入者刷ID卡。ID卡讀取模塊獲取待入者ID卡信息后，根據(jù)信息判定待入者是否為本小區(qū)居民。對(duì)已確認(rèn)身份為小區(qū)居民的待入者攝像并繼續(xù)語音提示體溫測(cè)量。如果待入者體溫正常對(duì)待入者進(jìn)行攝像并啟動(dòng)單人準(zhǔn)入裝置放行;如果體溫異常則警示物業(yè)值班人員進(jìn)行后續(xù)處理。物業(yè)值班人員對(duì)于符合準(zhǔn)入條件的非小區(qū)居民登記后發(fā)放記錄身份信息的ID卡。

2.2 車輛準(zhǔn)入通道控制

在疫情防控時(shí)期，不僅要獲取待入小區(qū)車輛的車牌照以判定該車輛是否有進(jìn)入小區(qū)資格，還要對(duì)待入車輛乘車人的體溫檢測(cè)并記錄相關(guān)信息，對(duì)發(fā)熱人員按規(guī)定進(jìn)行處理。由于乘車人在車輛內(nèi)部，自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)難以逐人檢測(cè)排查。有些乘車人政治覺悟不高，拒絕或隱匿逃避接受檢測(cè)從而導(dǎo)致進(jìn)出小區(qū)人員的漏測(cè)漏記，為防控工作帶來安全隱患。為此車輛進(jìn)出控制在疫情防控時(shí)期需采用人工控制。當(dāng)待入車輛停入車輛檢測(cè)區(qū)后，系統(tǒng)讀取車輛牌照，判定該車輛是否為小區(qū)準(zhǔn)入車輛。判定為準(zhǔn)入車輛后，語音提示車乘人員刷ID卡錄入信息并檢測(cè)體溫。工作人員通過攝像頭監(jiān)控所有車乘人員完成信息錄入且體溫檢測(cè)合格后手動(dòng)放行車輛。非小區(qū)準(zhǔn)入車輛除救護(hù)車、救火車等特殊車輛外一律禁止入內(nèi)并警示工作人員處理。

2.3 小區(qū)居民和車輛準(zhǔn)出控制

小區(qū)居民和車輛準(zhǔn)出通道與準(zhǔn)入通道硬件結(jié)構(gòu)相同，軟件控制功能相似。按疫情防控要求，小區(qū)居民出入小區(qū)次數(shù)受當(dāng)?shù)卣块T管理統(tǒng)一限定。物業(yè)根據(jù)當(dāng)?shù)刂鞴懿块T設(shè)定小區(qū)居民準(zhǔn)出次數(shù)限制。準(zhǔn)出通道控制流程如圖3所示，當(dāng)有人需要離開小區(qū)時(shí)，不僅要查驗(yàn)待出人員的身份信息還要查驗(yàn)待出人員的當(dāng)日出入次數(shù)以判定是否核準(zhǔn)該人員外出。如果待出人員被核準(zhǔn)可外出后，如系統(tǒng)未作外出體溫檢測(cè)要求時(shí)準(zhǔn)出裝置自動(dòng)開啟放行，否則按要求進(jìn)行體溫測(cè)量，體溫合格者才能被核準(zhǔn)放行。當(dāng)有不符合離開條件的人員出現(xiàn)時(shí)裝置警示物業(yè)值班人員介入處理。

3? 小區(qū)居民出入信息匯總

小區(qū)居民出入信息數(shù)據(jù)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊與上位機(jī)通信上傳本地服務(wù)器匯總。具有小區(qū)居民出入信息查詢權(quán)限的工作人員可通過互聯(lián)網(wǎng)或移動(dòng)客戶端實(shí)時(shí)登陸本地服務(wù)器獲取各進(jìn)出小區(qū)人員進(jìn)出小區(qū)的時(shí)間、通道、體溫及圖像資料等信息。通過時(shí)間節(jié)點(diǎn)可查詢某進(jìn)出小區(qū)人員進(jìn)出小區(qū)前后所接觸到的進(jìn)出小區(qū)其他人員信息，便于追蹤排查。小區(qū)居民體溫?cái)?shù)據(jù)是否異?？勺鳛轭A(yù)警小區(qū)疫情狀況的第一手參考資料，多個(gè)小區(qū)居民體溫?cái)?shù)據(jù)匯總為本區(qū)域疫情監(jiān)測(cè)提供參考數(shù)據(jù)。

4? 結(jié)論

基于嵌入式系統(tǒng)的新型防疫期小區(qū)出入管理系統(tǒng)能非接觸錄入小區(qū)進(jìn)出人員信息，對(duì)小區(qū)進(jìn)出人員的進(jìn)出次數(shù)進(jìn)行管控，實(shí)現(xiàn)進(jìn)出小區(qū)人員的體溫檢測(cè)并實(shí)時(shí)匯總，有效地降低物業(yè)工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和感染風(fēng)險(xiǎn)，為疫情防控提供的參考數(shù)據(jù)。

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作者簡(jiǎn)介：王蘊(yùn)嶺（1974-），女，河北黃驊人，畢業(yè)于燕山大學(xué)，工學(xué)碩士。