疫情追踪手环

疫情追踪手环

龙春晓 傅恋茜 戴家兴 杨佳斓 罗安康

绍兴文理学院 浙江 绍兴 312000

摘要：本文针对现疫情的防控管理，提出了一种疫情监测及流调溯源的装置系统和方法，该装置由手表状的佩戴器和后台数据处理中心组成，利用体温传感器实时监测佩戴者的体温，并结合心率血氧传感器的心率血氧数据和单片机的运算处理来初步判断体温异常原因，并将异常体温、心率血氧和路径定位等数据通过无线传输模块报送给后台数据处理中心。后台处理中心根据接收到的大量佩戴者的异常体温、心率血氧和路径定位等信息，来实时追踪病毒传播链、实时追查密切接触者，为疫情防控提供了准确数据和判断依据。

关键词：疫情监测；流调源溯；大数据分析

2020年庚子春节之际，乃一年伊始，新冠病毒席卷而来，肆虐在中国这片沃土之上。现阶段，新冠肺炎的特效药物和疫苗难以在短期内实现大规模生产和投入。面对此类爆发性传染病，只能以人工排查并隔离为主，但不乏患者隐瞒、谎报疫情信息等问题，易导致形成“移动的传染源”。当然此次的新冠疫情只是众多传染病的一种，人类社会定是不乏各种流行病。而在社会仍需有序运转的前提下，及时切断传播途径，将感染者或疑似感染者快速识别并隔离治疗显得尤为重要。因此疫情追踪手环及流调溯源配套方案应运而生，它利用大数据分析，实现流调溯源，助力国家疫情防控政策。

图 1疫情追踪手环结构图

1硬件设计

图中：1、壳体；2、单片机；3、体温传感器；4、心率血氧传感器；5、定位模块；6、蓝牙模块；7、显示屏；8、无线传输模块9、储存模块。

疫情监测的流调溯源系统，包括壳体1，壳体1内腔的底部固定连接有单片机2，体温传感器3和心率血氧传感器4对使用者的体温和心率进行检测，将检测数据输送给单片机2，通过单片机2处理后显示屏7进行显示，方便人们进行观看，定位模块5可对使用者进行定位，通过蓝牙模块6和无线传输模块8可将各项数据输送到电脑后端，进行数据实时监控和信息报送。本装置能对佩戴者的各项生理数值进行实时监测，并对疫情携带者实时定位追踪，快速、准确判断出密切接触人员，为后期排查节省大量人力、物力。

1.1 温度采集模块

温度采集模块可高精度测量温度，线性区间温度30--44度/电压2.127--1.193V。器件能将温度测量值转换为数字形式。用于精确得测量人体的温度。

1.2 心率血氧采集模块

MAX30102是一个集成的脉搏血氧仪和心率监测仪生物传感器的模块。它集成了一个红光LED和一个红外光LED、光电检测器、光器件，以及带环境光抑制的低噪声电子电路。传感器佩戴于使用者手臂上，通过通信接口将采集到的数值传输给单片机进行心率和血氧计算。MAX30102集成了玻璃盖可以有效排除外界和内部光干扰，检测得到的数据更为可靠。

1.3 定位模块

ATGM336H是高灵敏度，支持BDS/GPS/GLONASS卫星导航系统的单系统定位，以及任意组合的多系统联合定位的接收机模块。该模块主要用于监测使用者的地理位置，便于发现疫情之后对疫情的追踪，并且有利于对疾病携带者所经路线范围内可能受感染人员的统计和排查。

2系统软件设计

此场景演示的是新冠病毒携带者佩戴此装置时的情景，以37.3℃以上的热源模拟新冠疑似感染者的体温，心率保持在正常范围，来模拟一个存在感染新冠肺炎风险的使用者。当体温传感器监测出使用者体温（41.25℃）超过正常范围时，后台数据处理中心在显示窗口上将会显示异常的温度并对感染者实时定位追踪。

图 2系统显示界面图

佩戴者确诊时，系统调取其数据库中14天内的路径定位，并用大数据分析计算其与同时期其他使用者的距离，根据使用者是否处于易感范围内列出排查名单。为了视觉形象化，我们将定位显示在地图上，如图3所示，红点即为存在感染新冠肺炎风险的使用者，红圈范围为可能感染范围，圈内所有使用者被标记为密切接触者，即图中黄点所示。圈外为安全距离，不被标记，但仍有感染风险，后续对路径上所有可能感染的人员进行密切追查。

图 3系统地图显示

3结论

该装置与系统兼具防疫监测功能及日常生理信息监测功能，医疗保健功能完善、商业用途广泛。本装置能够对目标的体温、心率等信息进行实时检测，准确率高。一个设备监测一个目标，通过后台实时记录体温、位置等信息，方便溯源、调取路径以及排查密切接触者。能够有效降低疫情防控工作的人力、物力需求，提高效率。并且当前市场上缺少一种对老人进行实时监控保护的智能装置。本装置通过佩戴器监测老人体温、心率等生理信息并实时发送给后台，记录身体状况变化。当生理信息出现波动时及时告知老人子女或所在社区，有效预防突发疾病的发生和阻止慢性疾病的发展，做到事前预警；当生理信息大幅异常时及时通知当地医院，为意外事故争取救治时间，做到事后警报。

基金项目：2021年国家级大学生创新创业训练计划 编号：202110349039