基于物联网技术的施工场地工人健康监测系统设计与实现

易国键

摘 要：随着我国的城市化速度加快，建筑工地逐年增加，对劳动力的需求增大，并常年保持在3000万人以上的规模。建筑工地是安全事故高发的领域，事故发生的数量较大频率较高。随着国家经济和科学技术的发展，党和政府对保障建筑施工工人的人身安全越来越重视。本方案所提出的施工场地工人健康监测系统通过物联网技术手段实时监测建筑工人的作业安全和人身安全。

关键词： 物联网；施工场地；健康监测

1.研究背景

在我国建筑施工安全管理的现有水平下，应加强建筑施工单位的安全监督管理力度，以政府监管为保障，以建筑施工意外伤害保险制度为制约，以建筑施工安全评价为依据，以提高建筑施工企业的安全管理水平为主要手段，扎扎实实地做好建筑施工的安全生產工作。

除了对工人加大宣传安全意识和制定相应制度外，更重要的是需要采用先进的技术手段（物联网技术）监测工人上班时身体特征指标是否正常，杜绝工人带病上岗作业，从源头可以保证工人的作业安全和人身安全。本项目所提出的施工场地工人健康监测系统在工人每天上班时监测工人的体温、血压和酒精浓度这三个基本体征是否正常，另外还可对工人作业时进行人员定位检测，对危险作业进行视频监控。项目的提出有助于监测工人带病上岗，从而很大程度上避免安全事故，保障安全作业，对保证工人人身安全有着重大意义。

2. 国内外研究现状

目前国内外还没有相应的同类产品应用于建筑工地上，这是由于受医学检测设备和医学知识专业性的约束，体检需要到医院在医生的指导下进行专业的体检。但是，随着科学技术快速的发展，使得一些常规医学指标（体温、心率、血压等）的检测设备和检测方法快速化、操作简单化。如现在市场上出现的越来越多的智能穿戴设备，它们可以实时的监测穿戴者的心率、血压、血氧和体温。人体的体温检测有水银温度计、电子温度计和红外线体温计；其中红外线测温仪利用红外探测器将被测物体辐射的功率信号转换成电信号，辐射功率与物体的温度成正比。红外测温有着响应快、非接触、使用安全及使用寿命长等优点，已广泛应用于体温测量。血压检测方法有水银血压测量仪、电子血压仪（采用示波法）和光电血压检测仪，其中水银血压测量仪需一定专业技术听舒张压和收缩压，操作较复杂；采用示波法的电子血压仪操作简单，可以快速测量血压，精度高，广泛应用于医院和个人家庭；光电血压检测仪是基于光电脉搏传感器测量基础上用一定算法得到舒张压和收缩压，操作简单快速，精度略低于示波法的电子血压仪，现广泛的应用于智能穿戴设备中。酒精浓度的测量主要是采用燃料电池型酒精传感器，辅助一个进气和出气气体控制装置，可以实现酒精浓度的快速检测，广泛的应用于交警酒驾检测中。

3.解决方案

施工场地工人健康监测系统主要由施工场地工人身体状态测试仪和智能设备客户端APP两部分构成，如图1所示。其中智能设备客户端APP便于对各项数据的查看和人员定位；施工场地工人身体状态测试仪是整套系统的服务器和数据库中心，进行数据接收和处理功能、主要有体温、血压和酒精浓度检测、人员位置查询和图像识别等功能。该系统主要是确保工地现场的工人在不带病的状态下参加工作，并实时监测工人位置，保证工人整个作业过程的人身安全。

系统采用IIS服务管理，SQL数据，基于VS开发施工场地工人健康监测系统管理软件。对服务器、数据库、各个监测硬件系统配置管理。使用时，首先将工人登记注册和人员定位，登记注册为实名制登记注册，工人持手机微信扫描二维码下载智能设备客户端APP，安装后则自助完成登记注册。在注册时允许读取手机信号位置。便于能够实时查询工人的位置情况，另将全自动电子血压模块、红外测温模块、酒精浓度检测模块和无线网络高清摄像头通过串口和网络连接到电脑实现基本体征参数的监测和工人身份的核实。

4.系统功能

（1）人体血压、温度以及酒精浓度基本参数的检测

①工人是否为高血压，是工人能够参与高强度工作的一个重要指标。为了保证工人安全的工作，禁止高血压者参与类似工地施工等高强度工作。因此，在上岗进入工地时对每个工人进行血压检测，为了保证工人能够及时的进入施工场地，血压检测应快速准确完成。

②发烧等生病状态会影响工人的正常工作，紧张在这种状态下进入施工现场，通过对工人的体温进行检测，可有效解决这类情况的发生。

③工人饮酒后参加工作对自身安全带来极大的危害，禁止饮酒和醉酒状态进入工作场地。本系统的酒精检测模块课可实现酒精浓度的快速测量。

（2）人员定位及相关信息查询

当工人进入工作状态，在工作区域内，通过手机等智能终端的GPS或者wifi功能，可实现工人的定时，并能够在电脑应用软件上实时查询。通过PC机应用软件查询工人的基本信息及一定时间段内工人上班考勤信息和身体状态信息。

（3）身份唯一性检测

通过摄像头对工人进行面部识别，核实身份，防止代工等现象。

5.总结

由于体温、血压和酒精浓度这三个参数检测技术的快速发展，使得在户外（建筑工地）能对该三参数进行快速准确检测成为可能，这也是项目施工场地工人健康监测系统的关键技术，再加上物联网的相关技术，开发相应的服务器和应用程序，即可实现该项目监测系统设计功能，对施工工人的体温、血压和酒精浓度进行监测，另外还可对工人作业时进行人员定位检测，对危险作业进行视频监控，绝对的拒绝工人带病上岗作业，保证工人的作业安全和人身安全。■endprint