非接触式人群体质检测系统的研究方法及关键技术分析.pdf

体质检测就是对于个体的体质、运用科学的分析与统计模式、进行测试并获得客观的体质数据的过程。自2010年以来，国家先后出台了 国家学生体质健康标准 青少年体质十三五规划 等数10项政策标准，对体质检测指明了方向。13各地区的卫生保健部门大力推进居民健康普查的工作深入开展。研究人群体质数据的自动采集，对于精准掌握民众身体状况、促进社会医疗保健的进步，都具有非常重要的意义。4非接触检测是一种基于光电、电磁等技术，在不接触被测物体表面的情况下获取物体参数信息的检测方法。典型的非接触检测方法，如激光三角检测、涡流检测、超声波检测、机器视觉检测等。5此类检测系统采用简单的硬件设备，对患者进行非接触检测，检测的精度和结果和传统检测保持99%的相似度。6适用于学生体检、远程医疗、1居1家监护等领域。一、非接触式人群体质检测现状分析（一）非接触式体质检测效率分析人群批量的体质检测，涉及的人数较多，特别是对于学生、军人、社区中老年人而言，传统的体质检测普遍存在检测效率低、速度慢的现象，不能够满足用户的需求。按照传统的体检流程，20余工作人员1天最多也只能够满足500人的检测，不能够满足要求，迫切地需要应用最新的信息技术来提升检测的效率。非接触式体质检测可以较大地提高检测数量、检测效率和速度。目前，社会上存在的非接触性体质检测系统较为单一和简单，如非接触性体温检测、非接触性心率检测，但无较系统的非接触式体质检测系统。非接触式体质检测集体温检测、身高检测、血压检测、心率检测等多项指标检测于一体，智能化代替人工操作，可在相同的时间将原有的检测数量翻一倍以上，同时通过大数据非接触式人群体质检测系统的研究方法及关键技术分析魏军（襄阳职业技术学院附属医院，湖北襄阳441021）摘要：非接触式人群体质检测系统的研究在现今大数据智能化时代背景下应运而生。论文从人群体质检测系统目前的主要问题分析入手，初步探索非接触式人群体质检测系统的研究方法和关键技术，为非接触式人群体质检测系统匹配的设备设施以及场景设计提供相关资料和参考。关键词：体质检测；非接触；技术；数据中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：2095-6584-（2023）04-0114-04收稿日期：2023-05-26作者简介：魏军（1977-），男，湖北谷城人。副主任医师，研究方向：医院管理和外科临床。2023年8月第22卷第4期襄阳职业技术学院学报Journal of Xiangyang PolytechnicAug.，2023Vol.22 No.4114魏军：非接触式人群体质检测系统的研究方法及关键技术分析比对，给出较为详细的结果分析。（二）非接触式体质检测设备分析传统检测设备，需要人工操作，由有经验的技术人员使用特定的检测设备来进行检测，难度大，由于需要人与人之间的交互，存在着一定的卫生风险，特别是在有疫情流行的情况下，有交叉感染的可能。一旦设备出现了故障，维护的难度较大，日常的保养也需要花费很大的精力。非接触式体质检测设备系统，实现了对危险目标物体的对准及其准确检查，有效解决了在人群体质检测中的难题，同时根据设计需要通过实验对测量数据进行采集、分析和处理，最后实现了对远距离目标的相关参数的准确测量。7非接触式体质检测设备为智能一体机，将传统的多个机器设备融合为一个机器，设备为被检测人员自主操作，减少了专业人员的数量；同时机器设备的维护工作量下降。（三）非接触式体质检测数据采集分析传统的体检设备，还处于人工数据收集的阶段，需要由操作人员手工登记相关的数据，错误率高，自动化水平低。非接触式体质检测的信息实现了远程自动化的采集。但是在人群体质检测的领域里的应用程度还不高，有待于将信息化技术引入，实现高效的自动化体质数据采集。8（四）非接触式体质检测数据分析没有经过分析的数据是无用的，国民的体质检测数据最近十年来已经有了极大的累积，但是针对这些数据进行分析的系统较少，整体的分析水平低，缺乏有效的分析工具与手段。这些都导致了当前体质检测数据的社会应用面狭窄，难以在社会生活中发挥作用。9因此，在保证数据采集精准性的同时，还应当构建好对应的数据分析的平台，以利于充分地应用体质检测的数据，让它更好地为社会管理和提升人民生活质量服务。二、研究方法探讨（一）调查法调查法是科学研究中最常用的方法之一。它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。调查方法是科学研究中常用的基本研究方法，它综合运用历史法、观察法等，以及谈话、问卷、个案研究、测验等科学方式，对教育现象进行有计划的、周密的和系统的了解，并对调查搜集到的大量资料进行分析、综合、比较、归纳，从而为人们提供规律性的知识。10通过收集与当前体检领域里有关的资料，对于体质检测的市场与技术有完整的认识和了解。以现场调研、观摩的方式，近距离感受体检设备的使用方式。了解各地的体检项目的安排流程，针对不同的应用场景确定完整的应用场景模型。（二）模型法模型方法是先依照原型的主要特征，创设一个相似的模型，然后通过模型来间接研究原型的一种方法。根据模型和原型之间的相似关系，模拟法可分为物理模拟和数学模拟两种。11通过建造和分析研究模型而达到认识原型目的的一种科学方法。对那些不能直接进行研究的对象系统，可通过设计、构造和分析与原型相似的模型而达到间接地研究认识原型的目的。可以通过构建理论和技术的模型，将最新的信息技术与体质检测标准进行对接，保证可以在理论上实现完备的解决方案。同时构建线下的模拟环境，充分利用已有的设施，进行现场的安装调试。（三）设备改造法设备改造，简单来说就是利用先进的技术和实践经验，更换、增减各类装置与零部件，并对单台抑或是整套机械设备结构予以改造，最终达到改善原有设备的技术性能、增强技术水平的目的。相较于简单的设备更新，机械设备改造的优势主要体现在时间少、见效快、针对性强以及资金投入少等方面。12设备改造是为了改善现有设备的性能和提高生产效率，对设备进行技术革新或结构改进。对于已有的设备进行信息化的改造，边用边改，边用边测试，如加装摄像头，利用人工智能机器视觉的原理对于体检设备进行改造，实现远程无接触的数据收集。三、关键技术分析（一）非接触式远程数据采集技术数据采集与监视控制系统（SCADA系统）是其115第22卷第4期襄阳职业技术学院学报2023年第4期重要组成部分。系统硬件模块主要是数据采集卡，包括STM32单片机模块和ESP8266无线模块。STM32单片机模块是数据采集卡的核心，通过TcP/IP协议实现与服务器的通信；通过使用开源的协议栈、库文件、驱动实现了485接口与网络传输的转化。系统的软件设计主要包括数据库设计与Web端设计。优化了数据类型的选择，同时将大部分常用的sqL语句封装成存储过程，提升了访问性能。13“远程数据采集”将采集到的模拟湿度、温度、压力、位移等远程信号量值转换成数字量之后，通过计算机进行存储、计算、输出，并且还能对远程设备进行故障检测。相应的软硬件系统称为数据采集系统。为了提高设备的运行效率，必须使用远程数据采集的技术，尽量避免人工操作。（二）机器视觉机器视觉是人工智能领域中的重要组成部分，不仅能够代替人工视觉，完成一些不可能完成的任务，而且可以通过图像的采集分析以及处理整合，实现工业化的集成化发展目的。14简单说来，机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是通过机器视觉产品（即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种）将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。可以应用机器视觉来取代检测人员的观察，辅之以人工智能的专家系统，提高检测的效率。对于身高、肢体协调性等方面的检测，可以使用机器视觉技术来实现。（三）人体特征识别技术人体特征识别技术，是基于人体动态的个人特征分析，利用计算机视觉技术，从面目不清的监控视频序列图像中检测、识别、跟踪个体动态特征，从而研究建立一套人体动态行为模式识别的检验指标体系和检验识别方法，15以实现对于人体的体质数据进行智能收集的目的。包括计算机视觉、传感技术、数据收集技术等诸多与人体检测相关的识别技术。关键点在于人体体征数据的远距离获取，如利用红外线设备非接触式获取人体的体温数据。（四）人工智能技术人工智能技术的本质是使用计算机来模拟人类的智能活动，类似于体检数据收集这样的简单智力劳动，都是可以应用人工智能技术来实现的。特别是人体特征的快速识别、行动轨迹侦测、外观识别与定位。这些关键的技术都已经获得了突破，可以被应用于大规模人群体检的应用场合。16（五）大数据汇总分析技术为了提高人工智能的灵活度和有效性，更加有效地快速保存与整合体检的数据，需要对于获取的海量数据进行大数据的汇总与分析，就需要用到大数据分析这种关键的技术。17在现有的情况下，大数据技术已经获得了突破，可以使用hBase进行海量数据的保存，使用Flume进行数据的快速收集，使用Spark框架进行大数据的计算。为后期进行体检数据的收集与利用打下了基础。（六）云体系架构技术云体系是在分布式计算、互联网、大规模数据管理等技术基础上发展起来的一种模式，可以将共享的软硬件资源和信息按需提供给计算机和其他设备。18分析数据中心的数据分类与作用，提出了数据建模与处理框架及标准体系架构，从建模与编码、编目与搜索和交换与共享等方面给出了关键技术，并结合数据中心数据建设需求，给出了数据采集治理、支撑保障和交换共享的使用模式。19本系统可以使用云平台体系架构实现。按照云平台的构建规范，非接触式人群体质检测系统体系架构可以自下而上分层设计成基础设施云化层、云服务平台层、云应用层。在基础设施云化层里能够将所有的硬件设备进行虚拟化，实现各类设备的无缝整合和统一管理；在云服务层中可以提供大量的体检服务，满足各类社会体检的需要；在云应用层里可以实现各类的人机接口，供不同权限的用户实现对于系统的管理和控制。20116魏军：非接触式人群体质检测系统的研究方法及关键技术分析参考文献：1 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