基于物联网的无线体温监控校园疫情预警系统
智慧校园的智能安全监控和预警系统
智慧校园的智能安全监控和预警系统智慧校园是指通过信息化技术与物联网相结合，实现校园管理和教育教学的智能化、数字化、网络化的一种校园模式。
其目的是提高教育教学质量，改善学生学习环境，并确保校园安全。
而智能安全监控和预警系统作为智慧校园建设的重要组成部分，能够有效地保障校园的安全。
一、智能安全监控系统的功能智能安全监控系统是通过安装摄像头等监控设备，利用图像识别、人脸识别、视频分析等技术，对校园内的各个区域进行监控，并将监控画面实时传输到校园管理中心。
具体功能如下：1. 实时监控：系统能够实时监控学校建筑、走廊、宿舍等公共区域的安全情况，及时发现异常情况。
2. 人员识别：通过人脸识别技术，系统可以准确辨别校内人员身份，以确保只有授权人员能够进入校园。
3. 异常行为识别：系统能够实时分析监控画面，识别出学生之间斗殴、打架等异常行为，并及时报警，以维护校园安全。
4. 禁止区域监控：利用智能安全监控系统，可以对校园内的禁止区域进行监控，及时发现学生擅自进入禁止区域的行为。
二、智能预警系统的功能智能预警系统是指通过传感器、大数据分析等技术，可以对校园内的各种安全隐患进行实时监测和预警。
具体功能如下：1. 火灾预警：智能预警系统能够监测到校园内的火警情况，并快速发出警报，以便及时疏散学生和教职工。
2. 危化品泄漏预警：通过气体传感器等设备，智能预警系统可以实时监测校园内的危化品泄漏情况，并及时通知相关人员和部门。
3. 地震预警：通过地震传感器等设备，智能预警系统可以预测到地震的发生，并及时发出警报，以便学生和教职工采取避险措施。
4. 防盗预警：智能预警系统能够监测到校园内的入侵行为，并及时发出警报，以保障学生和教职工的人身安全和财产安全。
三、智慧校园智能安全监控和预警系统的优势智慧校园的智能安全监控和预警系统相比传统的安全保障手段具有许多优势：1. 实时性：智能安全监控和预警系统能够实时监控和预警校园内的安全情况，能够在第一时间发现异常情况并采取相应措施。
基于物联网的体温实时监测跟踪预警系统设计
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就 可通过 ＳＩＮＧＬＥ—ＬＩＮＥ协 议完 成 串行传输 数据 经 改 进 的 ＳＩＮＧＬＥ—ＬＩＮＥ接 口具 有滞 和 ｆ：扰滤 波功 能 ，使
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基于物联 网的体 温 实时监测跟踪预 警系统设 计
胡 秀 丽 ，薛慧 君 （内蒙古电子信息职业技术 学院计 算机科学系 ，呼和浩特 ０１００７０）
摘 要 ：应 用物联 网 ＺｉｇＢｅｅ技术进行硬 件设计 、 网络传输 ，应 用 Ｊａｖａ语 言 实现应 用程序 开发 ，设计 一 套集体 温 自动 实 时监测 与跟踪和信 息 管理于一体 的软硬 结合的婴 幼儿体 温 实时监测跟踪 预警 系统 。 目 的是 减轻婴 幼儿看护人 员和社 区 医院 医护人 员的 负担 ，准确 实时地获得 有效数 据 ，提 高社 区医院的工 作质量和 工作 效率 ，加快智 慧型社 区 医院的建设 。 关 键 词 ：物 联 网 ；ＺｉｇＢｅｅ技 术 ；智 慧型 社 区 医院
１ 概 述
日常保健 、患儿监护 、临床诊 断 、婴幼儿预 防疫苗注 射
社 区卫生服务 近年来 已成为城市卫 生服务体 系的重 及大规模传染病预 防和控制中具有重要 的意义 ，尤其 在
要 组成部分 ，能够 为居 民提供低价 、就近 、方便 、快捷 某些传染性疾病 的发病前期 ，体温不断 升高是一个重要
ＲＦＩＤ、ＺｉｇＢｅｅ、ＷｉＭａｘ、ＮＦＣ、ＧＰＲＳ等技 术 。这 些 通 医院的工作质量和工作效率 ，加 快智慧型社 区医院的建
信方式各有 自己的优劣 ，其 中有 线通信受 限大 ，需要连 设 。本 系统结构图如 图 １所示 。
接线 路 ，受 环境 区域 限制 大 。无 线 传输 方式 各 有其 特
基于物联网的远程环境监测与预警系统设计
基于物联网的远程环境监测与预警系统设计近年来，随着物联网技术的快速发展，远程环境监测与预警系统在各个领域得到了广泛应用。
本文将基于物联网技术，设计一套高效稳定的远程环境监测与预警系统，以帮助用户及时了解环境状况并采取相应的措施。
一、系统架构设计远程环境监测与预警系统采用物联网技术，实现环境参数的采集、传输、存储和分析。
系统架构主要包括传感器节点、数据传输网络和云平台三个部分。
1. 传感器节点：使用各类环境传感器，如温湿度传感器、光照传感器、风速风向传感器等，实时采集环境参数。
传感器节点将采集的数据进行处理和压缩，发送给数据传输网络。
2. 数据传输网络：采用无线传输技术，如Wi-Fi、蓝牙或LoRa等，实现传感器节点与云平台之间的数据传输。
传输网络需具备稳定性和较大的传输带宽，以确保数据的实时性和准确性。
3. 云平台：采用云计算技术，接收和存储传感器节点发送的环境参数数据，并实时分析处理数据。
云平台提供用户管理界面，用户可以通过手机或电脑登录系统，查看环境数据、设置预警条件，并接收预警通知。
二、功能设计远程环境监测与预警系统设计需要满足以下几个主要功能需求：1. 环境参数监测：系统能够实时监测环境参数，包括温度、湿度、光照强度、风速风向等。
传感器节点通过数据传输网络将数据传输到云平台，用户可通过登录系统查看各环境参数数据变化曲线以及当前数值。
2. 环境预警功能：根据用户设置的预警条件，系统能够对环境参数进行预警。
例如，当温度超过设定阈值、湿度超过设定阈值或光照强度低于设定阈值时，系统会自动发送预警通知给用户。
用户也可以自定义预警条件，并设置接收预警通知的方式，如短信、邮件或App推送。
3. 数据分析与统计：云平台可对接收到的环境参数数据进行分析和统计处理。
系统能够生成环境参数数据的统计图表，并提供数据导出功能，方便用户进行数据分析和决策。
4. 用户管理界面：云平台提供用户管理界面，用户可以通过登录系统进行账号注册、登录和密码管理。
基于物联网的校园智能消防预警系统
2019年第23期信息与电脑China Computer & Communication网络与通信技术基于物联网的校园智能消防预警系统杨国雨（天津理工大学中环信息学院 计算机工程系，天津 300380）摘 要：随着物联网技术的飞速发展，人们的生活发生了翻天覆地的变化，智能化产品不断辅助人类进行各种操作。
传统的校园监控模式对人的依赖性往往过高，因此为了提升消防安全预警的实时性和智能化，及时发现并处理火情隐患，开发一套完善的安全预警体系势在必行，用以辅助校园消防安全工作的有序、高效开展。
基于此，笔者主要介绍了一种可以用于学生宿舍等各类特定校园场所的消防安全预警系统，利用物联网技术将与校园消防安全工作有关的各种物品关联起来。
关键词：物联网；智能消防；预警；校园中图分类号：TP277；TN929.5；TP391.44 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2019）23-148-02Campus Intelligent Fire Alarm System Based on Internet of ThingsYang Guoyu(Department of Computer Engineering, Zhonghuan Information College Tianjin University of Technology, Tianjin 300380, China)Abstract: With the rapid development of Internet of things technology, people ’s lives are changing dramatically. Intelligentproducts constantly assist people in various operations. The traditional campus monitoring mode is often too dependent on people. Therefore, in order to improve the real-time and intelligent fire safety early warning, timely find and deal with fire hazards, form a complete set of safety early warning system, and assist schools. The fire safety work of the park is carried out orderly and efficiently. Based on this, the author mainly introduces a fire safety early warning system which can be used in various kinds of specific campus places, such as student dormitories,Using the technology of Internet of things to associate the things existing in campus fire safety work with the things.Key words: Internet of things; intelligent fire protection; early warning; Campus1 系统总体设计物联网是具有全面知、可靠传输、智能处理特征的连接物理世界的网络，它不仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制，并通过联网方式，将传感器和智能处理进行结合。
基于物联网的校园疫情监控系统设计与实现
物联网技术 2022年 / 第2期760 引 言2020年新冠疫情爆发，对全球社会造成了巨大的危害，靠社会基础来实现的人类行为面临着前所未有的冲击和挑 战[1]。
经过中央政府的坚强领导、全国人民的不懈努力，目前我国在一定程度上已经较好地遏制住了疫情的蔓延，但不可否认，我们依然将长期处于疫情常态化的大环境下。
控制疫情最关键的一点在于如何减少人员聚集，而学校作为防控的关键一环，其人员自由度大，可以在任意位置自由聚集，分布情况多呈现小范围集中分布的特点，这无疑不利于疫情的防控[2]。
因此获取校园各关键场所人员密集程度，依据大数据挖掘生成直观的可视化出行参考意见，对于校园防控智能化尤为重要。
基于上述理念，本文以STM32F429为主控芯片、以LoRa 无线通信技术为物联网通信基础、以校园人流量数据和网络疫情数据为监控对象、以现场LCD 显示屏和云端HTML 网页为数据终端，设计并搭建了一款校园疫情监控 系统。
1 红外人体检测技术1.1 热释电红外传感器原理正常体温下，人身会产生波长9～10μm 的红外线，通过热释电红外传感器的光学透镜（又称菲涅尔透镜）增强后能聚集到红外感应源处，感应源为热释电元件，传感器电极选用元件的两个表面，当感受到红外线汇聚产生的温度变化后会造成电荷失衡，电荷由电极向外释放扩散，产生相关电平信号，进而触发传感器动作[3]。
1.2 双向检测算法如图1所示，在监测点前后间隔约1 m 距离处分别放置人体红外感应模块A 和B ，感应模块的延时时间设置为2～ 3 s ，封锁时间设置为0.5 s 。
图1 双向检测算法原理当行人进入被监测场所时，感应模块A 首先感应到人体经过，并释放高电平信号，此后行人经过感应模块B 时，感应模块B 发出高电平信号；当行人外出被监测场所时，感应模块B 首先感应到人体经过，释放高电平信号，然后经过感应模块A ，释放高电平信号。
通过感应模块A 、B 输出高电平信号的先后顺序来判断行人进出被监测场所的动作，进而获得监测时间段内被监测点的人流量信息和监测建筑物的人员累积存量。
基于物联网的智慧校园监控预警系统设计与开发
基于物联网的智慧校园监控预警系统设计与开发智慧校园是近年来教育领域的热门话题，而基于物联网技术的智慧校园监控预警系统被认为是实现智慧校园的重要组成部分。
本文将介绍基于物联网的智慧校园监控预警系统的设计与开发。
一、背景介绍随着科技的不断进步与发展，传统的校园监控系统已经无法满足日益增长的校园安全需求。
所以，借助物联网技术，设计智慧校园监控预警系统成为一个迫切的需求。
该系统能够实时监控校园的各个区域，并通过传感器等设备获取数据，以便对异常情况进行预警和处理。
二、系统设计原则1. 安全性：系统设计要确保数据和信息的安全性，避免被未授权的人员获取和篡改。
2. 实时性：监控预警系统需要实时采集和处理数据，以便快速响应各种异常情况。
3. 可扩展性：系统设计需要考虑未来的扩展和升级，以适应不断变化的校园需求。
4. 用户友好性：系统设计应简洁易用，方便校园管理人员进行操作和管理。
三、系统架构设计基于物联网的智慧校园监控预警系统可以从硬件和软件两个方面进行设计。
1. 硬件设计：硬件设计包括传感器、网络设备、数据存储等。
传感器用于监测校园各个区域的温度、湿度、光照等环境参数，并将数据传输至服务器进行处理。
网络设备则用于传输数据，保障系统的实时性。
数据存储设备用于保存监控数据和日志。
2. 软件设计：软件设计包括前端和后端两个模块。
前端设计主要包括用户界面、实时监控窗口和报警通知等功能，方便校园管理人员进行实时监控和操作。
后端设计则负责数据处理、异常检测和预警等任务。
系统可以利用机器学习算法进行数据分析，提高准确性和预测能力。
四、系统开发策略1. 需求分析：在开始开发之前，需要充分了解校园管理的需求和问题，确定系统功能和性能需求。
2. 技术选择：根据需求分析的结果，选择合适的物联网技术和开发平台，如云计算、大数据、人工智能等。
3. 开发环境搭建：根据选择的技术，搭建相应的开发环境和软件工具，准备开发所需的硬件和软件资源。
基于物联网技术的智能校园安全监控与预警系统设计
基于物联网技术的智能校园安全监控与预警系统设计随着物联网技术的不断发展与应用，智能校园安全监控与预警系统正逐渐成为现代化校园必备的一项安全设施。
该系统借助于物联网技术，能够实时监测、预测和预警各类安全事件，为校园师生提供安全保障。
本文将围绕基于物联网技术的智能校园安全监控与预警系统设计展开讨论。
一、系统设计原则和目标设计智能校园安全监控与预警系统应遵循以下几个原则和目标：1. 全方位监控：系统应具备全方位监控功能，覆盖校园内的各个角落和重要区域。
包括但不限于教学楼、宿舍楼、操场、实验室以及重要通道等。
2. 实时监测：系统应能够实时监测各种安全事件及异常情况，如火灾、水漏、入侵、异常温度等，并能及时发出预警信号以便及时处理。
3. 多重防护：系统应设计多重防护机制，采用多种传感器和监测设备，保证各类安全事件得到有效监测和预警，以提高系统的可靠性。
4. 数据分析与决策：系统应具备数据分析与决策功能，通过大数据技术对校园内的安全数据进行分析，为决策者提供科学参考，优化安全预防措施。
二、系统组成与安装位置智能校园安全监控与预警系统主要包括传感器、监控摄像头、服务器、终端设备等组成部分。
根据校园的规模和具体需求，系统的组成和安装位置应该灵活选择，以满足系统的监控需求。
1. 传感器：通过布置在各个区域的传感器，可以实时监测各种异常情况。
如火灾传感器、水漏传感器、温度传感器、烟雾传感器等。
传感器可以与服务器和监控中心相连，实现数据的实时传输与分析。
2. 监控摄像头：摄像头可以通过布置在校园内的关键位置，实现对各个区域的监控。
同时，摄像头可以与监控中心相连，实现实时监控和拍摄。
3. 服务器：服务器是整个系统的核心，负责接收和处理大量的传感器数据、摄像头数据，并进行分析和存储。
服务器可以与传感器、摄像头、终端设备等进行数据交互。
4. 终端设备：包括监控中心的电脑终端、手机APP等，用于实时监控、接收预警信息和进行相关决策。
基于物联网技术的智慧校园安全监管与预警系统设计
基于物联网技术的智慧校园安全监管与预警系统设计随着物联网技术的迅速发展，智慧校园安全监管与预警系统成为了当今教育领域的热门话题。
这种系统结合了物联网技术和安全管理理念，旨在提供全面、高效、智能的校园安全保障，为校园学生和员工的安全提供强有力的支持。
一、系统概述智慧校园安全监管与预警系统是基于物联网技术的智能化监控系统，通过传感器、监控设备等实时感知校园的各个环境数据，包括声音、视频、温湿度等信息，并通过云计算和大数据分析技术，对这些信息进行处理、分析和预警，从而实现对校园安全的全面监管。
二、系统组成1. 传感装置：系统采用各种类型的传感器，如视频监控、烟雾、温度、湿度、声音等传感器，可覆盖校园内的各个区域，实时感知环境数据。
2. 数据交互平台：系统采用云计算技术，将传感器采集到的数据发送至云平台。
同时，系统中的监控设备可实时传输图像和视频数据。
这样，可以实现数据的实时交互和共享。
3. 数据管理与分析模块：通过对传感器采集到的数据进行处理和分析，系统能够识别并预测潜在的安全隐患，如火灾、突发事件等，及时发出警报并提供相关的处理方案。
同时，系统还可以根据历史数据进行智能学习，进一步提升系统的准确性。
4. 预警与响应系统：当系统监测到异常情况时，会立即向校园管理人员发送预警信息，同时与紧急援助系统、消防救援系统等联动，快速响应并采取相应的措施，以保证校园内人员的安全。
三、系统功能与特点1. 事件识别与分析：系统通过数据管理与分析模块，可以迅速识别和分析各类事件，包括火灾、煤气泄漏、危险品存储异常等。
通过智能分析算法，系统能够进行异常检测并及时发出警报。
2. 预警与响应：系统在发现异常情况后，会立即向校园管理人员发送预警信息，提供详细的事件描述和处理建议。
同时，系统还能与紧急援助系统、消防救援系统等进行联动，实现快速响应和处置。
3. 数据可视化与报告生成：系统通过数据可视化技术，将感测到的各类数据以图表、图像等方式直观展示，帮助管理人员了解校园的实时状况。
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3、项目创新特色概述
创新特色主要分为以下几个部分：
（1）非接触式测温
本系统适用于人员密集且流动性较大领域，通过非接触式测温，降低了人工测量时交叉感染的风险，并且可快速获得体温数据。
体温数据传输时间大大减少。
提高快速应急响应能力，有效遏制了疫情传播风险。
（2）同时实现多目标体温测量
本项目中测量体温，每名同学都相当于一个独立的体温采集的传感器节点，可以让大量的网络拓扑为树状结构的体温传感器节点同时采集数据，即便是大量的人员流动时，也能够快速测温，及时判断。
（3）多预警阈值的选择。
基于数据研究，除将单监测端体温超过37.6 ℃作为触发报警的阈值之外，还将单监测端监测体温上升过快和多个监测端监测体温异常作为判定依据，避免了单个监测预警阈值所产生的不准确性，使得疫情预警更为灵敏、准确和真实。
4、项目研究技术路线
4.1、该项目总系统框图如图（4）所示：
图4 总系统结构框架图
本项目基于 MLX90614 红外测温和无线传感器网络技术，通过大量的网络拓扑为树
状结构的体温传感器节点来采集数据，同时传感体温数据采集子系统采用 ZigBee无线通信技术协议，数据监控中心子系统传输 TCP/IP 数据流，SQL数据库接收数据进行解析并存储，同时基于 B/S 模式的 Web 网络信息中心子系统可实时监控分析学生体温数据，从而动态感知体温的威胁程度。
并且汇聚节点作为 ZigBee 网络和客户端的接口，可将体温数据传输到客户端计算机。
管理人员可以通过客户端实时监控和查看体温数据。
4.2、硬件部分
4.2.1、该系统硬件部分电路图如图（5）所示：
图5 系统硬件电路图
（1）红外测温
红外测温模块采用MLX90614ESF－ACC 红外线温度感应模块。
在出厂前该模块已进行校验及线性化，精度高，体积小，测温范围为－40～85℃，支持SMBus 输入输出标准，兼容脉宽调制（PWM）输出方式。
采用SMBus 总线输出方式，将红外测温得到的人的额头温度传送至单片机进行处理。
（2）环境温度检测
环境温度检测模块采用DS18B20 温度传感器，测温范围为-55～125℃，精确度±0．5℃，通过单线数字式接口与单片机连接。
（3）ATmega16 单片机
处理器采用高性能的ATmega16 单片机，时钟模块采用DS1302 时钟芯片显示模块通过74HC595 驱动数码管，实时报警模块主要包括蜂鸣器和发光二极管。
4.3、软件部分
4.3.1、程序流程图
图6 程序流程图
（1）温差修正方法
温差修正方法采用查表法。
根据环境温度范围将人的额头温度与人体体温数据做成了若干张温度对照表。
单片机接收红外测温模块测量到的人的额头温度和环境温度检测模块测量到的环境温度，先判断环境温度的范围找到对应的温度对照表，再通过查表得到人的额头温度对应的人体体温，从而修正了温差。
修正后的体温实时测量装置经过大量测试能准确测量出人体体温。
（2）温度对照表
表(1) 温度对照表
4.3.2、关键阈值确定
本项目在设计时设置了报警功能，当监测到学生体温实时测量结果超出设定阈值或短时间内体温快速升高时，红外测温模块会发出报警信号(声、光信号或震动信号)，提示学生体温异常，并且传输数据至客户端，数据库将记录异常值
4.3.3、数据扫描
温度数据的读取采用定时器中断扫描，若读取到人的额头温度和环境温度，先判断环境温度的范围找到对应的温度对照表，再通过查表得到人的额头温度对应的人体体温，体温数据通过数码管显示。
若体温数据高于设置的上限温度，则系统发出声光报警信号。
最后将人的实际体温数据通过ZigBee 无线发送模块发送至中心节点。
4.4、数据传输
（1）该系统中无线传输原理图如图（7）所示：
图7 无线传输原理图
（2）ZigBee通信技术
ZigBee技术是一种近距离、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术，其主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。
通过 ZigBee 传送数据至计算机终端。
数据传输稳定、可靠。
（3）传感体温数据采集子系统
数据采集子系统主要由体温传感器节点、路由节点和汇聚节点组成。
大量的网络拓扑为树状结构的体温传感器节点负责采集数据，通过无线通信方式将数据转发到路由节点，物理地址以及采集的数据通过路由转发到汇聚节点。
当上位机将相关指令经过网关发送到汇聚节点时也是严格按照 ZigBee 协议规范进行通信。
（4）数据通信与传输子系统
数据传输子系统由网关组成。
由于传感体温数据采集子系统采用ZigBee 协议，而数据监控中心子系统传输TCP/IP 数据流，所以数据传输子系统的主要功能就是实现TCP/IP 数据和ＲS232 串行数据之间的互相转换，为上位机和下位机的互联互通提供保障。
（5）数据库建立
采用Windows Server 2012作为服务器操作系统，同时采用MySQL数据库作为该项目的数据库。
MySQL数据库是一种轻量级数据库，具有体积小、功能完善、操作简单、安全性高等特点，并且MySQL是一款开源软件，十分适合初级开发者使用。
将接收到的实时体温数据存入数据库中便于查询。
输入日期温度范围即可快速地对温度数据进行查。