基于SpringBoot的智慧養老系統設計

摘要：在日益嚴重的老齡問題下，社會對老年服務的要求越來越高。隨著社會的發展，老年人的生存質量得到提高，從而減輕了看護人員的勞動強度，改善了養老機構的經營狀況。文章在 SpringBoot技術的基礎上，將智能硬件和大數據有機地融合在一起，設計并實現了一個互聯網智慧養老系統。該系統包括接待管理、老人管理、服務管理、員工管理、床位管理、費用管理、倉庫管理、評估和統計分析，包括從前臺到結賬的全部過程，包括諸如系統管理之類的功能。這個信息化平臺可以給養老工作帶來四大變化，分別是：提高工作效率，降低工作成本，便于對員工進行管理評價以及減輕社會的家庭負擔。

關鍵詞：SpringBoot；智慧養老；服務管理；集群部署；Java

中圖分類號：TP311文獻標志碼：A

0 引言

老有所養是一件大事。隨著我國人口老齡化進程的加快，人們正在面對“未富先老”“空巢化”等養老問題。同時，在信息化的條件下，傳統的養老方式已經不能適應老年群體對幸福生活的要求。這使得智慧養老的發展已是大勢所趨。近年來，隨著互聯網和物聯網技術的快速發展，以“互聯網+”和大數據為基礎的智慧養老模式也隨之出現［1-3］。提升老年人的生活質量，使他們過上更加健康、快樂的晚年生活，對智慧養老平臺的設計和實現具有十分重要的現實意義［4］。智慧養老是以居家老人、社區及養老機構為對象，建立以其為核心的傳感網絡系統與信息平臺，為其提供實時、快捷、高效的服務。物聯、網絡、物聯、物聯、低成本的照護業務。通過對社區、家庭、機構的資源進行整合，智慧養老可以實現24 h的健康管理，從而保障老年人的晚年生活質量。在搭建了一個系統平臺后，通過老人機、腕表、無線傳輸的醫療檢測裝置等一系列智能裝置，實現與子女、服務中心、醫護人員的信息互動。

1 系統的分析和設計

1.1 需求分析與總體框圖

針對老年人的主要問題，筆者的初步調查結果為：（1）老年人記憶力減退，視力減退，手腳不便；（2）老年疾病、突發疾病發生率高；（3）無兒女陪伴，空巢發生率高達48.9%。在此基礎上，本研究提出了以“醫養”為主的新型護理模式，以提高醫療質量為目的的護理模式。智慧養老有兩個缺陷：（1）“智慧養老”的內涵還不夠充實。在我國，智慧養老只限于智能穿戴設備、智能家居和醫療服務。目前，我國的智慧養老系統如養老系統、安全監控系統、醫療保健系統等，相對落后，出現“各自為政”的局面。（2）智能養老產品適老性不足。近幾年，智能穿戴設備、智能家居等產品在凸顯其智能化特征，但忽視了針對老年人的特定受眾群體。對于老年人來說，他們與外界的信息交流不多，對智能產品的了解也不多，在產品的使用上有一定的困難。

基于以上分析，本文設計實現的系統涉及的用戶包括老人、老人親屬、醫生、志愿者、服務中心、項目運營商和政府等。本系統的基本框架如圖1所示，系統以云架構服務器為核心，通過互聯網、物聯網等連接老人、子女、醫護、相關儀器和數據中心。筆者開發的系統可以實現一鍵呼通、隨時定位、健康監測、智能關懷和居家安防。

1.2 系統的相關技術分析

本文設計的智慧養老系統基于SpringBoot微服務架構，利用Java8 API技術重構業務代碼，使用了包括SpringBoot2、SpringCloudGreenwich以及 Mybatis在內的一些關鍵技術。在此基礎上，筆者還提出了一個以Vue為基礎的前臺架構，以便能迅速地建立一個企業的微型服務平臺。

該系統采取了前臺和后臺分開的方式，前臺基于 Vue和Element-UI，后臺使用 SpringCloud Alibaba，并對其基本部件進行了較高的包裝。系統還單獨開源了一個以 Maven為中心庫的框架，通過該中心庫能夠減少工程的冗余，注重業務開發的集成，并且能夠從流量控制、熔絲降級、系統負載等多個方面保障服務的穩定性。注冊、組態、組態、組態等，不但可以精簡項目，而且可以加強每個模塊之間的聯結。

1.2.1 SpringBoot

本設計所建立的體系是以 SpringBoot為基礎，并且利用 Traefik作為逆向代理，在監控背景變更的同時，可以自動地運用新的概要。在總體設計上，封裝多租戶底層，通過減少代碼，實現更大規模的 SaaS多租戶系統。在模塊裝配方面，參考OAuth2，設計了一個多個用戶端的身份驗證系統，并將各個用戶端的身份驗證信息進行相互隔離。借鑒Security，本設計封裝Secure模塊，并利用JWT實現了Token的身份驗證，擴展了 Set Redis等細粒度的控制方法。在轉包作業方面，本設計借鑒了 Greenwich公司的技術體系結構，使用k8s、 jenkins兩種方法對轉包作業進行了分類，實現了轉包作業的目標，并對轉包作業進行了細化。

1.2.2 微服務

本文設計的智慧養老系統采用服務組件化、去中心統一化、容錯處理、進化設計等微服務技術。筆者提出了一種基于多用戶協同優化的多用戶協同優化方法。每一個微服務都只專注于做一項工作，并且把它做得很好。在任何情形中，每一項工作都表現出一種較低的商業功能。在這個系統中，物聯網、互聯網可以開發出一個單一的、具有服務功能的服務，每一個服務都有自己的處理和輕量通信機制，可以將其部署在單一或多個服務器上。本文提出了一個基于業務的松散耦合結構，并帶有一些限定的情境。也就是說，如果需要在同一時間對所有的服務進行更改，那么單個App就不再是一個微服務，這是由于他們是緊密相連的。在需求多種情景的情況下，每個應用程序都是具有情景邊界的一種業務。

筆者在系統設計階段采用微服務技術，可使每個服務獨立存在，也可單獨部署，不用每次發布某個功能都經歷一次全服務發布。該智能養老系統還可讓每個服務單獨負載均衡，盡可能實現“自服務”，在后期進行系統實現時可進行單獨的開發測試及部署。

2 智慧養老系統的實現

本文設計的智慧養老系統的實現環境闡述如下。操作系統為Centos 8.0以上，數據庫為MySQL 8.7，主機為云服務器和物理服務器，WEB服務器采用Tomcat 8.0。應用系統各模塊及相關依賴、中間件需打包成 Docker 部署鏡像，支持通過 Docker 快速集群部署。

2.1 系統數據的統計分析

系統數據包含老人檔案資料、環境資料、平臺資料等。統計和分析相關的資料，包括人員統計、工單統計、設備統計、工作負荷統計。本設計主要采用聚類分析，并以視覺方式顯示于前端界面。老年人的個人資料，如家庭成員、身體狀況、興趣愛好等，都需要在這個模塊中對其進行動態、統一的管理。聚類分析是對一組屬性相近的實體或虛擬對象進行歸類的一種技術。這種實施方式屬于探索式的研究，在進行歸類時，筆者并未預先提出歸類的依據。聚類分析可以從樣本數據開始，對其進行自動的分類，進而獲得老人的當前的健康狀況和活動狀況。由于采用了各種聚類分析的方式，因此得出的結果往往不盡相同。筆者對相同的體系資料作了聚類，所得的分類數目不一定完全相同。

2.2 安全和定位的實現

為了滿足老年人的安全需求，該系統還提供了許多的外部接口，可以將各種安保設備進行升級，例如：智能攝像頭、溫濕度控制器以及消防感應器等。一旦發生事故，可以及時向社會和老年人的家屬提供幫助。在此基礎上，利用人體自身的狀態信息，利用人體的血壓計等智能設備進行自我檢測，并將檢測結果實時上傳到系統中。經過對系統的分析后，對系統中出現的數據異常情況進行系統地預警，并對系統中出現的異常情況進行預警、布防管理和視頻監控等。老年人可利用智慧通信終端，一鍵向客服中心求助，而該平臺的地圖則可快速找到老年人的所在地點。筆者在本系統的實施過程中，運用了軟件手機的技術，從而達到了不需要安裝就能插入使用的功能。耳機、手機可以轉接，也可以自動識別來電，顯示忙或空閑，并有記錄、話務報告等功能。

筆者使用了 SpringBoot控制器來周期性地從 MySQL數據庫中讀取警報策略。在此基礎上，本設計提出了一種基于目標函數的管理方法。該方法將管理目標函數中的目標函數作為管理目標函數，并將其存儲到管理目標函數中。然后，在被探針讀到并完成了對應的工作之后，將會回到控制器的探測結果?？刂破鲗⒉煌燃壍慕Y果存儲到不同的結果池中，這取決于其所標記的等級。多個控制器將從結果池中讀出結果，并決定是否已啟動警報和已啟動回復通知。

2.3 遠程健康監控

在遠程醫療監測的實施中，筆者利用物聯網技術將血糖計、血壓計、心電等儀器與之相連，并把老年人的生理學資料上載至云端架構的服務器。資料服務中心透過網絡收集資料，若資料超出設定范圍，則會即時通知資料使用者。本文對該系統的功能進行了詳細介紹。其中，數據庫服務器、網絡服務器、 SMS服務器、 Email服務器等是實現遠程醫療監測的基礎設施。本文所用的數據庫是 MySQL，所用的網絡服務器是 Tomcat。如果是老年人，也可以使用 PC、移動電話等設備，來與 Web服務器相連，這樣就能得到實時的生理學數據。

2.4 主動關懷功能的實現

本系統具有對群信息進行編輯的功能。本系統按照使用者預先設定提示醫療保健、疾病預防、服藥、天氣情況、政府養老政策以及其他相關信息。這個能力是由服務器發出的，這是一個 ServiceEventSource所執行的，在HTML5規范中有這個功能。在實現了發送的前提下，在建立了一個 EventSource的聯系之后，就可以接收到服務端的發出信息，從而實現雙向通信。這種單向通信與長查詢的方式相似，只不過每次連接之后，都會有不止一次的修改。如果一個用戶向一個服務器發出了一個要求，那么該要求將被保留，直至一個新的信息被預備好，然后將該信息返回給該用戶。這個時候，這個連接并沒有被切斷，依然保留著，用于其他信息。筆者之所以選擇這種方法，是由于每個信息都可以通過一個連接被反復使用。

3 結語

本課題所構建的智能養老系統，既符合了民政部門的經營特征，又滿足了“政府主導，社會參與”的要求，又滿足了我國“以家庭為中心，以社會為中心”的政策要求。在完成了對老年人的最終檢測之后，本系統可以完成對老年人的全面服務。本智能安老平臺整合安老資源，融合發展安老生態鏈，建立售前服務提升系統。本平臺擁有售中服務跟蹤體系和售后服務評估體系，促進“養老+服務、養老+管理、養老+營銷、養老+運營”理念的構建，形成子女、服務提供者和醫護人員共同參與的新型照護方式。

參考文獻

［1］林正敏，王淑娥，于小億，等.基于Django的智慧養老系統設計［J］.電腦知識與技術（學術版），2023（2）：25-28.

［2］張濤，劉雨.“物聯網+大數據”下的智慧養老社區商業模式構建與創新路徑［J］.經濟論壇，2022（9）：126-135.

［3］張宇峰，乞國鈺，周耀鑒，等.基于人工智能及物聯網下智慧養老系統的研究［J］.電子技術與軟件工程，2021（13）：206-207.

［4］羅敏靜.基于物聯網技術的智慧養老系統應用研究［J］.移動信息，2021（6）：191-192.

Design of smart pension system based on SpringBoot

YangZhijun， HouJianghua

（School of Information Engineering， Hunan University of Science and Engineering， Yongzhou 425199， China）

Abstract：With the increasingly serious problem of aging， society’s demand for elderly care services is growing. With the development of society， the quality of life of elderly people has improved， which has reduced the labor intensity of caregivers and improved the operating conditions of elderly care institutions. Based on SpringBoot technology， this study has designed and implemented an Internet-based intelligent elderly care system that integrates smart hardware and big data organically. This system includes reception management， elderly management， service management， staff management， bed management， cost management， warehouse management， evaluation， and statistical analysis， including all processes from the front desk to check-out， and also provides functions such as system management， etc. Using this information platform， the elderly care work can bring about four major changes， namely： improving work efficiency， reducing work costs， facilitating employee management and evaluation， and reducing the burden on families in society.

Key words： SpringBoot; smart pension; service management; cluster deployment; Java