毕业设计实战：基于Spring Boot的校园疫情防控系统全栈开发

小飞计算机毕设
36 阅读12分钟

一、项目背景：后疫情时代的校园健康管理革新

自2019年新冠疫情爆发以来，校园疫情防控已成为教育系统面临的重要挑战。据统计，全国各级学校每日需要处理数以万计的健康数据，传统的人工登记、纸质报表方式效率低下且易出错。在常态化疫情防控背景下，85%的学校管理者期待通过数字化手段实现精准、高效的疫情管控。

基于Spring Boot的校园疫情防控系统应运而生，系统采用轻量级B/S架构，整合健康监测、出入管理、请假审批、疫情知识普及等全场景服务，构建"管理员监管-学生自主-数据联动"的智能化防控体系，为校园疫情防控提供数字化解决方案，确保师生健康安全。

二、技术架构：校园疫情防控系统的全栈技术选型

项目以"实时性、准确性、安全性"为核心设计理念，采用业界成熟的Java Web技术栈，确保系统稳定运行与快速响应：

技术模块具体工具/技术核心作用
后端框架Spring Boot 2.x快速构建微服务，简化配置，提供完整MVC解决方案
数据库MySQL 8.0 + RedisMySQL存储业务数据，Redis缓存热点数据和会话信息
前端技术JSP + Bootstrap + JavaScript构建响应式界面，适配多终端，优化用户体验
架构模式B/S结构跨平台访问，无需安装客户端，浏览器直接使用
消息队列RabbitMQ处理高并发健康数据上报，实现异步削峰
服务器Tomcat 9.0 + NginxTomcat处理业务，Nginx实现负载均衡
开发工具MyEclipse + Navicat集成开发环境与数据库管理工具

三、项目全流程：6步完成校园疫情防控系统开发

3.1 第一步：需求分析——明确系统核心价值

传统校园疫情防控存在"数据分散、流程繁琐、响应滞后"三大痛点，本系统聚焦"精准、高效、智能"，核心需求分为功能性与非功能性两类：

3.1.1 功能性需求

  1. 双角色权限体系

    • 管理员：首页、个人中心、核酸检测管理、体温状态管理、学生管理、学生状态管理、休假申请管理、出入登记管理、疫情知识管理、论坛管理、系统管理；
    • 学生：首页、个人中心、学生状态管理、休假申请管理、出入登记管理；
    • 前台首页：首页、出入登记、疫情知识、论坛信息、疫情公告、个人中心、后台管理、客服。

  2. 核心防控功能

    • 健康监测：体温状态管理、核酸检测记录、身体状况上报；
    • 出入管理：出入登记审批、实时体温记录、行程轨迹追踪；
    • 请假管理：休假申请、行程报备、审批流程；
    • 知识普及：疫情知识发布、防控指南、政策宣传。

  3. 应急处理功能

    • 异常预警：体温异常、核酸异常自动预警；
    • 快速溯源：密接人员快速排查、行程轨迹分析；
    • 数据统计：健康数据可视化、疫情态势分析。

3.1.2 非功能性需求

  • 系统性能：支持千级用户并发访问，数据上报响应时间＜1秒；
  • 数据安全：学生健康信息加密存储，权限分级管理；
  • 系统可用：99.9%的系统可用性，完善的应急处理机制；
  • 实时性：健康数据实时更新，异常情况即时告警。

3.2 第二步：系统设计——构建整体架构

系统采用微服务架构模式，确保各服务模块独立部署、弹性伸缩：

3.2.1 系统总体架构

  1. 接入层

    • API网关：统一入口、身份认证、请求路由；
    • 负载均衡：Nginx分发请求，保障系统高可用。

  2. 业务服务层

    • 用户服务：学生信息管理、权限控制；
    • 健康服务：体温监测、核酸数据管理；
    • 审批服务：出入登记、休假申请审批；
    • 消息服务：通知推送、预警提醒。

  3. 数据支撑层

    • MySQL：业务数据持久化存储；
    • Redis：热点数据缓存、会话管理；
    • Elasticsearch：日志检索、数据统计分析。

3.2.2 核心数据库设计

系统设计多个核心业务表，确保疫情防控数据的完整性和追溯性：

表名核心字段作用
xuesheng（学生表）id、xuehao、mima、xueshengxingming、xingbie、touxiang、zhuanye、banji、zhuzhishengfen、shiji、xianqu、shouji、youxiang存储学生基本信息与健康档案
xueshengzhuangtai（学生状态表）id、xuehao、xueshengxingming、xingbie、touxiang、shouji、shentizhuangtai、hesuanjiance、hesuanzhuangtai、tiwen、tiwenzhuangtai、gengxinriqi存储学生健康状态数据
churudengji（出入登记表）id、dengjibiaoti、dengjileixing、dengjineirong、dengjishijian、beizhu、xuehao、xueshengxingming、xingbie、touxiang、shishitiwen、shouji、banji、zhuanye、sfsh、shhf存储学生出入校园记录
xiujiashenqing（休假申请表）id、shenqingbianhao、shenqingbiaoti、shenqingneirong、xiujiatianshu、xingchengchengshi、tujingchengshi、shenqingriqi、beizhu、xuehao、xueshengxingming、touxiang、zhuanye、banji、shouji、sfsh、shhf存储学生请假申请记录

3.3 第三步：后端核心功能实现——Spring Boot架构

基于Spring Boot框架实现系统核心功能，重点解决"健康监测""出入管理""应急处理"等核心业务场景：

3.3.1 健康状态管理功能实现

@RestController
@RequestMapping("/api/health")
public class HealthStatusController {
    
    @Autowired
    private HealthStatusService healthStatusService;
    
    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;
    
    /**
     * 学生上报健康状态
     */
    @PostMapping("/report")
    public ResponseEntity<?> reportHealthStatus(@RequestBody HealthReportDTO reportDTO) {
        try {
            // 参数验证
            if (StringUtils.isEmpty(reportDTO.getXuehao()) || 
                reportDTO.getTiwen() == null) {
                return ResponseEntity.badRequest().body("学号和体温不能为空");
            }
            
            // 体温异常预警
            if (reportDTO.getTiwen() > 37.3) {
                // 发送预警通知
                healthStatusService.sendTemperatureAlert(reportDTO);
            }
            
            HealthStatus healthStatus = new HealthStatus();
            healthStatus.setXuehao(reportDTO.getXuehao());
            healthStatus.setXueshengxingming(reportDTO.getXueshengxingming());
            healthStatus.setXingbie(reportDTO.getXingbie());
            healthStatus.setTouxiang(reportDTO.getTouxiang());
            healthStatus.setShouji(reportDTO.getShouji());
            healthStatus.setShentizhuangtai(reportDTO.getShentizhuangtai());
            healthStatus.setHesuanjiance(reportDTO.getHesuanjiance());
            healthStatus.setHesuanzhuangtai(reportDTO.getHesuanzhuangtai());
            healthStatus.setTiwen(reportDTO.getTiwen());
            healthStatus.setTiwenzhuangtai(calculateTemperatureStatus(reportDTO.getTiwen()));
            healthStatus.setGengxinriqi(new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(new Date()));
            healthStatus.setAddtime(new Date());
            
            healthStatusService.saveHealthStatus(healthStatus);
            
            // 更新缓存
            String cacheKey = "health_status:" + reportDTO.getXuehao();
            redisTemplate.opsForValue().set(cacheKey, healthStatus, Duration.ofHours(1));
            
            return ResponseEntity.ok("健康状态上报成功");
        } catch (Exception e) {
            return ResponseEntity.internalServerError()
                .body("健康状态上报失败：" + e.getMessage());
        }
    }
    
    /**
     * 获取学生健康状态
     */
    @GetMapping("/status/{xuehao}")
    public ResponseEntity<?> getHealthStatus(@PathVariable String xuehao) {
        try {
            // 先查缓存
            String cacheKey = "health_status:" + xuehao;
            HealthStatus cachedStatus = (HealthStatus) redisTemplate.opsForValue().get(cacheKey);
            
            if (cachedStatus != null) {
                return ResponseEntity.ok(cachedStatus);
            }
            
            // 缓存未命中，查询数据库
            HealthStatus healthStatus = healthStatusService.getLatestHealthStatus(xuehao);
            if (healthStatus != null) {
                redisTemplate.opsForValue().set(cacheKey, healthStatus, Duration.ofHours(1));
            }
            
            return ResponseEntity.ok(healthStatus);
        } catch (Exception e) {
            return ResponseEntity.internalServerError()
                .body("获取健康状态失败：" + e.getMessage());
        }
    }
    
    /**
     * 体温状态计算
     */
    private String calculateTemperatureStatus(Double temperature) {
        if (temperature < 36.0) {
            return "体温偏低";
        } else if (temperature <= 37.3) {
            return "体温正常";
        } else if (temperature <= 38.0) {
            return "低烧";
        } else {
            return "高烧";
        }
    }
    
    /**
     * 批量导出健康数据
     */
    @GetMapping("/export")
    public ResponseEntity<?> exportHealthData(
            @RequestParam String startDate,
            @RequestParam String endDate,
            @RequestParam(required = false) String zhuanye) {
        try {
            HealthExportQuery query = new HealthExportQuery();
            query.setStartDate(startDate);
            query.setEndDate(endDate);
            query.setZhuanye(zhuanye);
            
            List<HealthExportVO> exportData = healthStatusService.getHealthExportData(query);
            
            // 生成Excel文件
            byte[] excelData = healthStatusService.generateHealthReport(exportData);
            
            HttpHeaders headers = new HttpHeaders();
            headers.setContentType(MediaType.APPLICATION_OCTET_STREAM);
            headers.setContentDispositionFormData("attachment", "health_report.xlsx");
            
            return new ResponseEntity<>(excelData, headers, HttpStatus.OK);
        } catch (Exception e) {
            return ResponseEntity.internalServerError()
                .body("导出健康数据失败：" + e.getMessage());
        }
    }
}

3.3.2 出入登记管理功能实现

@Service
@Transactional
public class AccessRegistrationService {
    
    @Autowired
    private AccessRegistrationMapper accessMapper;
    
    @Autowired
    private HealthStatusService healthStatusService;
    
    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;
    
    /**
     * 学生出入登记
     */
    public AccessRegistration registerAccess(AccessRegisterDTO registerDTO) {
        // 验证学生身份
        Student student = accessMapper.selectStudentByXuehao(registerDTO.getXuehao());
        if (student == null) {
            throw new RuntimeException("学生不存在");
        }
        
        // 检查健康状态
        HealthStatus healthStatus = healthStatusService.getLatestHealthStatus(registerDTO.getXuehao());
        if (healthStatus == null) {
            throw new RuntimeException("请先上报健康状态");
        }
        
        if (!"体温正常".equals(healthStatus.getTiwenzhuangtai())) {
            throw new RuntimeException("体温异常，禁止出入");
        }
        
        if ("阳性".equals(healthStatus.getHesuanzhuangtai())) {
            throw new RuntimeException("核酸检测阳性，禁止出入");
        }
        
        AccessRegistration registration = new AccessRegistration();
        registration.setDengjibiaoti(generateAccessTitle(registerDTO.getDengjileixing()));
        registration.setDengjileixing(registerDTO.getDengjileixing());
        registration.setDengjineirong(registerDTO.getDengjineirong());
        registration.setDengjishijian(new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(new Date()));
        registration.setBeizhu(registerDTO.getBeizhu());
        registration.setXuehao(registerDTO.getXuehao());
        registration.setXueshengxingming(student.getXueshengxingming());
        registration.setXingbie(student.getXingbie());
        registration.setTouxiang(student.getTouxiang());
        registration.setShishitiwen(healthStatus.getTiwen());
        registration.setShouji(student.getShouji());
        registration.setBanji(student.getBanji());
        registration.setZhuanye(student.getZhuanye());
        registration.setSfsh("待审核");
        registration.setAddtime(new Date());
        
        accessMapper.insertAccessRegistration(registration);
        
        // 发送审核通知
        rabbitTemplate.convertAndSend("access.exchange", "access.register", registration);
        
        return registration;
    }
    
    /**
     * 管理员审核出入登记
     */
    public AccessRegistration auditAccess(AccessAuditDTO auditDTO) {
        AccessRegistration registration = accessMapper.selectAccessById(auditDTO.getId());
        if (registration == null) {
            throw new RuntimeException("出入登记记录不存在");
        }
        
        registration.setSfsh(auditDTO.getSfsh());
        registration.setShhf(auditDTO.getShhf());
        
        accessMapper.updateAccessRegistration(registration);
        
        // 发送审核结果通知
        rabbitTemplate.convertAndSend("access.exchange", "access.audit", registration);
        
        return registration;
    }
    
    /**
     * 生成登记标题
     */
    private String generateAccessTitle(String accessType) {
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("MM月dd日");
        String dateStr = sdf.format(new Date());
        
        if ("入校".equals(accessType)) {
            return dateStr + "入校登记";
        } else if ("离校".equals(accessType)) {
            return dateStr + "离校登记";
        } else {
            return dateStr + "出入登记";
        }
    }
    
    /**
     * 获取今日出入统计
     */
    public AccessStatistics getTodayAccessStatistics() {
        String today = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd").format(new Date());
        
        AccessStatistics statistics = new AccessStatistics();
        statistics.setDate(today);
        statistics.setTotalAccess(accessMapper.countTodayAccess(today));
        statistics.setEnterAccess(accessMapper.countTodayEnterAccess(today));
        statistics.setLeaveAccess(accessMapper.countTodayLeaveAccess(today));
        statistics.setApprovedAccess(accessMapper.countTodayApprovedAccess(today));
        
        return statistics;
    }
}

3.3.3 休假申请管理功能实现

@RestController
@RequestMapping("/api/leave")
public class LeaveApplicationController {
    
    @Autowired
    private LeaveApplicationService leaveService;
    
    @Autowired
    private HealthStatusService healthStatusService;
    
    /**
     * 学生提交休假申请
     */
    @PostMapping("/apply")
    public ResponseEntity<?> applyLeave(@RequestBody LeaveApplyDTO applyDTO) {
        try {
            // 参数验证
            if (StringUtils.isEmpty(applyDTO.getXuehao()) || 
                StringUtils.isEmpty(applyDTO.getShenqingbiaoti())) {
                return ResponseEntity.badRequest().body("学号和申请标题不能为空");
            }
            
            // 检查健康状态
            HealthStatus healthStatus = healthStatusService.getLatestHealthStatus(applyDTO.getXuehao());
            if (healthStatus != null && !"体温正常".equals(healthStatus.getTiwenzhuangtai())) {
                return ResponseEntity.badRequest().body("体温异常，暂不能申请休假");
            }
            
            LeaveApplication application = leaveService.submitLeaveApplication(applyDTO);
            return ResponseEntity.ok(application);
        } catch (Exception e) {
            return ResponseEntity.internalServerError()
                .body("休假申请提交失败：" + e.getMessage());
        }
    }
    
    /**
     * 管理员审批休假申请
     */
    @PostMapping("/audit")
    public ResponseEntity<?> auditLeave(@RequestBody LeaveAuditDTO auditDTO) {
        try {
            LeaveApplication application = leaveService.auditLeaveApplication(auditDTO);
            return ResponseEntity.ok(application);
        } catch (Exception e) {
            return ResponseEntity.internalServerError()
                .body("休假申请审批失败：" + e.getMessage());
        }
    }
    
    /**
     * 获取学生休假记录
     */
    @GetMapping("/history/{xuehao}")
    public ResponseEntity<?> getLeaveHistory(
            @PathVariable String xuehao,
            @RequestParam(defaultValue = "1") int page,
            @RequestParam(defaultValue = "10") int size) {
        try {
            PageResult<LeaveApplication> result = leaveService.getLeaveHistory(xuehao, page, size);
            return ResponseEntity.ok(result);
        } catch (Exception e) {
            return ResponseEntity.internalServerError()
                .body("获取休假记录失败：" + e.getMessage());
        }
    }
    
    /**
     * 休假申请统计
     */
    @GetMapping("/statistics")
    public ResponseEntity<?> getLeaveStatistics(
            @RequestParam String startDate,
            @RequestParam String endDate) {
        try {
            LeaveStatistics statistics = leaveService.getLeaveStatistics(startDate, endDate);
            return ResponseEntity.ok(statistics);
        } catch (Exception e) {
            return ResponseEntity.internalServerError()
                .body("获取休假统计失败：" + e.getMessage());
        }
    }
}

3.3.4 疫情知识管理功能实现

@Service
@Transactional
public class EpidemicKnowledgeService {
    
    @Autowired
    private KnowledgeMapper knowledgeMapper;
    
    /**
     * 发布疫情知识
     */
    public EpidemicKnowledge publishKnowledge(KnowledgePublishDTO publishDTO) {
        EpidemicKnowledge knowledge = new EpidemicKnowledge();
        knowledge.setBiaotimingcheng(publishDTO.getBiaotimingcheng());
        knowledge.setFenlei(publishDTO.getFenlei());
        knowledge.setTupian(publishDTO.getTupian());
        knowledge.setShipin(publishDTO.getShipin());
        knowledge.setNeirong(publishDTO.getNeirong());
        knowledge.setFaburiqi(new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd").format(new Date()));
        knowledge.setAddtime(new Date());
        
        knowledgeMapper.insertKnowledge(knowledge);
        return knowledge;
    }
    
    /**
     * 获取疫情知识列表
     */
    public PageResult<EpidemicKnowledge> getKnowledgeList(KnowledgeQuery query) {
        List<EpidemicKnowledge> knowledgeList = knowledgeMapper.selectKnowledgeList(query);
        int total = knowledgeMapper.selectKnowledgeCount(query);
        
        return new PageResult<>(knowledgeList, total, query.getPage(), query.getSize());
    }
    
    /**
     * 搜索疫情知识
     */
    public List<EpidemicKnowledge> searchKnowledge(String keyword) {
        return knowledgeMapper.searchKnowledge(keyword);
    }
    
    /**
     * 获取知识分类统计
     */
    public List<KnowledgeCategoryStats> getCategoryStatistics() {
        return knowledgeMapper.getKnowledgeCategoryStats();
    }
}

3.4 第四步：前端界面实现——双角色适配界面

基于JSP + Bootstrap构建适配管理员与学生的差异化界面，遵循"医疗风格、清晰直观"的设计原则：

3.4.1 学生功能界面

  • 健康上报：体温录入、身体状况选择、核酸结果上报；
  • 出入登记：入校/离校登记、行程报备、审核状态查询；
  • 休假申请：请假申请填写、行程轨迹报备、审批进度跟踪；
  • 个人中心：健康档案查看、历史记录查询、个人信息维护。

3.4.2 管理员功能界面

  • 数据监控：健康数据实时监控、异常预警处理；
  • 审批管理：出入登记审核、休假申请审批；
  • 统计分析：健康数据统计、出入情况分析、疫情态势评估；
  • 系统管理：学生信息管理、疫情知识发布、系统参数配置。

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3.5 第五步：系统测试——确保系统稳定可靠

通过全方位测试策略，验证校园疫情防控系统的功能完整性与性能稳定性：

3.5.1 功能测试

设计覆盖核心业务场景的测试用例：

测试场景测试用例预期结果实际结果是否通过
健康上报学生提交体温37.5℃系统预警，状态显示"低烧"系统预警，状态显示"低烧"是
出入登记学生提交入校申请生成待审核记录生成待审核记录是
休假审批管理员审批通过请假申请状态更新为"通过"申请状态更新为"通过"是
异常处理核酸阳性学生尝试入校系统拒绝并告警系统拒绝并告警是

3.5.2 性能与压力测试

  • 并发测试：模拟500学生同时上报健康数据，系统响应正常；
  • 数据一致性：健康状态、出入记录等关键数据准确同步；
  • 安全测试：敏感信息加密，权限控制有效；
  • 容灾测试：数据库故障时系统降级方案正常运作。

3.6 第六步：问题排查与优化——提升系统体验

开发过程中的核心问题及解决方案：

  1. 问题：高并发健康数据上报性能瓶颈
    解决方案：Redis缓存热点数据，消息队列异步处理，数据库连接池优化。

  2. 问题：异常预警响应不及时
    解决方案：建立实时监控机制，集成消息推送，设置多级预警。

  3. 问题：数据统计分析效率低
    解决方案：引入Elasticsearch，建立数据索引，优化查询算法。

  4. 问题：移动端适配体验差
    解决方案：响应式设计优化，PWA技术应用，离线功能支持。

四、毕业设计复盘：经验总结与实践建议

4.1 开发过程中的技术挑战

  1. 实时性要求：健康数据需要实时更新和预警，对系统性能要求高；
  2. 数据准确性：疫情防控数据必须准确无误，涉及复杂的验证逻辑；
  3. 系统稳定性：需要保证7×24小时稳定运行，完善的监控和告警机制；
  4. 安全性保障：学生健康信息敏感，需要严格的数据安全保护。

4.2 给后续开发者的建议

  1. 微服务架构：将系统拆分为健康服务、审批服务、消息服务等独立微服务；
  2. 大数据分析：集成大数据平台，实现疫情态势预测和智能预警；
  3. 移动端扩展：开发微信小程序，支持移动端健康上报和审批；
  4. 物联网集成：对接智能测温设备，实现自动体温采集；
  5. 多租户支持：支持多校区独立管理，数据隔离和权限控制。

五、项目资源与发展展望

5.1 项目核心资源

本项目提供完整的开发与部署资料：

  • 后端源码：完整的Spring Boot项目源码（含业务逻辑层实现）；
  • 前端资源：JSP页面文件、CSS/JS样式、疫情防控主题素材；
  • 数据库脚本：MySQL建表语句、初始化数据、测试数据；
  • 部署文档：Docker容器化部署方案、性能调优指南；
  • API文档：基于Swagger的RESTful接口文档。

5.2 系统扩展方向

  1. 智能预警：基于AI算法实现疫情传播风险预测；
  2. 健康码集成：对接政府健康码系统，实现数据互通；
  3. 疫苗接种：增加疫苗接种记录和管理功能；
  4. 在线诊疗：集成在线问诊服务，提供医疗支持；
  5. 应急指挥：建立疫情防控应急指挥平台；
  6. 数据可视化：疫情数据大屏展示，实时态势感知；
  7. 多语言支持：支持国际化，适应留学生管理需求。

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