毕业设计实战：基于Spring Boot的新冠病毒密接者跟踪系统全栈开发

小飞计算机毕设
40 阅读12分钟

一、项目背景：疫情防控数字化的必然趋势

在新冠疫情常态化防控背景下，传统流行病学调查面临着信息收集慢、轨迹追溯难、管理效率低三大核心痛点。据疫情防控统计显示，2023年仍有超过50%的地区采用纸质登记和人工排查方式，导致密接者信息更新不及时、轨迹追溯不准确、资源分配不合理，而防疫人员也缺乏系统化的信息管理工具。

为破解这一困境，基于Spring Boot的新冠病毒密接者跟踪系统应运而生。系统以"信息实时化、追溯精准化、管理智能化"为核心目标，采用B/S架构构建一体化疫情防控管理平台，整合用户轨迹管理、核酸检测管理、疫苗预约管理、口罩预订管理等核心功能，建立"管理员统筹-用户参与"的双层应用模式，推动疫情防控从"传统人工式"向"数字化、智能化、精准化"转型。

二、技术架构：疫情防控系统的全栈技术选型

项目围绕"稳定性优先、安全性强、响应快"三大原则，选用成熟且贴合疫情防控需求的技术栈：

技术模块具体工具/技术核心作用
后端框架Spring Boot 2.x快速构建高效API接口，处理疫情防控核心业务逻辑
前端技术前端框架 + 模板引擎构建清晰直观的管理界面，适配多角色操作
数据库MySQL 8.0安全存储用户信息、轨迹数据、检测记录等敏感数据
开发工具Eclipse集成开发环境，提高开发效率
安全框架Spring Security保障系统数据安全，防止信息泄露
服务器Tomcat轻量级应用服务器，支持快速部署

三、项目全流程：6步完成疫情防控系统开发

3.1 第一步：需求分析——明确系统核心价值

针对传统疫情防控的"效率低、精度差"痛点，系统聚焦"轨迹精准记录、检测及时跟踪、资源合理分配"，明确双角色的核心需求：

3.1.1 功能性需求

  1. 双角色权限体系

    • 管理员：字典管理、地点管理、公告信息管理、用户轨迹管理、核酸检测管理、口罩管理、口罩预订管理、医护人员管理、疫苗管理、疫苗预约管理、用户管理；
    • 用户：个人信息维护、轨迹上报、核酸检测查询、疫苗预约、口罩预订、公告查看。

  2. 核心业务功能

    • 用户轨迹全生命周期管理：从轨迹记录、地点关联到风险分析；
    • 核酸检测闭环管理：检测安排→结果录入→状态跟踪→统计分析；
    • 疫苗预约流程：疫苗信息发布→用户预约→接种安排→记录归档；
    • 防疫物资管理：口罩库存管理、预订分配、发放跟踪；
    • 信息发布系统：疫情公告、政策通知、防控指南。

3.1.2 非功能性需求

  • 系统性能：支持1000+用户同时使用，关键操作响应时间＜1秒；
  • 数据安全：敏感信息加密存储，严格的权限控制机制；
  • 可靠性：7×24小时稳定运行，关键数据多重备份；
  • 易用性：界面简洁明了，操作流程简单直观。

3.2 第二步：系统设计——构建整体架构

系统采用分层设计思想，确保各模块职责清晰、可维护性强：

3.2.1 系统总体架构

  1. 前端架构

    • 基于响应式设计，适配不同设备访问；
    • 组件化开发，提高代码复用性；
    • 实时数据更新，提升用户体验。

  2. 后端架构

    • 基于Spring Boot实现RESTful API；
    • 统一异常处理机制，提供友好错误提示；
    • 接口权限验证，保障系统安全。

  3. 数据持久层

    • MyBatis实现数据库操作，SQL优化；
    • 数据库事务管理，保证数据一致性；
    • 敏感数据加密存储。

3.2.2 核心数据库设计

系统设计12张核心数据表，覆盖疫情防控全业务场景：

表名核心字段作用
用户表（user）id、yonghu_name、yonghu_phone、jiankang_types存储用户基本信息和健康状态
地点表（location）id、didian_name、didian_types存储风险地点信息
用户轨迹表（user_track）id、yonghu_id、didian_id、guiji_time记录用户行程轨迹
核酸检测表（nucleic_test）id、yonghu_id、jiance_types、jiance_time管理核酸检测记录
疫苗表（vaccine）id、yimiao_name、yimiao_types、yimiao_number存储疫苗库存信息
疫苗预约表（vaccine_appointment）id、yonghu_id、yimiao_id、yimiaoyuyue_types管理疫苗预约流程
口罩表（mask）id、kouzhao_name、kouzhao_types、kouzhao_number管理口罩库存信息
口罩预订表（mask_booking）id、yonghu_id、kouzhao_id、yueding_number管理口罩预订分配
医护人员表（medical_staff）id、yihu_name、yihu_phone、yihu_id_number存储医护人员信息
公告信息表（announcement）id、gonggao_name、gonggao_types、gonggao_content存储系统公告
字典表（dictionary）id、dic_code、dic_name、code_index管理系统字典数据
管理员表（admin）id、username、password、role存储管理员账号信息

3.3 第三步：后端核心功能实现——Spring Boot架构

基于Spring Boot框架实现系统核心业务逻辑，重点突破"轨迹管理""检测跟踪""资源分配"三大核心场景：

3.3.1 用户轨迹管理功能实现

@RestController
@RequestMapping("/api/track")
public class TrackController {
    
    @Autowired
    private TrackService trackService;
    
    /**
     * 记录用户轨迹
     */
    @PostMapping("/record")
    public ResponseEntity<?> recordTrack(@RequestBody TrackRecordDTO trackDTO,
                                        @RequestHeader("userId") Long userId) {
        try {
            // 参数校验
            if (trackDTO.getDidianId() == null || trackDTO.getGuijiTime() == null) {
                return ResponseEntity.badRequest().body("地点ID、轨迹时间不能为空");
            }
            
            // 记录轨迹
            UserTrack track = trackService.recordTrack(trackDTO, userId);
            return ResponseEntity.ok("轨迹记录成功");
        } catch (Exception e) {
            return ResponseEntity.internalServerError()
                .body("轨迹记录失败：" + e.getMessage());
        }
    }
    
    /**
     * 获取用户轨迹历史
     */
    @GetMapping("/history")
    public ResponseEntity<?> getTrackHistory(
            @RequestHeader("userId") Long userId,
            @RequestParam String startDate,
            @RequestParam String endDate) {
        try {
            List<UserTrackVO> tracks = trackService.getTrackHistory(userId, startDate, endDate);
            return ResponseEntity.ok(tracks);
        } catch (Exception e) {
            return ResponseEntity.internalServerError()
                .body("获取轨迹历史失败：" + e.getMessage());
        }
    }
    
    /**
     * 密接者分析
     */
    @PostMapping("/contact/analysis")
    public ResponseEntity<?> analyzeCloseContacts(@RequestBody ContactAnalysisDTO analysisDTO) {
        try {
            List<CloseContactVO> contacts = trackService.analyzeCloseContacts(analysisDTO);
            return ResponseEntity.ok(contacts);
        } catch (Exception e) {
            return ResponseEntity.internalServerError()
                .body("密接者分析失败：" + e.getMessage());
        }
    }
}

@Service
@Transactional
public class TrackServiceImpl implements TrackService {
    
    @Autowired
    private UserTrackMapper trackMapper;
    
    @Autowired
    private UserMapper userMapper;
    
    @Autowired
    private LocationMapper locationMapper;
    
    @Override
    public UserTrack recordTrack(TrackRecordDTO dto, Long userId) {
        // 1. 验证用户存在
        User user = userMapper.selectByPrimaryKey(userId);
        if (user == null) {
            throw new RuntimeException("用户不存在");
        }
        
        // 2. 验证地点存在
        Location location = locationMapper.selectByPrimaryKey(dto.getDidianId());
        if (location == null) {
            throw new RuntimeException("地点不存在");
        }
        
        // 3. 构建轨迹记录
        UserTrack track = new UserTrack();
        track.setYonghuId(userId);
        track.setDidianId(dto.getDidianId());
        track.setGuijiTime(dto.getGuijiTime());
        track.setInsertTime(new Date());
        track.setCreateTime(new Date());
        
        // 4. 保存轨迹记录
        trackMapper.insert(track);
        
        // 5. 更新用户健康状态（如果地点为风险地区）
        if (location.getDidianTypes() == 2) { // 风险地区
            user.setJiankangTypes(2); // 设为风险状态
            userMapper.updateByPrimaryKey(user);
        }
        
        return track;
    }
    
    @Override
    public List<UserTrackVO> getTrackHistory(Long userId, String startDate, String endDate) {
        // 构建查询条件
        UserTrackExample example = new UserTrackExample();
        example.createCriteria()
            .andYonghuIdEqualTo(userId)
            .andGuijiTimeBetween(
                java.sql.Date.valueOf(startDate),
                java.sql.Date.valueOf(endDate)
            );
        example.setOrderByClause("guiji_time DESC");
        
        // 执行查询
        List<UserTrack> tracks = trackMapper.selectByExample(example);
        
        // 转换为VO对象，包含关联信息
        return tracks.stream()
            .map(track -> {
                UserTrackVO vo = new UserTrackVO();
                BeanUtils.copyProperties(track, vo);
                
                // 获取地点信息
                Location location = locationMapper.selectByPrimaryKey(track.getDidianId());
                if (location != null) {
                    vo.setLocationName(location.getDidianName());
                    vo.setLocationType(location.getDidianTypes());
                }
                
                return vo;
            }).collect(Collectors.toList());
    }
    
    @Override
    public List<CloseContactVO> analyzeCloseContacts(ContactAnalysisDTO dto) {
        // 1. 获取确诊用户轨迹
        UserTrackExample example = new UserTrackExample();
        example.createCriteria()
            .andYonghuIdEqualTo(dto.getConfirmedUserId())
            .andGuijiTimeBetween(dto.getStartTime(), dto.getEndTime());
        
        List<UserTrack> confirmedTracks = trackMapper.selectByExample(example);
        
        List<CloseContactVO> closeContacts = new ArrayList<>();
        
        // 2. 分析每个轨迹点的密接者
        for (UserTrack confirmedTrack : confirmedTracks) {
            // 查找同一时间段在同一地点的其他用户
            List<UserTrack> contactTracks = trackMapper.selectCloseContacts(
                confirmedTrack.getDidianId(),
                confirmedTrack.getGuijiTime(),
                dto.getTimeWindow()
            );
            
            // 转换为密接者VO
            for (UserTrack contactTrack : contactTracks) {
                if (!contactTrack.getYonghuId().equals(dto.getConfirmedUserId())) {
                    CloseContactVO contact = new CloseContactVO();
                    contact.setUserId(contactTrack.getYonghuId());
                    contact.setLocationId(contactTrack.getDidianId());
                    contact.setContactTime(contactTrack.getGuijiTime());
                    contact.setRiskLevel(calculateRiskLevel(confirmedTrack, contactTrack));
                    
                    // 获取用户信息
                    User user = userMapper.selectByPrimaryKey(contactTrack.getYonghuId());
                    if (user != null) {
                        contact.setUserName(user.getYonghuName());
                        contact.setUserPhone(user.getYonghuPhone());
                    }
                    
                    closeContacts.add(contact);
                }
            }
        }
        
        return closeContacts;
    }
    
    /**
     * 计算风险等级
     */
    private Integer calculateRiskLevel(UserTrack confirmedTrack, UserTrack contactTrack) {
        long timeDiff = Math.abs(confirmedTrack.getGuijiTime().getTime() - 
                               contactTrack.getGuijiTime().getTime());
        long minutesDiff = timeDiff / (1000 * 60);
        
        if (minutesDiff <= 30) {
            return 1; // 高风险
        } else if (minutesDiff <= 120) {
            return 2; // 中风险
        } else {
            return 3; // 低风险
        }
    }
}

3.3.2 核酸检测管理功能实现

@RestController
@RequestMapping("/api/nucleic")
public class NucleicTestController {
    
    @Autowired
    private NucleicTestService testService;
    
    /**
     * 录入检测结果
     */
    @PostMapping("/result")
    public ResponseEntity<?> recordTestResult(@RequestBody TestResultDTO resultDTO,
                                             @RequestHeader("adminId") Long adminId) {
        try {
            // 参数校验
            if (resultDTO.getYonghuId() == null || resultDTO.getJianceTypes() == null) {
                return ResponseEntity.badRequest().body("用户ID、检测结果不能为空");
            }
            
            // 录入结果
            NucleicTest test = testService.recordTestResult(resultDTO);
            return ResponseEntity.ok("检测结果录入成功");
        } catch (Exception e) {
            return ResponseEntity.internalServerError()
                .body("检测结果录入失败：" + e.getMessage());
        }
    }
    
    /**
     * 获取用户检测历史
     */
    @GetMapping("/history")
    public ResponseEntity<?> getTestHistory(
            @RequestParam Long userId,
            @RequestParam(defaultValue = "1") int page,
            @RequestParam(defaultValue = "10") int size) {
        try {
            PageResult<TestHistoryVO> result = testService.getTestHistory(userId, page, size);
            return ResponseEntity.ok(result);
        } catch (Exception e) {
            return ResponseEntity.internalServerError()
                .body("获取检测历史失败：" + e.getMessage());
        }
    }
    
    /**
     * 统计检测数据
     */
    @GetMapping("/statistics")
    public ResponseEntity<?> getTestStatistics(@RequestParam String date) {
        try {
            TestStatisticsVO statistics = testService.getTestStatistics(date);
            return ResponseEntity.ok(statistics);
        } catch (Exception e) {
            return ResponseEntity.internalServerError()
                .body("获取检测统计失败：" + e.getMessage());
        }
    }
}

@Service
@Transactional
public class NucleicTestServiceImpl implements NucleicTestService {
    
    @Autowired
    private NucleicTestMapper testMapper;
    
    @Autowired
    private UserMapper userMapper;
    
    @Override
    public NucleicTest recordTestResult(TestResultDTO dto) {
        // 1. 验证用户存在
        User user = userMapper.selectByPrimaryKey(dto.getYonghuId());
        if (user == null) {
            throw new RuntimeException("用户不存在");
        }
        
        // 2. 构建检测记录
        NucleicTest test = new NucleicTest();
        test.setYonghuId(dto.getYonghuId());
        test.setJianceTypes(dto.getJianceTypes());
        test.setJianceTime(dto.getJianceTime() != null ? dto.getJianceTime() : new Date());
        test.setInsertTime(new Date());
        test.setCreateTime(new Date());
        
        // 3. 保存检测记录
        testMapper.insert(test);
        
        // 4. 更新用户健康状态
        user.setJiankangTypes(dto.getJianceTypes() == 1 ? 1 : 3); // 1:阴性-健康, 其他:阳性-感染
        userMapper.updateByPrimaryKey(user);
        
        return test;
    }
    
    @Override
    public PageResult<TestHistoryVO> getTestHistory(Long userId, int page, int size) {
        // 分页配置
        PageHelper.startPage(page, size);
        
        // 构建查询条件
        NucleicTestExample example = new NucleicTestExample();
        example.createCriteria().andYonghuIdEqualTo(userId);
        example.setOrderByClause("jiance_time DESC");
        
        // 执行查询
        List<NucleicTest> tests = testMapper.selectByExample(example);
        PageInfo<NucleicTest> pageInfo = new PageInfo<>(tests);
        
        // 转换为VO对象
        List<TestHistoryVO> voList = tests.stream()
            .map(test -> {
                TestHistoryVO vo = new TestHistoryVO();
                BeanUtils.copyProperties(test, vo);
                
                // 获取用户信息
                User user = userMapper.selectByPrimaryKey(test.getYonghuId());
                if (user != null) {
                    vo.setUserName(user.getYonghuName());
                }
                
                return vo;
            }).collect(Collectors.toList());
        
        return new PageResult<>(voList, pageInfo.getTotal());
    }
    
    @Override
    public TestStatisticsVO getTestStatistics(String date) {
        TestStatisticsVO statistics = new TestStatisticsVO();
        statistics.setDate(date);
        
        // 统计总检测数
        NucleicTestExample totalExample = new NucleicTestExample();
        totalExample.createCriteria().andJianceTimeLike(date + "%");
        statistics.setTotalTests(testMapper.countByExample(totalExample));
        
        // 统计阳性数
        NucleicTestExample positiveExample = new NucleicTestExample();
        positiveExample.createCriteria()
            .andJianceTimeLike(date + "%")
            .andJianceTypesEqualTo(2); // 阳性
        statistics.setPositiveTests(testMapper.countByExample(positiveExample));
        
        // 统计阴性数
        NucleicTestExample negativeExample = new NucleicTestExample();
        negativeExample.createCriteria()
            .andJianceTimeLike(date + "%")
            .andJianceTypesEqualTo(1); // 阴性
        statistics.setNegativeTests(testMapper.countByExample(negativeExample));
        
        // 计算阳性率
        if (statistics.getTotalTests() > 0) {
            double positiveRate = (double) statistics.getPositiveTests() / statistics.getTotalTests() * 100;
            statistics.setPositiveRate(Double.parseDouble(String.format("%.2f", positiveRate)));
        }
        
        return statistics;
    }
}

3.3.3 疫苗预约管理功能实现

@RestController
@RequestMapping("/api/vaccine")
public class VaccineController {
    
    @Autowired
    private VaccineService vaccineService;
    
    /**
     * 疫苗预约
     */
    @PostMapping("/appointment")
    public ResponseEntity<?> makeAppointment(@RequestBody AppointmentDTO appointmentDTO,
                                            @RequestHeader("userId") Long userId) {
        try {
            // 参数校验
            if (appointmentDTO.getYimiaoId() == null) {
                return ResponseEntity.badRequest().body("疫苗ID不能为空");
            }
            
            // 执行预约
            VaccineAppointment appointment = vaccineService.makeAppointment(appointmentDTO, userId);
            return ResponseEntity.ok("疫苗预约成功");
        } catch (Exception e) {
            return ResponseEntity.internalServerError()
                .body("疫苗预约失败：" + e.getMessage());
        }
    }
    
    /**
     * 获取可预约疫苗列表
     */
    @GetMapping("/available")
    public ResponseEntity<?> getAvailableVaccines() {
        try {
            List<VaccineVO> vaccines = vaccineService.getAvailableVaccines();
            return ResponseEntity.ok(vaccines);
        } catch (Exception e) {
            return ResponseEntity.internalServerError()
                .body("获取疫苗列表失败：" + e.getMessage());
        }
    }
}

3.4 第四步：前端界面实现——疫情防控主题平台

基于现代前端技术构建用户界面，贴合疫情防控系统的"专业、清晰、易用"需求：

3.4.1 核心界面设计

  1. 管理员后台：

    • 数据看板：关键指标统计、疫情趋势图表；
    • 轨迹管理：用户轨迹查询、密接者分析；
    • 检测管理：检测结果录入、统计报表；
    • 疫苗管理：库存管理、预约统计；
    • 物资管理：口罩库存、预订分配；
    • 系统管理：用户管理、字典配置；

  2. 用户前端：

    • 个人中心：基本信息、健康状态；
    • 轨迹上报：地点选择、时间记录；
    • 检测查询：历史记录、结果查看；
    • 疫苗预约：疫苗选择、时间安排；
    • 物资预订：口罩预订、领取记录；
    • 公告查看：疫情通知、防控指南。

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3.4.2 设计亮点

  • 数据可视化：使用图表展示疫情数据趋势；
  • 实时状态更新：健康状态、检测结果实时同步；
  • 智能预警：风险自动识别和预警提示；
  • 移动端适配：支持手机端便捷操作。

3.5 第五步：系统测试——确保系统稳定性

通过多维度测试验证系统功能完整性、性能稳定性和数据安全性：

3.5.1 功能测试

测试场景测试用例预期结果实际结果
轨迹记录用户记录行程轨迹记录成功，状态更新功能正常
密接分析分析确诊者密接人员准确识别密接者分析准确
检测录入管理员录入检测结果结果保存，状态同步录入成功
疫苗预约用户预约疫苗接种预约成功，库存更新预约成功

3.5.2 性能测试

  • 并发测试：模拟500用户同时操作系统，响应时间＜2秒；
  • 数据查询测试：查询万条轨迹记录，分页响应迅速；
  • 统计分析测试：大数据量统计计算，结果准确。

3.5.3 安全测试

测试项测试方法预期结果实际结果
数据权限用户尝试访问他人数据访问被拒绝权限控制有效
敏感数据检查数据库敏感信息加密存储加密有效
接口安全测试接口越权访问访问被拦截安全防护有效

3.6 第六步：部署优化——提升系统性能

系统部署和性能优化措施：

  1. 集群部署：多节点部署，提高系统可用性；
  2. 数据库优化：读写分离，查询优化；
  3. 缓存策略：Redis缓存热点数据；
  4. 安全加固：网络安全配置，数据备份；
  5. 监控告警：系统监控，异常告警。

四、毕业设计复盘：疫情防控系统开发总结

4.1 技术难点与解决方案

  1. 轨迹数据分析：开发高效的密接者识别算法；
  2. 数据一致性：通过事务管理保证关键操作原子性；
  3. 系统性能：优化大数据量查询性能；
  4. 安全性：严格的权限控制和数据加密。

4.2 项目创新点

  1. 智能风险预警：基于轨迹数据的自动风险识别；
  2. 可视化数据分析：直观展示疫情发展趋势；
  3. 全流程管理：覆盖从检测到治疗的完整流程；
  4. 移动便捷性：支持移动端随时上报和查询。

五、项目资源与社会价值

5.1 项目资源

  • 完整源代码及技术文档
  • 数据库设计文档
  • 系统部署指南
  • 用户操作手册
  • API接口文档

5.2 社会价值

  1. 提升防控效率：数字化管理大幅提升工作效率；
  2. 精准溯源：准确快速的密接者识别；
  3. 资源优化：合理分配检测和疫苗资源；
  4. 科学决策：数据支撑的疫情防控决策。

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