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S2解决方案
健康校园平台
解
决
方
案
2016年5月5日
“TFM”服务外包竞赛小组
第1章目标与服务模型(S2A)
1.1赛题的价值
本服务外包项目主要任务是开发面向学生的健康软件,核心应用包括一个健康校园运营管理平台、一个健康妈妈APP。
健康校园运营管理平台主要为健康妈妈APP提供后台运营维护支持。
健康妈妈APP包括两个角色:
健康妈妈、学生,健康妈妈主要为学生提供健康咨询回复与健康指导并通过相似性比对挖掘技术的输出统计类结果提供针对性的指导与沟通;学生通过健康妈妈APP的症状查询功能向健康校园平台发出请求,健康校园平台通过后端检索引擎技术,快速找到相似度匹配较高的健康知识反馈给健康妈妈APP。
1.2目标问题
当前,高校学生作为整个人口群体中的特殊群体,有外地、离家人远、处于青春期等特点,当遇到各种健康问题,需要更多的关怀与指导。
因此,针对在校园内的学生群体及所在的校园如何进行健康校园的建设成为契合国家发展规划、促进学生个人健康的契机。
因此,亟需设计一款功能强大、使用便捷的健康软件,以便于学生查询自己的症状,同时能获得相对应的健康咨询回复与指导,从而帮助自己身体更加健康,生活更愉快。
1.3解决思路
1.经过详细前期调研,项目组就软件体系架构进行了讨论,鉴于个人健康数据记录同时更快的进行数据上传,及为了满足用户对系统的性能需求,尽可能减轻服务器的压力,保证多用户同时在线,项目组确定采用C/S与B/S相结合的模式进行开发。
2.各子系统开发前,制定统一数据及接口标准,保证各系统的无缝连接。
3.在网站可靠性方面,采用网站管理员加密设计,界面锁定等多种技术措施,增强网站和数据库安全性。
4.UI设计风格为注重美观、简洁,具备良好的人机交互界面。
5.功能设计全面、贴心,如提示用户按时吃药功能等。
1.4亮点
●界面整洁、美观,操作简单,性能稳定。
●对网络环境良好的适应能力,操作简单方便。
●网站页面布局合理、高效。
●科学、合理的就医推荐及建议。
●专业的健康问题分析。
●完善的病症查询机制。
●具备良好的可扩充性及多操作系统的支持能力。
●以用户为中心的人性化设计。
2015年,国家相关部委已全面启动《健康中国建设规划(2016-2020年)》编制工作。
健康中国将成为国家战略之一。
国家从发展健康服务业、促进信息消费、信息资源配置与创新机制、推动数据源开放、加快数据开放可以看出,国家从行业角度指导性建议逐步向行业具体举措落实,促进了数据信息消费新业态的发展。
在相续2个月内分别出台了关于数据开放的相关政策,为数据信息消费的发展扫除了障碍,以数据信息消费为新业态的大数据已成为国家重要的基础性战略资源,数据信息消费成为健康服务业发展的新业态。
当前,信息惠民政策导向成为发展方向之一。
本项目核心应用需要包括一个健康校园运营管理平台、一个健康妈妈APP。
健康校园运营管理平台主要为健康妈妈APP提供后台运营维护支持。
健康妈妈APP包括两个角色:
健康妈妈、学生,健康妈妈主要为学生提供健康咨询回复与健康指导并通过相似性比对挖掘技术的输出统计类结果提供针对性的指导与沟通;学生通过健康妈妈APP的症状查询功能向健康校园平台发出请求,健康校园平台通过后端检索引擎技术,快速找到相似度匹配较高的健康知识反馈给健康妈妈APP。
【关键技术】
1、一种互联网+与传统医疗健康知识库构建技术。
2、一种高效分词算法与检索引擎技术。
3、基于症状相似性案例比对挖掘技术。
【创新点】
1、通过互联网技术与数据分析模型为医疗健康垂直领域检索提供API服务。
2、构建一个以数据分析驱动的健康应用。
【用户期望】
参与本项目的团队尽量以开放合作的方式来展开,此项目的关键在于关键技术的攻克上。
团队可以是一个团队也可以是团队与团队之间的合作,通过实战性的项目训练,提升团队协作度与个人能力的快速成长,让自身有更全面的提高。
希望以高级应用实现功能为目标。
1、基本应用级实现功能
健康校园运营管理平台实现对健康妈妈APP后台系统的支持。
学生通过健康校园妈妈APP根据症状进行检索,查看到症状、疾病、科室、诊断、检查信息。
学生科通过健康妈妈APP向健康专家进行咨询(包括语音、视频、图片、文字等)
健康专家通过健康妈妈APP可以为学生提供在线健康咨询回复。
2、高级应用实现功能
首先是实现基本应用级实现功能。
构建基于互联网技术应用的医疗健康知识库构建,通过对社交网络内医疗健康知识的搜集、加工处理、分析,完成城构建互联网医疗健康知识库。
学生通过症状查询可以高校的分词算法快速定位检索医疗健康知识库内相应的内容,并对匹配度最高的前几个进行TOPN的排序,同时根据人群搜素记录,提供图形化展示点击最高频次的凸显可视化效果。
健康妈妈可以通过APP,针对学生的咨询内容,检索相似症状及校园有无发生过的症状进行指导,提供有针对性的健康指导。
基于健康校园平台的数据挖掘分析,提供群体性健康问题热点决策(例如:
校园内什么季节、哪些地区、哪些场地对过敏性体质群体有影像)。
本系统是一个基于三层架构的android客户端健康妈妈APP,具体包括以下几个目标:
1.良好的人机交互界面,操作简单,性能稳定。
2.对网络环境良好的适应能力。
3.具备良好的可扩充性及多操作系统的支持能力。
任何一个系统或一项工程,在建立之前,必须首选进行可行性分析,可行性分析包括两层含义,一是可能性,二是必要性。
可能性指开发信息系统的条件是否具备,必要性是指客观上是否真正需要,通过可行性研究,可避免盲目投资,减少不必要的损失。
下面对本项目的可行性从以下三方面来讨论:
1、经济可行性
经济可行性是指系统的成本效益分析,其中包括估计项目开发的成本,开发费用和今后的运行、维护费用,估计新系统将获得的效益,估算开发成本是否回高于项目预期的全部经费。
本项目项目开发成本较低,前期只需投入一台性能较好的服务器,而客户端就是用户手机,成本较低。
2、技术可行性
技术可行性是指根据客户提出的系统功能、性能及实现系统的各项约束条件,根据系统目标来衡量所需的技术是否具备,本系统是一个基于三层架构的android客户端健康妈妈APP,现有的android技术较为成熟,类似成功的案例较多,可供借鉴的资料充足,硬件、软件的性能要求、环境条件等各项条件良好,利用现有技术条件应可完全达到该系统的功能目标。
同时,委托单位给予的开发期限与开发资金较为充裕,预计本系统可在规定期限内按时完成。
3、社会可行性
本项目所研究的android客户端健康妈妈APP是针对广大驴友的在线APP,从发展前景来看,旅游业还在不断迅猛发展着,且随着人们生活方式的改变,越来越多的人崇尚自驾游,而开发一个新的系统所需投入的软、硬件成本比较低,投资小,效益大,因此,设计一个新的、稳定的系统无疑是最佳的选择。
第3章业务描述及分析(S2B:
项目经理)
3.1概述
当前,以区域医疗信息化建设涵盖了医院、社区、家庭、个人等;老百姓看病就医的目的就是为了方便就医、能看好病。
如何为个人提供便捷医疗健康服务、能找到解决个人健康问题的服务机构成为就医路径上的关键点。
当前,高校学生作为整个人口群体中的特殊群体,有外地、离家人远、处于青春期等特点,当遇到各种健康问题,需要更多的关怀与指导。
因此,针对在校园内的学生群体及所在的校园如何进行健康校园的建设成为契合国家发展规划、促进学生个人健康的契机。
3.2业务描述
用户进入我们的系统后,新用户可以通过新浪或者腾讯QQ账号绑定后直接登录或者可以在我们的服务器上注册账号。
登录后学生通过健康校园妈妈APP根据症状进行检索,查看到症状、疾病、科室、诊断、检查信息。
健康妈妈APP为用户提供药品,疾病数据信息。
(均来自第三方药品生产厂家批准上市的药品说明书及各类医学专业书籍文献,供参考使用)
健康妈妈APP以链接形式推荐其他应用或网站关于健康、症状、养生、校园安全等方面的内容,每日更新科普信息。
健康妈妈APP通过定位功能对用户附近就医地点、可靠医院进行推荐。
健康妈妈APP杜绝医疗广告,对用户想了解的健康问题进行可靠搜索。
健康妈妈APP提供执业药师在线顾问,提供健康咨询。
健康妈妈APP为用户定位药品药店,并对用户提供药品管理功能,提醒用户吃药时间、次数(该功能用户自己设置或从第三方药品生产厂家批准上市的药品说明书及各类医学专业书籍文献参考)
3.3业务分析
3.3.1系统功能模块需求
在健康平台整个业务流程的基础上,结合用户的需求,对系统进行功能模块的划分,把系统分为以下几个功能,即智能搜索、健康咨询、咨询收藏、吃药助手、就医推荐、顾问咨询、个人信息功能。
图3-1显示了手机终端系统功能整体用例图。
图3-1系统功能整体用例图
图3-2显示了服务器端系统功能整体用例图。
图3-2服务器端功能整体用例图
表3-1系统功能分解表
相关需求
需求描述
功能分解
智能搜索
每个用户可在该功能下进行搜索,找到自己所需的资讯
选择搜索类型
输入内容
后台进行筛选
将筛选后的数据返回给用户
健康资讯
每个用户可在该功能下浏览资讯,达到拓展自己知识的目的
点击健康资讯
选择内容
点击进入
后台提供文章
用户据进行浏览
资讯收藏
每个用户可在该功能下将自己感兴趣的资讯进行收藏,以便以后浏览
用户浏览资讯
对感兴趣的资讯进行收藏
提交后台
保存于本地服务器
生活管理
每个用户可在该功能下设定吃药提醒,达到按时吃药
设定吃药时间
设定时间达到
App进行提醒
就医推荐
每个用户可在该功能下进行询问,通过疾病的类型来为患者进行就医推荐
患者提供疾病信息
后台提交数据
进行数据分析
给患者就医推荐
顾问咨询
每个用户可在该功能下进行咨询,我们顾问会对其进行回答
用户提交问题
后台接受问题
顾问进行解答
解答数据返回前台
用户得到答案
个人信息
每个用户可在该系统实现登录,注册和查看修改个人信息
登录
注册
查看个人信息
修改个人信息
BMI值查询
3.3.2其他需求
1、系统的界面需求
界面美观大方、内容直观、布局简洁、操作简便、人机交互能力较强,与现有系统页面风格协调。
2、系统的性能需求
性能需求是要求系统可以提供准确的定位,并提供尽可能准确的运动信息,包括速度、距离、海拔、消耗卡路里数等。
3、系统的稳定性需求
只显示系统可以做某些事情是不够的。
如果一个系统不能可靠地运行(例如,在加载时,或者在系统故障时,等等),则它就不能满足客户的需求。
运动辅助系统的基础是定位,因此不管用户采取哪种定位方式(GPS或网路)都应快速准确的确定当前用户的位置信息。
第4章总体设计(S2C:
技术经理)
第4章总体设计(S2C:
技术经理)
4.1总体设计目标
总体设计的目标,主要是确定技术方案和技术路线,以及整个系统的规划,具体内容如下:
●系统开发原则
●系统总体架构
●系统的开发环境选择
●系统集成设计
4.2设计原则
俗话说:
无以规矩,不成方圆,一个系统,如果没有一个统一的规则、标准去约束,就会使得整个系统缺乏整体性、统一性,使得系统模块杂乱无章,甚至出现各种各样的BUG与漏洞,影响系统的兼容性与稳定性,使系统难以维护与拓展,因此有必要在设计之初确定系统的开发原则。
4.2.1软件设计原则
1、实用性原则
系统要力求最大限度地满足实际工作的需要,充分考虑各业务层次、各管理环节数据处理的实用性,把满足用户业务需求作为第一要素进行考虑。
用户接口和操作界面设计尽可能考虑人性化,界面力求美观大方,操作力求简便实用。
2、先进性原则
采用业界较先进、成熟的软件开发技术,面向对象的设计方法,可视化的、面向对象的开发工具;支持Internet/Intranet网络环境下的分布式应用。
3、可扩展性和可维护性原则
为适应将来的发展,系统应具有良好的可扩展性和可维护性。
软件设计尽可能模块化、组件化,并提供配置模块和相应工具,使应用系统可灵活配置,适应不同的情况。
数据库的设计尽可能考虑到将来的需要。
4、安全、可靠性原则
软件与数据库系统的设计要做到安全可靠,防止非法用户的入侵。
系统采用多级认证(系统级认证、模块认证、数据库认证和表级认证)措施,采用用户密码的加密技术以防止用户口令被破解。
试卷、答题情况的备份策略恰当,实现意外发生后能快速从灾难中恢复。
5、标准化原则
软件设计严格执行国家有关软件工程的标准,保证系统质量,提供完整、准确、详细的开发文档,为用户二次开发提供源程序;应用设计符合国家、行业有关标准。
4.2.2数据库设计原则
1、一致性原则对信息进行统一、系统的分析与设计,协调好各数据源,做到“数出一门”、“算法统一”、“度量一致”。
保证系统数据的一致性和有效性。
2、完整性原则数据库的完整性是指数据的正确性和相容性。
要防止合法用户使用数据库时向数据库加入不合语义的数据。
对输入到数据库中的数据要有审核和约束机制。
3、安全性原则数据库的安全性是指保护数据,防止非法用户使用数据库或合法用户非法使用数据库造成数据泄露、更改或破坏。
要有认证和授权机制。
4、可伸缩性原则数据库结构的设计应充分考虑发展的需要、移植的需要,具有良好的扩展性、伸缩性和适度冗余。
5、规范化数据库的设计应遵循规范化理论,规范化程度过低的关系,可能会存在插入、删除异常、修改复杂、数据冗余等问题,解决的方法就是对关系模式进行分解或合并(规范化),转换成高级范式。
4.3总体架构设计
4.3.1软件体系结构
Android是一个移动设备的软件平台,是由Linux+Java构成的开源软件,它提供包括SDK、KeyApps、Middleware、LinuxKernel四个部分在内的全套手机软件方案。
它开放了基于Linux内核以上的开发工具,从而保证了内容的可移植性和多样性。
Android平台为我们开发应用程序提供了一套很好的框架,我们可以在这个平台的基础上开发不同的应用程序,也可以开发新的组件供应用程序调用。
Android的架构是由Linux内核、C/C++函数库、Dalvik虚拟机、应用框架以及关键应用程序构成的。
通过编译基于框架的应用程序可以降低开发负荷。
应用软件原则上是在DalvikVM上运行的。
Android应用程序来说,是由Activity、IntentReceiver、Service、ContentProvider四部分组成,但并不是每一个Android应用程序都必须由这四部分组成。
在应用程序中使用时,需要在配置文件Android应用程序中所必需的,用于定义应用程序的组件、组件的功能以及必要条件等。
Android应用的构成和工作流程图。
图4-1Android应用的构成和工作流程图
4.3.2网站体系结构
目前软件体系结构主要有Client/Server(C/S)与Browser/Server(B/S)两种,C/S结构出现较早,技术相对较为成熟,但B/S以其更加灵活,方便的优势,发展速度很快,两者各有优缺点,下面我就这两种结构的优缺点做下比较:
一、C/S模式的优点和缺点
优点:
1.由于客户端实现与服务器的直接相连,没有中间环节,因此响应速度快。
2.操作界面漂亮、形式多样,可以充分满足客户自身的个性化要求。
3.C/S结构的管理信息系统具有较强的事务处理能力,能实现复杂的业务流程。
缺点:
1.需要专门的客户端安装程序,分布功能弱,针对点多面广且不具备网络条件的用户群体,不能够实现快速部署安装和配置。
2.兼容性差,对于不同的开发工具,具有较大的局限性。
若采用不同工具,需要重新改写程序。
3.开发成本较高,需要具有一定专业水准的技术人员才能完成。
二、B/S模式的优点和缺点
优点:
(1)具有分布性特点,可以随时随地进行查询、浏览等业务处理。
(2)业务扩展简单方便,通过增加网页即可增加服务器功能。
(3)维护简单方便,只需要改变网页,即可实现所有用户的同步更新。
(4)开发简单,共享性强。
缺点:
(1)个性化特点明显降低,无法实现具有个性化的功能要求。
(2)操作是以鼠标为最基本的操作方式,无法满足快速操作的要求。
(3)页面动态刷新,响应速度明显降低。
(4)功能弱化,难以实现传统模式下的特殊功能要求。
应该说,B/S和C/S各有千秋,他们都是当前非常重要的计算架构。
在适用Internet、维护工作量等方面,B/S比C/S要强得多;但在运行速度、数据安全、人机交互等方面,B/S远不如C/S。
综合起来可以发现,凡是C/S的强项,便是B/S的弱项,反之亦然。
因此,问题也就因此而产生了,我们的软件设计到底该用B/S还是C/S架构呢?
我们认为,软件系统采用何种结构,需视具体需求和应用而定。
鉴于用户个人健康数据的相对封闭性,及为了满足系统的性能需求,减轻服务器的压力,保证数据的安全性和稳定性,本项目组经过反复讨论和研究,决定采用C/S架构予以实现。
4.3.3系统技术框架
(1)数据库与存储系统
数据库我们采用目前最流行的开源数据库SQLSERVER2008R2。
MySQL开源、易扩展、安全性强,不需要复杂的配置便能成功运行,此外MySQL提供了一个强大的命令行管理工具,可以通过远程连接至服务器主机进行数据库的操作管理。
在数据库引擎上我们选择InnoDB引擎,该引擎支持数据库事务个ACID四个重要特性。
(2)数据持久层
我们使用HibernateORM3.6框架来对数据库数据进行对象的映射。
使数据库上的一条记录映射成java里的一个实体对象。
同时Hibernate对底层的JDBC再次封装,使数据库的CRUD四个主要操作以面向对象的方式来进行操作,使得开发者不需要专注SQL语句的书写就能完成常见的数据库操作。
(3)业务逻辑层
业务逻辑层主要由账户管理、好友管理、运动管理、照片管理、私信管理、评论管理六个部分组成。
业务逻辑层会暴露出对外调用的WebServices接口供Web端和手机安卓端调用。
我们采用ApacheCXF框架来实现WebServices。
CXF继承了Celtix和XFire两大开源项目的精华,提供了对JAX-WS全面的支持,并且提供了多种Binding、DataBinding、Transport以及各种Format的支持,并且可以根据实际项目的需要,采用代码优先(CodeFirst)或者WSDL优先(WSDLFirst)来轻松地实现WebServices的发布和使用。
此外,在业务逻辑层我们还是用spring框架来对各层之间进行粘合。
在Spring中,应用对象被声明式地组合,典型地是在一个XML文件里。
Spring也提供了很多基础功能(事务管理、持久化框架集成等等),让我们只需要专注于业务逻辑的开发。
Spring的这些特征使我们能够编写更干净、更可管理、并且更易于测试的代码。
(4)Web网页端
Web后端我们使用struts2框架,遵循MVC模式来设计。
在Web前端我们使用JSP作为表现层,sitemesh模板复用框架,Jquery前端javascript框架,并用ajax来实现一些用户交互。
(5)安卓手机端
手机应用端基于安卓4.4.2,除使用安卓自带的类库以外,我们还是用开源的第三方类库KSoap2来实现安卓平台上的webservices消费。
4.3.4系统功能架构
根据功能需求分析,经客户确认,形成本项目功能架构,见图4-2。
图4-2系统功能架构图
4.4业务流程设计
(1)健康资讯流程分析
图4-3健康资讯流程分析
(2)
个人功能操作流程
图4-4个人功能
4.5硬件系统设计
4.5.1手机客户端配置要求
配置要求:
Android2.1.x以上
4.5.2WEB服务器配置要求
配置要求:
双核IntelXeon5130处理器2.0GHz,4ML2缓存,4GBECCDDR2内存,硬盘500GB
操作系统:
Ubuntu12.04,同时安装Apache软件
IE浏览器:
IE7.0
数据库:
MySQL企业版
除安装上述软件外,还需安装防病毒软件
4.6系统数据流图
数据流图(DataFlowDiagram):
简称DFD,,是SA方法中用于表示系统逻辑模型的一种工具,它以图形的方式描绘数据在系统中流动和处理的过程,数据流图作为软件工程不可缺少的辅助工具,有着不可替代的作用。
通过数据流图,软件设计者可以更有效地对系统进行设计,更好地捕获用户需求。
用户也可以更好地了解该系统。
它从数据传递和加工角度,以图形方式来表达系统的逻辑功能、数据在系统内部的逻辑流向和逻辑变换过程,是结构化系统分析方法的主要表达工具及用于表示软件模型的一种图示方法。
数据流图是结构化分析方法中使用的工具,它以图形的方式描绘数据在系统中流动和处理的过程,由于它只反映系统必须完成的逻辑功能,所以它是一种功能模型,画数据流图的基本步骤概括地说,就是自外向内,自顶向下,逐层细化,完善求精。
4.7系统开发平台
1、操作系统:
windowsserver2003微软公司的Windows系统不仅在个人操作系统中占有绝对优势,它在网络操作系统中也是具有非常强劲的力量。
这类操作系统配置在整个局域网配置中是最常见的,且用户学习、使用起来更加容易。
再则它的功能也的确比较强大,基本上能满一般的网络需求。
windowsServer2003具有可靠性、可用性、可伸缩性和安全性,这使其成为高度可靠的平台。
2、开发工具:
JDK+tomcat+Apache+mysql+Myeclipse+Eclipse+MySQL+ADT
1)tomcat:
Tomcat服务器是一个免费的开放源代码的Web应用服务器,属于轻量级应用服务器,在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用,是开发和调试JSP程序的首选。
2)Apache:
Apache源于NCSAhttpd服务器,经过多次修改,成为世界上最流行的Web服务器软件之一。
Apache取自“apatchyserver”的读音,意思是充满补丁的服务器,因为它是自由软件,所以不断有人来为它开发新的功能、新的特性、修改原来的缺陷。
Apache的特点是简单、速度快、性能稳定,并可做代理服务器来使用。
3)mysql:
MySQL是一个开放源码的小型关联式数据库管理系统,开发者为瑞典MySQLAB公司。
MySQL被广泛地应用在Internet上的中小型网站中。
由于其体积小、速度快、总体拥有成本低,尤其是开放源码这一特点,许多中小型网站为了降低网站总体拥有成本而选择了MySQL作为网站数据库。
4)Eclipse:
Eclipse是著名的跨平台的自由集成开发环境(IDE)。
最初主要用来Java语言开发,通过安装不同的插件Eclipse可以支持不同的计算机语言,比如C++和Python等开发工具。
Eclipse的本身只是一个框架平台,但是众多插件的支持使得Eclipse拥有其他功能相对固定的IDE软件很难具有的灵活性。
许多软件开发商以Eclipse为框架开发自己的IDE。
第5章实现方案(S2C:
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