智慧养老项目:当SpringBoot遇到硬件,如何优雅地处理异常与状态管理?

这是一个充满温情的项目,却有着最让人头疼的技术问题:如何与十几家不同厂商的硬件(手环、烟感、门磁)稳定交互?如何从一堆混乱的异常中,准确判断老人的真实状态?分享我们在"智慧养老"项目中,关于设备对接和状态决策的架构思考。

做这个项目,心情很不一样。屏幕上的一行日志,可能关联着一位独居老人的安全。技术上的任何疏忽,在这里都显得不可接受。

一、项目核心:从"数据"到"关怀"

系统目标不是冷冰冰的管理,而是:通过各类物联网设备感知老人状态(安全、健康),异常时自动通知家属或社区人员 。因此,核心流程是:设备上报 -> 数据分析 -> 事件判断 -> 生成告警/任务

二、统一设备接入层:与硬件斗智斗勇

硬件厂商提供的协议五花八门:HTTP、TCP、MQTT,报文格式有JSON、XML,还有自定义二进制。我们抽象了一个设备接入网关

  • 为每种协议定义一个 Parser 接口,实现类负责解析和心跳维持。

  • 所有解析后的数据,统一转换为内部的 DeviceData 标准化POJO。

  • 最关键的一步:数据校验和补全 。很多廉价设备信号不稳,会上报空值或离谱值(比如血氧200%)。我们在这里做了第一层过滤,规则写死在代码里,比如 if(data.heartRate < 30 || data.heartRate > 200) { discardAndLog(); }

三、状态决策引擎:从离散事件到连续关怀

这是项目的大脑 。一个摔倒告警可能来自手环的"跌倒检测",也可能是红外+门磁长时间无活动推断的"异常静止"。我们设计了一个轻量级的规则引擎+状态机

  1. 事件中心 :所有设备数据、手动触发的关怀打卡,都作为"事件"发布到内部事件总线(用Spring的 ApplicationEvent 就够用了,简单可控)。

  2. 规则集 :我们定义了一组 Rule。每个规则监听特定事件,并可以查询老人最近一段时间的历史状态。

  3. 状态机:每个老人有一个健康状态(如:正常、关注、异常)。规则引擎产生的事件会驱动状态机迁移,并决定告警级别(短信、电话、上门)。

java 复制代码
// 伪代码示例:判断"疑似长期未出门"
public class StayAtHomeRule implements Rule {
    @EventListener
    public void onEvent(DoorSensorEvent event) {
        if (event.isClose()) {
            List<ActivityEvent> last24Hours = queryActivities(event.getOldId(), 24);
            if (没有出门记录 && 红外感应显示在家) {
                // 触发一个"低级别"关怀任务,让社区人员电话确认
                generateCareTask("电话关怀", event.getOldId());
            }
        }
    }
}

四、最大的挑战:服务的"韧性"

老人家里的网络可能时断时续。我们做了大量降级和异步处理:

  • 所有对外通知(短信、电话)全部异步化,消息队列堆积。

  • 设备指令下发,采用"存储-转发"模式,指令存入数据库,由定时任务不断尝试下发,直到成功或超时。

  • 健康测评分计算等非实时需求,我们用 Elasticsearch 存储所有事件日志,后续做统计分析非常方便。

五、心得

这个项目让我明白,技术是有温度的 。我们不能满足于"系统没报错",而要追求"关怀已送达"。在架构设计上,面对极端的不可靠环境,异步、可追溯、可干预比高并发更重要。每一条告警,在产生前,我们都尽量让系统多"思考"一层,避免"狼来了",这背后是大量的规则调试和业务逻辑的打磨。

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