基于Spring Boot、Mybatis、MySQL、Lombok、Web Bluetooth API、Thymeleaf、AdminLTE3、JqGrid 的康复外骨骼RIREE远程交互系统

该项目是自己本科时期参加的一个科研训练项目的一部分，也用该项目参加过很多国家级和省部级的科技类竞赛，取得了不错的成绩。

康复外骨骼设备旨在帮助上肢运动障碍患者进行康复训练，分为 RIREE远程交互系统、运动意图识别系统和嵌入式控制系统三部分。

RIREE远程交互系统已开源，可以二次开发作为博客或论坛使用，喜欢的小伙伴可以自行下载学习，有任何问题都可以随时评论交流。

Github开源地址：https://github.com/CONTINUE12/RIREE

其他开源进阶项目： 

基于AWT、Swing及MYSQL开发的学校教务系统_SKS121的博客-CSDN博客 

基于Javaweb的超市订单管理系统SMBMS_SKS121的博客-CSDN博客 

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下面是对项目的整体框架进行概括

一.功能分析

（1）用户：查看康复教程、远程控制RIREE设备进行主动和被动模式康复训练、实时查看康复训练数据

（2）管理员：发布康复教程、发布康复知识链接、管理用户、系统配置修改

二.开发环境

Windows 10，IntelliJ IDEA 2020.2，mysql8.0，maven3.6.1，tomcat9

三.技术栈

Spring Boot、Mybatis、MySQL、Lombok、Web Bluetooth API、Thymeleaf、AdminLTE3、JqGrid。

四.项目结构设计 

（1）java目录：java类文件，包括控制层、业务层、持久层等

（2）resources目录：包含mapper（数据库操作的xml文件）、static（静态资源文件）、templates（前端html页面文件）、application.yml全局配置文件等

（3）pom.xml文件：基于maven管理的jar包

五.数据库my_blog_db设计

（1）管理员信息表tb_admin_user

（2）用户信息表tb_user

（3）文章信息表tb_blog

（4）文章分类信息表tb_blog_category

（5）文章评论信息表tb_blog_comment

（6）文章标签信息表tb_blog_tag

（7）文章与标签关联信息表tb_blog_tag_relation

（8）康复知识链接信息表tb_link

（9）系统配置信息表tb_config

六.维护日志 

（1）增加系统首页的个人中心入口

（2）增加用户注册功能

（3）增加登录时自动验证身份功能

（4）管理员系统增加用户管理功能

（5）用户系统通过web bluetooth api工具增加主动、被动两种康复训练模式的远程交互功能

（6）使用lombok工具简化实体类开发

七.技术要点总结 

1.消息转换器 HttpMessageConverter

（1）@RequestBody注解：将请求中的数据解析成 json 并绑定为实体对象

（2）@ResponseBody注解：将响应结果以 json 格式返回给请求发起者

2. Thymeleaf模板引擎的语法规则

表达式语法，运算符语法……

3.代码自动生成器MyBatis-Generator

需要增加配置文件mybatisGeneratorConfig.xml

4.SpringBoot事务机制

• 编程式事务，指的是通过编码方式实现事务；
• 声明式事务，基于 AOP，将具体业务逻辑与事务处理解耦。

（1）原理：建立在 AOP 机制之上的，其本质是对方法前后进行拦截，然后在目标方法开始之前创建或者加入一个事务，在执行完目标方法之后根据执行情况提交或者回滚事务。

（2）优点：通过 AOP 机制将具体业务逻辑与事务处理解耦，不需要通过编程的方式管理事务，这样就不需要在业务逻辑代码中掺杂事务管理的代码，因此在实际使用中声明式事务用的比较多。

（3）两种实现方式：一是在 XML 配置文件中做相关的事务规则声明；

                                  二是基于 @Transactional 注解的方式。

      @Transactional 不仅可以注解在方法上，也可以注解在类上。当注解在类上时，意味着此类的所有 public 方法都是开启事务的。如果类级别和方法级别同时使用了 @Transactional 注解，则使用在类级别的注解会重载方法级别的注解。

       在应用系统调用声明了 @Transactional 的目标方法时，Spring Framework 默认使用 AOP 代理，在代码运行时生成一个代理对象，根据 @Transactional 的属性配置信息，这个代理对象决定该声明 @Transactional 的目标方法是否由拦截器 TransactionInterceptor 来使用拦截，在 TransactionInterceptor 拦截时，会在目标方法开始执行之前创建并加入事务，并执行目标方法的逻辑, 最后根据执行情况是否出现异常，利用抽象事务管理器 AbstractPlatformTransactionManager 操作数据源 DataSource 提交或回滚事务。

5.Ajax技术：工作流程 

6.Kaptcha验证码：配置步骤

（1）对生成的图片验证码的规则配置，如颜色、宽高、长度、字体等

（2）访问后端验证码路径 /kaptcha，并将其返回显示在 img 标签中，之后定义了 onclick 方法，在点击该 img 标签时可以动态的切换显示一个新的验证码，点击时访问的路径后面带上一个时间戳参数，时间戳是会变化的，所以每次点击都会是一个与之前不同的请求，如果不这样处理的话，由于浏览器的机制可能并不会重新发送请求。

（3）对用户输入的验证码进行比对和验证。一般的做法就是后端生成后会对当前生成的验证码进行保存（可能是 session 中、或者缓存中、或者数据库中），之后显示到前端页面，用户在看到验证码之后在页面对应的输入框中填写验证码，之后才向后端发送请求，而后端再接到请求后会对用户输入的验证码进行验证，如果不对的话则不会进行后续操作。

7.拦截器及身份验证

（1）登录时：用户登录成功后将用户信息放到 session 对象中

（2）登录后的身份验证：配置拦截器，每当访问系统页面时判断 session 中是否有用户信息，有则放行请求，没有就跳转到登录页面。

（3）拦截器配置：新建拦截器类要实现 Spring 的 HandlerInterceptor 接口，需要重写三个方法

• preHandle：在业务处理器处理请求之前被调用。预处理，可以进行编码、安全控制、权限校验等处理；
• postHandle：在业务处理器处理请求执行完成后，生成视图之前执行。
• afterCompletion：在 DispatcherServlet 完全处理完请求后被调用，可用于清理资源等，返回处理（已经渲染了页面）；

8.JqGrid 分页功能

（1）介绍：JqGrid 是一个用来显示网格数据的 jQuery 插件，通过使用 jqGrid 可以轻松实现前端页面与后台数据的 Ajax 异步通信并实现分页功能。

（2）初始化：在页面加载时，调用 JqGrid 的初始化方法，将页面中 id 为 jqGrid 的 DOM 渲染为分页表格，并向后端发送请求，之后按照后端返回的 json 数据填充表格以及表格下方的分页按钮，第一页、下一页、最后一页等逻辑都由 JqGrid 内部实现了，我们只需要将它初始化时所需要的几个数据设置好即可。

（3）数据交互时的格式定义：JqGrid 分页插件在实现分页功能时必须以下四个参数：当前页的所有数据列表、当前页的页码、总页码、总记录数量

 9.富文本编辑器

（1）markdown版本：使用Editor.md 编辑器插件

（2）初始化编辑器

（3）格式转换：使用 CommonMark 解析器将markdown 格式的 content 内容字段转换为常见的 html 标签的页面

10.数据传输

（1）理论知识：

• 设备端：需要有低功耗蓝牙设备（Bluetooth Low Energy ，BLE蓝牙，支持蓝牙4.0以上接口规范），常见于心率和血糖监测仪，物联网设备，如灯泡和遥控汽车和无人机等玩具
• web端：需要web蓝牙API。Web Bluetooth API是一种新规范，通过JavaScript实现，已在 Chrome 等浏览器上实现，它允许我们通过浏览器直接与Bluetooth Low Energy 设备进行通信。
• GATT服务： Generic Attribute Profile（通用属性配置文件），这份文件制定了一个蓝牙设备所能提供的服务。如常见的电池电量服务…

（2）API常用方法的使用

        1）连接设备：调用函数 navigator.bluetooth.requestDevice()

let device = await navigator.bluetooth.requestDevice({
    filters: [ 
        { namePrefix: 'PLAYBULB' } 
    ],
    optionalServices: [ 0xff0f ]
});

        其中，filters是过滤器， { namePrefix: 'PLAYBULB' } 表示只显示名称中包含前缀 PLAYBULB 的设备； optionalServices: [ 0xff0f ]表示选择想要使用的服务 

        当我们调用此函数时，会弹出一个窗口，显示符合过滤规则的设备列表，用户需要手动选择需要连接的设备。 

• 连接设备后，可以通过调用设备 gatt 属性上的 connect() 函数连接到 GATT 服务器

• let server = await device.gatt.connect();

• 连接服务器后，可以调用 getPrimaryService()获得服务

• let service = await server.getPrimaryService(0xff0f);

• 获得服务后，可以调用服务上的 getCharacteristic()属性用于读写数据

let characteristic = await service.getCharacteristic(0xfffc);

 2）写数据：调用函数 characteristic.writeValue()

characteristic.writeValue(
    new Uint8Array([ 0, r, g, b  ])
);

         以 ArrayBuffer 的形式传递想要写入的值，由于无法直接创建或修改 ArrayBuffer，因此应该使用“类型化数组”。 类型化数组种的每个元素总是相同的类型，并且没有任何漏洞。这里的Uint8Array（）是一个字节数组。 

3）读数据：调用函数characteristic.readValue() 

let value = await characteristic.readValue();
let r = value.getUint8(1); 
let g = value.getUint8(2);
let b = value.getUint8(3);

        我们得到的值是 ArrayBuffer 形式的 DataView，它提供了一种从 ArrayBuffer 中获取数据的方法。 在本例子中，可以使用 getUint8() 并以索引作为参数来从数组中提取单个字节。 

4）获取通知变更：调用函数characteristic.addEventListener() 

characteristic.addEventListener(
	'characteristicvaluechanged', e => {
	    let r = e.target.value.getUint8(1); 
	    let g = e.target.value.getUint8(2);
	    let b = e.target.value.getUint8(3);
	}
);

         每当值发生变化时，将使用事件对象作为参数调用回调函数，并且我们可以从事件目标的 value 属性中获取数据。

（3）web端控制RIREE设备

1）首先，在web端连接RIREE设备中的BLE蓝牙

2）其次，通过向BLE蓝牙写数据，用字节数组传输控制康复训练指令到RIREE设备

3）最后，RIREE设备通过BLE蓝牙实时传输电机运转数据到web端，web端通过读数据将数据显示到特定图表中进行监控