公众餐食营养数据采集和评价系统设计与实现

2017-12-02黄美思李燕肖霞杜庆治龙华

软件导刊 2017年11期

黄美思　李燕　肖霞　杜庆治　龙华

摘要：采用移动互联网最新技术，设计实现了基于网页平台的公众餐食营养数据采集和评价系统。以JSP技术为依托，实现用户的餐食录入、食谱制作、营养评价等功能；建立公众餐食数据库，通过分类定制的营养素计算理论，完成摄入营养的汇总分析及评价。构建了便捷、准确的食谱结构及营养分析信息化平台。

关键词关键词：公众餐食；营养素；JSP；膳食结构

DOIDOI：10.11907/rjdk.171713

中图分类号：TP319

文献标识码：A文章编号文章编号：16727800（2017）011008703

0引言

随着生活水平的提高，越来越多的人开始注意科学膳食[1]，均衡营养的饮食搭配受到追捧。调查研究表明，合理的膳食不只是保持基础营养摄入，更是在体重控制、疾病预防、治疗、心里调节、养生等方面有着突出体现。1995年10月，为改善国民身体素质，卫生部等八部委启动国家公众营养改善项目[2]。

为了提高国民身体素质，培养国民营养意识，解决餐食营养数据采集和评价不规范、难度系数大等问题，设计了公众餐食营养数据采集和评价系统。通过使用Ajax、BigAutocomplete等前沿科技，以大数据为依托，以专业的营养均衡分析数据作保障，创建合理的膳食录入，进行营养分析。该系统有效解决了各种数据录入不规范、录入过程重复等问题，大大提高了数据采集的效率及质量，实现了数据采集和分析一体化、信息化和网络化，提高了研究效率。

1软件架构设计

1.1服务器基础平台

公众餐食营养数据采集和评价系统采用B/S架构设计，通过浏览器进行信息交互，实现前台业务和后台数据的管理，保证数据采集及分析的及时性、准确性和统一性。

服务器操作系统采用Windows Server 2010版，Web服务器为tomcat ，数据库采用MySQL[3]。服务端架设在昆明医科大学服务器上，由应用服务器、数据库服务器组成。tomcat服务端系统部署在应用服务器上，数据库服务器存储有事件数据库和用户数据。客户端与服务器之间通过无线因特网通信。应用软件采用JSP中的MVC设计模式进行开发，主要完成数据的录入、数据查询、用户管理、数据修改、营养分析等功能。基础设施包括PC端后台支撑软硬件（应用服务器、存储服务器、交换机、防火墙、操作系统和MYSQL数据库）和数据录入设备（笔记本等）。

1.2应用软件架构

应用软件架构分层设计，如图1所示。基础软件层即为服务器基础平台，包括操作系统、Web服务器及数据库软件。数据层即基于MySQL数据库的数据存储，分为用户数据和业务应用数据两大类。在数据层之上，是为用户提供数据查询检索、编辑录入以及用户管理的基础功能层。通过基础功能模块，形成业务应用层各种业务组合，包括后台维护应用和用户界面的前台业务应用等。用户通过浏览器访问Web服务器上的业务应用。

图1软件总体架构

1.3数据库结构

数据库是资料和数据的汇总，本系统数据库包含个人基本信息列表、三餐明细列表、食谱列表、食材列表、营养素列表、营养素摄入标准表等。可进行数据录入、数据查询及管理，为系统提供数据支持。

2系统核心技术与创新点

该系统核心技术主要有：Ajax技术、BigAutocomplete技术。

2.1Ajax技术

Ajax技术是用于快速非静止网页制作或创建的技术，在实现网页非同步更新上效果显著，能提高系统性能，美化用户界面。

2.2BigAutocomplete技术

BigAutocomplete技术可供录入员在录入框中输入拼音字母时，通过该技术进行数据交换。在MySQL数据库中，将以这些字母开头的数据提示给录入员，供录入人员下拉选择，以提高数据录入效率。本系统通过使用BigAutocomplete技术，在键入新的信息时试图预测录入员要键入的信息，并提供可能匹配的食材或食谱信息。

2.3系统创新点

（1）本系统区别传统纸质的调查及填写，录入、管理及分析方式更加人性化。

（2）与其它营养分析软件相比，录入数据更加细致，能够精确地把食谱、食材、分量和单位存入数据库，并在数据录入过程中实现食谱的制作；实现软件的记忆功能，简化了研究工作。

（3）通过使用Ajax、BigAutocomplete等前沿技术，实现通过键入食材或食谱的首拼对将要录入的食材或食谱进行预测，提高了录入员的工作效率。

（4）通过使用昆明医科大学提供的营养标准数据，使营养分析更加精准、有效、全面。

（5）营养分析提供的可选参数更加多元化，能在多方面对数据进行分析和研究。

3系统设计与实现

本系统采用客户/服务器模式，功能上采取模块化设计，提供个人信息、餐食信息、食材信息的录入、查询、修改和删除功能，以及营养摄入的查看与评价。公众餐食营养数据的采集和评价系统结构如图2所示。

3.1用户列表

用户列表里包含个人基本信息的录入、查询、删除及修改功能。个人信息录入页面增设了末次月经填写一栏，方便孕妇进行个人信息填写。可通过姓名或电话查找指定用户，删除或修改个人信息等。

3.2管理列表

針对录入数据人员基本信息设置管理列表。管理列表包含注册的录入员、管理员基本信息（编辑、修改密码、删除等功能）及权限管理。

3.3数据录入

主要对数据进行录入、查看及修改。通过查询姓名或电话找到个体进行录入。

可选择录入的餐点有：早餐、中餐、加餐、晚餐、夜宵及其它餐点。通过餐点图标添加食谱，填写餐食信息[4]。注意要选择就餐地点，如家庭、单位、食堂、外卖及其它等。endprint

本系统录入方式便捷智能，通过食谱框里输入的数据判断是否为已录入的食谱。若为已录入过的食谱，则直接刷出该食谱的食材、分量及单位；若为未录入的食谱，则直接提示是否进行食谱制作操作。

食材栏可通过数据库中的食材表进行首拼查找，录入员在食材栏输入食材的首拼便可下拉选择具体食材。

数据录入界面查看功能是对已录入的数据进行查看、修改和新增操作，进行录入数据的修正和管理。

3.4食谱列表

食谱列表包含食谱的查询、修改、删除及新增等功能，可根据录入数据制定出符合地方特色的食谱，并通过加号或叉号对食谱中的食材进行添加或删除。填写食材分量须为数字，下拉框选择食材的单位有g、l、ml、mg。食谱的分量必须包含食材、分量及单位，可通过本页面制作地方特色食谱。

3.5食材录入及修改

食材是组成食谱的重要元素。为了避免出现新食材或食材更改情况，本系统增加了食材录入和修改、删除功能，如图3所示。新增食材需要填写相应营养成分。可对食材进行查询，查看食材含有的营养素[5]。

3.6营养评价

营养评价是系统核心部分。根据录入模块的餐食信息及食材模块的营养数据，通过公式计算出营养数据，与标准营养数据进行对比。

本模块直观呈现摄入与标准的对比数据，能多元化地查看参数和分析数据。部分食材营养数据如表1所示。食材营养数据是测量100g食材中的营养素含量值。可通过选择时间、餐次及食物分类方式查看营养摄入，见图4，亦可根据个体性别特征查看膳食宝塔，如图5所示。可对摄入食材种类以及3大营养素[6]（蛋白质、脂肪、碳水化合物）与标准摄入量进行对比，计算动物脂肪和植物脂肪的摄入量百分比，如图6所示。

食物营养素摄入S计算公式：

S=w·ξ·ψ（1）

式（1）中，S为食物营养素摄入含量，w为摄入食品重量，ξ为可食部比例，ψ为营养成分表中营养素含量。由于该食材营养成分数据是从100g食品中测得，所以ψ应除以100，如是多个食物则把每个食物计算出的营养素相加。公式以g为单位进行计算。

例如：一个人一餐吃2g猪油和100g红糖，则由上述及查表得：

w1=2

ξ1=100%

ψ1=7.2

则：

S1=w1·ξ1·ψ1=2·100%·（7.2100）=0.144（2）

w2=100

ξ2=100%

ψ2=96.6