公眾餐食營養(yǎng)數(shù)據(jù)采集和評價系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

黃美思　李燕　肖霞　杜慶治　龍華

摘要：采用移動互聯(lián)網(wǎng)最新技術(shù)，設(shè)計實現(xiàn)了基于網(wǎng)頁平臺的公眾餐食營養(yǎng)數(shù)據(jù)采集和評價系統(tǒng)。以JSP技術(shù)為依托，實現(xiàn)用戶的餐食錄入、食譜制作、營養(yǎng)評價等功能；建立公眾餐食數(shù)據(jù)庫，通過分類定制的營養(yǎng)素計算理論，完成攝入營養(yǎng)的匯總分析及評價。構(gòu)建了便捷、準確的食譜結(jié)構(gòu)及營養(yǎng)分析信息化平臺。

關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：公眾餐食；營養(yǎng)素；JSP；膳食結(jié)構(gòu)

DOIDOI：10.11907/rjdk.171713

中圖分類號：TP319

文獻標(biāo)識碼：A文章編號文章編號：16727800（2017）011008703

0引言

隨著生活水平的提高，越來越多的人開始注意科學(xué)膳食[1]，均衡營養(yǎng)的飲食搭配受到追捧。調(diào)查研究表明，合理的膳食不只是保持基礎(chǔ)營養(yǎng)攝入，更是在體重控制、疾病預(yù)防、治療、心里調(diào)節(jié)、養(yǎng)生等方面有著突出體現(xiàn)。1995年10月，為改善國民身體素質(zhì)，衛(wèi)生部等八部委啟動國家公眾營養(yǎng)改善項目[2]。

為了提高國民身體素質(zhì)，培養(yǎng)國民營養(yǎng)意識，解決餐食營養(yǎng)數(shù)據(jù)采集和評價不規(guī)范、難度系數(shù)大等問題，設(shè)計了公眾餐食營養(yǎng)數(shù)據(jù)采集和評價系統(tǒng)。通過使用Ajax、BigAutocomplete等前沿科技，以大數(shù)據(jù)為依托，以專業(yè)的營養(yǎng)均衡分析數(shù)據(jù)作保障，創(chuàng)建合理的膳食錄入，進行營養(yǎng)分析。該系統(tǒng)有效解決了各種數(shù)據(jù)錄入不規(guī)范、錄入過程重復(fù)等問題，大大提高了數(shù)據(jù)采集的效率及質(zhì)量，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集和分析一體化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化，提高了研究效率。

1軟件架構(gòu)設(shè)計

1.1服務(wù)器基礎(chǔ)平臺

公眾餐食營養(yǎng)數(shù)據(jù)采集和評價系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)設(shè)計，通過瀏覽器進行信息交互，實現(xiàn)前臺業(yè)務(wù)和后臺數(shù)據(jù)的管理，保證數(shù)據(jù)采集及分析的及時性、準確性和統(tǒng)一性。

服務(wù)器操作系統(tǒng)采用Windows Server 2010版，Web服務(wù)器為tomcat ，數(shù)據(jù)庫采用MySQL[3]。服務(wù)端架設(shè)在昆明醫(yī)科大學(xué)服務(wù)器上，由應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組成。tomcat服務(wù)端系統(tǒng)部署在應(yīng)用服務(wù)器上，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器存儲有事件數(shù)據(jù)庫和用戶數(shù)據(jù)?？蛻舳伺c服務(wù)器之間通過無線因特網(wǎng)通信。應(yīng)用軟件采用JSP中的MVC設(shè)計模式進行開發(fā)，主要完成數(shù)據(jù)的錄入、數(shù)據(jù)查詢、用戶管理、數(shù)據(jù)修改、營養(yǎng)分析等功能?；A(chǔ)設(shè)施包括PC端后臺支撐軟硬件（應(yīng)用服務(wù)器、存儲服務(wù)器、交換機、防火墻、操作系統(tǒng)和MYSQL數(shù)據(jù)庫）和數(shù)據(jù)錄入設(shè)備（筆記本等）。

1.2應(yīng)用軟件架構(gòu)

應(yīng)用軟件架構(gòu)分層設(shè)計，如圖1所示。基礎(chǔ)軟件層即為服務(wù)器基礎(chǔ)平臺，包括操作系統(tǒng)、Web服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫軟件。數(shù)據(jù)層即基于MySQL數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)存儲，分為用戶數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)應(yīng)用數(shù)據(jù)兩大類。在數(shù)據(jù)層之上，是為用戶提供數(shù)據(jù)查詢檢索、編輯錄入以及用戶管理的基礎(chǔ)功能層。通過基礎(chǔ)功能模塊，形成業(yè)務(wù)應(yīng)用層各種業(yè)務(wù)組合，包括后臺維護應(yīng)用和用戶界面的前臺業(yè)務(wù)應(yīng)用等。用戶通過瀏覽器訪問Web服務(wù)器上的業(yè)務(wù)應(yīng)用。

圖1軟件總體架構(gòu)

1.3數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)庫是資料和數(shù)據(jù)的匯總，本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫包含個人基本信息列表、三餐明細列表、食譜列表、食材列表、營養(yǎng)素列表、營養(yǎng)素攝入標(biāo)準表等。可進行數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)查詢及管理，為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持。

2系統(tǒng)核心技術(shù)與創(chuàng)新點

該系統(tǒng)核心技術(shù)主要有：Ajax技術(shù)、BigAutocomplete技術(shù)。

2.1Ajax技術(shù)

Ajax技術(shù)是用于快速非靜止網(wǎng)頁制作或創(chuàng)建的技術(shù)，在實現(xiàn)網(wǎng)頁非同步更新上效果顯著，能提高系統(tǒng)性能，美化用戶界面。

2.2BigAutocomplete技術(shù)

BigAutocomplete技術(shù)可供錄入員在錄入框中輸入拼音字母時，通過該技術(shù)進行數(shù)據(jù)交換。在MySQL數(shù)據(jù)庫中，將以這些字母開頭的數(shù)據(jù)提示給錄入員，供錄入人員下拉選擇，以提高數(shù)據(jù)錄入效率。本系統(tǒng)通過使用BigAutocomplete技術(shù)，在鍵入新的信息時試圖預(yù)測錄入員要鍵入的信息，并提供可能匹配的食材或食譜信息。

2.3系統(tǒng)創(chuàng)新點

（1）本系統(tǒng)區(qū)別傳統(tǒng)紙質(zhì)的調(diào)查及填寫，錄入、管理及分析方式更加人性化。

（2）與其它營養(yǎng)分析軟件相比，錄入數(shù)據(jù)更加細致，能夠精確地把食譜、食材、分量和單位存入數(shù)據(jù)庫，并在數(shù)據(jù)錄入過程中實現(xiàn)食譜的制作；實現(xiàn)軟件的記憶功能，簡化了研究工作。

（3）通過使用Ajax、BigAutocomplete等前沿技術(shù)，實現(xiàn)通過鍵入食材或食譜的首拼對將要錄入的食材或食譜進行預(yù)測，提高了錄入員的工作效率。

（4）通過使用昆明醫(yī)科大學(xué)提供的營養(yǎng)標(biāo)準數(shù)據(jù)，使?fàn)I養(yǎng)分析更加精準、有效、全面。

（5）營養(yǎng)分析提供的可選參數(shù)更加多元化，能在多方面對數(shù)據(jù)進行分析和研究。

3系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

本系統(tǒng)采用客戶/服務(wù)器模式，功能上采取模塊化設(shè)計，提供個人信息、餐食信息、食材信息的錄入、查詢、修改和刪除功能，以及營養(yǎng)攝入的查看與評價。公眾餐食營養(yǎng)數(shù)據(jù)的采集和評價系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3.1用戶列表

用戶列表里包含個人基本信息的錄入、查詢、刪除及修改功能。個人信息錄入頁面增設(shè)了末次月經(jīng)填寫一欄，方便孕婦進行個人信息填寫?？赏ㄟ^姓名或電話查找指定用戶，刪除或修改個人信息等。

3.2管理列表

針對錄入數(shù)據(jù)人員基本信息設(shè)置管理列表。管理列表包含注冊的錄入員、管理員基本信息（編輯、修改密碼、刪除等功能）及權(quán)限管理。

3.3數(shù)據(jù)錄入

主要對數(shù)據(jù)進行錄入、查看及修改。通過查詢姓名或電話找到個體進行錄入。

可選擇錄入的餐點有：早餐、中餐、加餐、晚餐、夜宵及其它餐點。通過餐點圖標(biāo)添加食譜，填寫餐食信息[4]。注意要選擇就餐地點，如家庭、單位、食堂、外賣及其它等。endprint

本系統(tǒng)錄入方式便捷智能，通過食譜框里輸入的數(shù)據(jù)判斷是否為已錄入的食譜。若為已錄入過的食譜，則直接刷出該食譜的食材、分量及單位；若為未錄入的食譜，則直接提示是否進行食譜制作操作。

食材欄可通過數(shù)據(jù)庫中的食材表進行首拼查找，錄入員在食材欄輸入食材的首拼便可下拉選擇具體食材。

數(shù)據(jù)錄入界面查看功能是對已錄入的數(shù)據(jù)進行查看、修改和新增操作，進行錄入數(shù)據(jù)的修正和管理。

3.4食譜列表

食譜列表包含食譜的查詢、修改、刪除及新增等功能，可根據(jù)錄入數(shù)據(jù)制定出符合地方特色的食譜，并通過加號或叉號對食譜中的食材進行添加或刪除。填寫食材分量須為數(shù)字，下拉框選擇食材的單位有g(shù)、l、ml、mg。食譜的分量必須包含食材、分量及單位，可通過本頁面制作地方特色食譜。

3.5食材錄入及修改

食材是組成食譜的重要元素。為了避免出現(xiàn)新食材或食材更改情況，本系統(tǒng)增加了食材錄入和修改、刪除功能，如圖3所示。新增食材需要填寫相應(yīng)營養(yǎng)成分?？蓪κ巢倪M行查詢，查看食材含有的營養(yǎng)素[5]。

3.6營養(yǎng)評價

營養(yǎng)評價是系統(tǒng)核心部分。根據(jù)錄入模塊的餐食信息及食材模塊的營養(yǎng)數(shù)據(jù)，通過公式計算出營養(yǎng)數(shù)據(jù)，與標(biāo)準營養(yǎng)數(shù)據(jù)進行對比。

本模塊直觀呈現(xiàn)攝入與標(biāo)準的對比數(shù)據(jù)，能多元化地查看參數(shù)和分析數(shù)據(jù)。部分食材營養(yǎng)數(shù)據(jù)如表1所示。食材營養(yǎng)數(shù)據(jù)是測量100g食材中的營養(yǎng)素含量值?？赏ㄟ^選擇時間、餐次及食物分類方式查看營養(yǎng)攝入，見圖4，亦可根據(jù)個體性別特征查看膳食寶塔，如圖5所示?？蓪z入食材種類以及3大營養(yǎng)素[6]（蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物）與標(biāo)準攝入量進行對比，計算動物脂肪和植物脂肪的攝入量百分比，如圖6所示。

食物營養(yǎng)素攝入S計算公式：

S=w·ξ·ψ（1）

式（1）中，S為食物營養(yǎng)素攝入含量，w為攝入食品重量，ξ為可食部比例，ψ為營養(yǎng)成分表中營養(yǎng)素含量。由于該食材營養(yǎng)成分數(shù)據(jù)是從100g食品中測得，所以ψ應(yīng)除以100，如是多個食物則把每個食物計算出的營養(yǎng)素相加。公式以g為單位進行計算。

例如：一個人一餐吃2g豬油和100g紅糖，則由上述及查表得：

w1=2

ξ1=100%

ψ1=7.2

則：

S1=w1·ξ1·ψ1=2·100%·（7.2100）=0.144（2）

w2=100

ξ2=100%

ψ2=96.6

則：

S2=w2·ξ2·ψ2=100·100%·（96.6100）=96.6（3）

則：

S=S1+S2=0.144+96.6=96.744（4）

上述公式中，S1為從豬油中獲取的碳水化合物攝入量，w1為豬油重量，ξ1為豬油可食部比例，ψ1為營養(yǎng)成分表中豬油的碳水化合物含量；S2為從豬油中獲取的碳水化合物攝入量，w2為紅糖重量，ξ2為紅糖可食部比例，ψ2為營養(yǎng)成分表中紅糖的碳水化合物含量。

通過公式可得出該個體餐點碳水化合物攝入量為96.744g。

4結(jié)語

本文基于B/S架構(gòu)，采用Web service技術(shù)和移動通信技術(shù)，實現(xiàn)了基于JSP的公眾餐食營養(yǎng)數(shù)據(jù)采集和評價系統(tǒng)。借助無線通信、數(shù)據(jù)庫和計算機網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，以BigAutocomplete、Ajax為工具，完成食材和食譜首拼的下拉框選項，極大提高了數(shù)據(jù)采集效率。

系統(tǒng)分析頁面直觀，營養(yǎng)指導(dǎo)更加科學(xué)。通過采用專業(yè)的營養(yǎng)數(shù)據(jù)，計算出最合理的均衡營養(yǎng)攝入量，方便大眾進行膳食搭配，本系統(tǒng)還可簡單快捷制作出地方特色食譜。

合理的飲食搭配能夠保證營養(yǎng)的充分攝入，本系統(tǒng)解決了公眾因?qū)I(yè)營養(yǎng)知識缺乏而導(dǎo)致的不合理膳食問題，為公民健康提供了保障。

參考文獻參考文獻：

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責(zé)任編輯（責(zé)任編輯：杜能鋼）endprint