公眾餐食營養數據采集和評價系統設計與實現

黃美思　李燕　肖霞　杜慶治　龍華

摘要：采用移動互聯網最新技術，設計實現了基于網頁平臺的公眾餐食營養數據采集和評價系統。以JSP技術為依托，實現用戶的餐食錄入、食譜制作、營養評價等功能；建立公眾餐食數據庫，通過分類定制的營養素計算理論，完成攝入營養的匯總分析及評價。構建了便捷、準確的食譜結構及營養分析信息化平臺。

關鍵詞關鍵詞：公眾餐食；營養素；JSP；膳食結構

DOIDOI：10.11907/rjdk.171713

中圖分類號：TP319

文獻標識碼：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膳食[1]，均衡營養的飲食搭配受到追捧。調查研究表明，合理的膳食不只是保持基礎營養攝入，更是在體重控制、疾病預防、治療、心里調節、養生等方面有著突出體現。1995年10月，為改善國民身體素質，衛生部等八部委啟動國家公眾營養改善項目[2]。

為了提高國民身體素質，培養國民營養意識，解決餐食營養數據采集和評價不規范、難度系數大等問題，設計了公眾餐食營養數據采集和評價系統。通過使用Ajax、BigAutocomplete等前沿科技，以大數據為依托，以專業的營養均衡分析數據作保障，創建合理的膳食錄入，進行營養分析。該系統有效解決了各種數據錄入不規范、錄入過程重復等問題，大大提高了數據采集的效率及質量，實現了數據采集和分析一體化、信息化和網絡化，提高了研究效率。

1軟件架構設計

1.1服務器基礎平臺

公眾餐食營養數據采集和評價系統采用B/S架構設計，通過瀏覽器進行信息交互，實現前臺業務和后臺數據的管理，保證數據采集及分析的及時性、準確性和統一性。

服務器操作系統采用Windows Server 2010版，Web服務器為tomcat ，數據庫采用MySQL[3]。服務端架設在昆明醫科大學服務器上，由應用服務器、數據庫服務器組成。tomcat服務端系統部署在應用服務器上，數據庫服務器存儲有事件數據庫和用戶數據。客戶端與服務器之間通過無線因特網通信。應用軟件采用JSP中的MVC設計模式進行開發，主要完成數據的錄入、數據查詢、用戶管理、數據修改、營養分析等功能。基礎設施包括PC端后臺支撐軟硬件（應用服務器、存儲服務器、交換機、防火墻、操作系統和MYSQL數據庫）和數據錄入設備（筆記本等）。

1.2應用軟件架構

應用軟件架構分層設計，如圖1所示。基礎軟件層即為服務器基礎平臺，包括操作系統、Web服務器及數據庫軟件。數據層即基于MySQL數據庫的數據存儲，分為用戶數據和業務應用數據兩大類。在數據層之上，是為用戶提供數據查詢檢索、編輯錄入以及用戶管理的基礎功能層。通過基礎功能模塊，形成業務應用層各種業務組合，包括后臺維護應用和用戶界面的前臺業務應用等。用戶通過瀏覽器訪問Web服務器上的業務應用。

圖1軟件總體架構

1.3數據庫結構

數據庫是資料和數據的匯總，本系統數據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、營養素列表、營養素攝入標準表等。可進行數據錄入、數據查詢及管理，為系統提供數據支持。

2系統核心技術與創新點

該系統核心技術主要有：Ajax技術、BigAutocomplete技術。

2.1Ajax技術

Ajax技術是用于快速非靜止網頁制作或創建的技術，在實現網頁非同步更新上效果顯著，能提高系統性能，美化用戶界面。

2.2BigAutocomplete技術

BigAutocomplete技術可供錄入員在錄入框中輸入拼音字母時，通過該技術進行數據交換。在MySQL數據庫中，將以這些字母開頭的數據提示給錄入員，供錄入人員下拉選擇，以提高數據錄入效率。本系統通過使用BigAutocomplete技術，在鍵入新的信息時試圖預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系統創新點

（1）本系統區別傳統紙質的調查及填寫，錄入、管理及分析方式更加人性化。

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

（3）通過使用Ajax、BigAutocomplete等前沿技術，實現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測，提高了錄入員的工作效率。

（4）通過使用昆明醫科大學提供的營養標準數據，使營養分析更加精準、有效、全面。

（5）營養分析提供的可選參數更加多元化，能在多方面對數據進行分析和研究。

3系統設計與實現

本系統采用客戶/服務器模式，功能上采取模塊化設計，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，以及營養攝入的查看與評價。公眾餐食營養數據的采集和評價系統結構如圖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了末次月經填寫一欄，方便孕婦進行個人信息填寫。可通過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

針對錄入數據人員基本信息設置管理列表。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）及權限管理。

3.3數據錄入

主要對數據進行錄入、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

本系統錄入方式便捷智能，通過食譜框里輸入的數據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。

食材欄可通過數據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。

數據錄入界面查看功能是對已錄入的數據進行查看、修改和新增操作，進行錄入數據的修正和管理。

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，可根據錄入數據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字，下拉框選擇食材的單位有g、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。為了避免出現新食材或食材更改情況，本系統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營養成分。可對食材進行查詢，查看食材含有的營養素[5]。

3.6營養評價

營養評價是系統核心部分。根據錄入模塊的餐食信息及食材模塊的營養數據，通過公式計算出營養數據，與標準營養數據進行對比。

本模塊直觀呈現攝入與標準的對比數據，能多元化地查看參數和分析數據。部分食材營養數據如表1所示。食材營養數據是測量100g食材中的營養素含量值。可通過選擇時間、餐次及食物分類方式查看營養攝入，見圖4，亦可根據個體性別特征查看膳食寶塔，如圖5所示。可對攝入食材種類以及3大營養素[6]（蛋白質、脂肪、碳水化合物）與標準攝入量進行對比，計算動物脂肪和植物脂肪的攝入量百分比，如圖6所示。

食物營養素攝入S計算公式：

S=w·ξ·ψ（1）

式（1）中，S為食物營養素攝入含量，w為攝入食品重量，ξ為可食部比例，ψ為營養成分表中營養素含量。由于該食材營養成分數據是從100g食品中測得，所以ψ應除以100，如是多個食物則把每個食物計算出的營養素相加。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結語

本文基于B/S架構，采用Web service技術和移動通信技術，實現了基于JSP的公眾餐食營養數據采集和評價系統。借助無線通信、數據庫和計算機網絡等技術，以BigAutocomplete、Ajax為工具，完成食材和食譜首拼的下拉框選項，極大提高了數據采集效率。

系統分析頁面直觀，營養指導更加科學。通過采用專業的營養數據，計算出最合理的均衡營養攝入量，方便大眾進行膳食搭配，本系統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的充分攝入，本系統解決了公眾因專業營養知識缺乏而導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：

[1]郭鋒，張毓輝，翟鐵民，等.中國健康產業核算體系應用實驗研究[J].中國衛生經濟，2017（4）：912.

[2]周海春.做好國家公眾營養改善項目推動中國營養產業發展[C].中國營養產業高層研討會文集，公眾營養與發展中心，2003.

[3]王玉英.基于JSP的MySQL數據庫訪問技術[J].現代計算機：專業版，2010（14）：6770.

[4]趙研.基于JSP的航空公司在線餐飲管理系統的設計與實現[D].長春：吉林大學，2011.

[5]范軼歐，劉愛玲，何宇納，等.中國成年居民營養素攝入狀況的評價[J].營養學報，2012（1）：1519.

[6]程義勇.中國居民膳食營養素參考攝入量[J].2013修訂版.營養學報，2014（4）：313317.

責任編輯（責任編輯：杜能鋼）endprint