高校大学生膳食营养配餐系统.doc

学号： 高校大学生膳食营养配餐系统开发2014/2015 学年 第二学期院 系 计算机学院 专 业 计算机软件 姓 名 孔云 指导教师 冯玉婷 高校大学生膳食营养配餐系统开发摘要随着现代农业与食品工业的发展，食物的种类越来越多，同时，人们的生活节奏日益加快，消费者缺乏食品营养与健康方面的知识，饮食结构不合理，营养平衡经常被打破，导致疾病不断滋生，如三高，营养不良等。本人体饮食健康系统采用C/S结构，主要对用户的饮食信息以及营养摄入情况进行管理，方便用户建立一个完善的、强大的饮食信息数据库。本文详细介绍了人体饮食健康系统的实现原理及所用到的技术方案，最终实现动态跟踪消费者的饮食习惯，进行营养评估和营养配餐，帮助消费者建立起健康的饮食方案。关键词： 人体饮食健康系统 饮食习惯 营养评估 C/SAbstract With the development of modern agriculture and food industry, the kinds of food became rich . At the same time, the pace of Modern people's life was becoming fast and people had the lack of knowledge about nutrition and health, so that diet structure was irrational , nutritional balance was often broken up and there were many diseases, such as high blood sugar, high blood lipids, hypertension, malnutrition and so on. The C/S structure is used to The human diet health system , It facilitates the users to establish a perfect and powerful diet information database,mainly on the user's diet and nutrition information management, This paper introduces the realization of the human diet health system principle and use of technology solutions, realizes the dynamic tracking about eating habits of consumers, and conducts nutritional assessment and nutrition recipe, in order to help consumers establish a healthy diet program.目录中文摘要I英文摘要II第一章 绪论11.1题目背景及研究意义11.2国内外相关研究情况1第二章 人体饮食健康系统开发工具及语言特点32.1 Visual Studio.NET主要特点如下32.1.1提供加速开发过程的高效工具32.1.2 提供对各种网络应用程序的快速设计能力32.1.3 利用XML和Web Service来简化分布式计算32.1.4快速构建中间层商务组件32.1.5构建可靠的可伸缩解决方案32.2.1简洁的语法42.2.2精心地面向对象设计42.3 SQL2008主要特点52.3.1 NET框架52.3.2 XML技术52.3.3 ADO.NET2.0版本52.3.4增强的安全性52.3.5 Transact-SQL的增强性能62.3.6 SQL服务中介62.3.7通告服务62.3.8 Web服务62.3.9报表服务62.3.10全文搜索功能的增强6第三章 系统分析203.1需求分析203.2开发工具的选择20第四章 总体设计214.1项目规划214.2 系统业务流程分析214.3 系统功能结构22第五章 系统设计235.1设计目标235.2开发及运行环境235.3数据库设计235.3.1数据表的概要说明235.3.2数据表E-R图245.3.3主要的数据表结构26第六章 主要功能模块及界面设计296.1系统登录设计296.2主窗口306.3用户基本信息窗口316.4营养摄入标准窗口326.5饮食记录窗口336.6营养评估窗口356.7饮食推荐窗口366.8营养配餐窗口36第七章 测试387.1软件测试的重要性387.2人体饮食健康系统主窗体模块测试38第八章 小结39参考文献40致谢42第一章 绪论1.1题目背景及研究意义 居民膳食营养状况是一个国家经济发展和社会进步的重要标志1。改革开放以来，人们的物质水平不断提高，人们的饮食已由温饱型转向营养型 。我们知道，不同类型的人，由于年龄、体重、劳动强度、性别等差别，每日所要摄取的营养素标准有所不同,但是人们往往更多注重的是食品的美味，却往往忽略食物的搭配及营养2，饮食结构不合理，营养平衡经常被打破，导致疾病不断滋生。有研究表明：健康膳食是预防慢性病如肥胖、高血压、胆固醇血症等的主要措施之一3。本课题则以营养学理论为基础，运用现代信息技术，跟踪消费者的饮食习惯，及时提出预警和指导信息，帮助消费者建立起健康的饮食方案。1.2国内外相关研究情况 目前国内外对医学营养学教育及研究均十分重视4-7,在国内科研人员在营养健康的调研和实验中首先选择的群体是学生，由于学生营养与健康状况是反映一个国家或地区经济与社会发展、卫生保健水平和人口素质的重要指标8。学生营养健康现状的调查结果显示学生们的营养摄入不均衡，大体表现为营养不良，低血红蛋白，肥胖等症状，研究报告中提出的解决方案是每个学校须配备专业的营养配餐师，以保证学生科学的摄食营养9-12。随着计算机与网络技术的发展，研究人员开始用计算机辅助人体营养配餐，进行决策但总体国内对这方面研究不多13-16，较早的有北方工业大学和北京营养研究所1991年研制的“大学生营养配餐电脑系统”17，该系统实质是用电脑来手工配餐，还没有能够达到自动配餐和专家支持的水平四川一研究所研制了“卫生导餐系统”于1997年在湖北通过国家鉴定。另有科研人员研制了营养评价和营养配餐电脑18，以及应用微机进行营养配餐和菜肴营养评价19。国外在这方面做了不少的研究20,21，在二十一世纪初期，国外在利用计算机进行营养配餐方面要领先于我国，而且趋向于方便、实用、小型化的硬件产品。如日本东芝公司的小型智能菜谱营养机，可根据季节、人体年龄、性别、体重等数据帮助人们选择合乎口味的主副食菜谱并计算出营养含量22。可按用餐人数计算出各种菜的配料和用量；能计算出烹饪时间，具有营养成分测定，运动食醋调节，减肥计划制定与效益计算等多种功能。现在面向营养治疗已是医院对疾病综合治疗中不可缺少的一个重要组成部分23，国内外已有很多营养学者和临床医疗工作者应用各种膳食评价方法对膳食因,素与慢性病之间的关系进行了研究24，科研人员将营养配餐与医学相结合，对患者进行营养治疗。还有各种营养配餐软件是面向个人，更人性化，操作简单做到每个人都可以营养膳食。软件未来的发展趋势是操作起来更便捷，面向的对象更全面，智能化，能够满足用户饮食健康方面的更多查询需求。第二章 人体饮食健康系统开发工具及语言特点2.1 Visual Studio.NET主要特点如下2.1.1提供加速开发过程的高效工具 Visual Studio.NET25提供了一个统一的、紧密集成的可视化编程的环境，能够帮助用户简化开发网络应用程序过程，并且缩短学习使用方法的时间。这个平台提供了一种新的语言C#和共享的HTML、XML和样式单编辑器，用户可以轻松地借助包括C#在内的任何一种Visual Studio语言来开发网络应用程序。2.1.2 提供对各种网络应用程序的快速设计能力 此平台借助了Web Form，这使得用户可以用它们在开发基于窗体的桌面应用程序时，创建跨平台、跨浏览器的网络应用程序。2.1.3 利用XML和Web Service来简化分布式计算 XML被用来对上述功能请求的参数进行格式的统一，从而使这些请求能够使用于所有的软件和硬件。这样使得对Web Service的访问能够通过使用任何一种组件模型、任何一种语言、在任何一种操作系统上实现。 而Web Service借助标准的Intemet协议在网络上调用商务逻辑。HTTP被作为Web Service传输的基础协议，这个协议使得对功能的请求能够穿越各种团体所使用的防火墙。2.1.4快速构建中间层商务组件Visual Studio核心目标就是要给应用程序提供应用程序快速部署工具，基于服务器。利用Visual Studio.NET平台创建的组件将给您的运作提供非常棒的伸缩性和功能。2.1.5构建可靠的可伸缩解决方案借助Visual Studio.NET，用户可以很容易地创建具有可靠的和伸展能力的应用组件和程序。2.2 C#技术概述C#，这个语言在使得应用程序能够快速开发的同时，并没有抹掉C和C+程序员所在乎的一些特性。C#忠实地继承了C和C+的优点。快速应用程序开发(Rapid Application Development,RAD)的思想与简洁的语法将会使你迅速成为一名优秀的软件开发人员。该语言是专门为.NET应用而开发出的语言，这从根本上保证了C#与.NET框架的完美结合。在.NET运行库的支持下，.NET框架的各种优点在C#中表现得很完美。C#的一些突出的特点：精心地面向对象设计完整的安全性与错误处理简洁的语法与Web的紧密结合灵活性与兼容性版本处理技术2.2.1简洁的语法 C#的代码在.NET框架不允许直接地内存操作，提供的可操纵环境下运行，没有了指针是它最大的特色。在C+中被经常使用的操作符（例如：“：”、“->”和“.,”）已经不再出现。C#只支持一个“.”。C#中，用真正的关键字换掉了那些把活动模板库(Active Template Library,ALT)和COM搞得乱糟糟的伪关键字，如（OLE_COLOR、BOOL、VARIANT_BOOL、DISPID_XXXXX等等）。C#操作符在.NET类库中都有了新名字。2.2.2精心地面向对象设计从Smalltalk起，面向对象的话题始终围绕着任何一种现代程序设计语言。C#确实具有面向对象的语言所应有的一切特性：封装、继承和多态性，这些也不出众。但是通过精心地面向对象设计，由高级商业对象到系统级应用，C#建立广泛组件的最优选择。在C#的类型系统里，每种类型都可以看成一个对象。C#提供一个叫做装箱(boxing)和拆箱(unboxing)的机制来完成这种操作，但不会给用户带来困扰。C#只允许单继承，也就是一个类不再有多个基类，因而避免了类型定义的混乱。你会在继续的学习中了解到C#中没有了全局函数，没有全局变量，也没有全局常数。所有必须封装在一个类之中。你书写的代码会具有更好的可读性，并且大大减少了发生命名冲突的可能性。而这整个C#的类模型是建立在.NET虚拟对象系统(Visual Object System,VOS)的基础之上，它的对象模型是.NET基础架构的一部分，不再是它本身的组成部分。在VB中我们得来的丰富的RAD经验，使得C#具备了良好的开发环境。结合自身强大的面向对象的功能，C#让开发人员的生产效率得到极大的提高。对于公司来说，软件开发周期缩短会使他们更好面对网络经济的激烈竞争。在效率和功能的杠杆上人们终于找到了支点。2.3 SQL2008主要特点2.3.1 NET框架 在SQL Server2008中，开发人员通过运用相似的语言，如微软的VisualC#.NET与微软的VisualBasic，将能够创建数据库对象。开发人员还将能创建两个新的对象用户定义的类和集合。 2.3.2 XML技术 在使用本地网络和互联网与在不同应用软件之间传输数据的时候，可扩展标记语言（XML）是一个很重要的标准。SQL Server2008也会支持存储和查询可扩展标记语言文件。 2.3.3 ADO.NET2.0版本 由SQL类的新的支持，到多活动结果集（MARS）和SQL Server2008中的ADO.NET将推动数据集操纵和存取，实现更大的可升级性和便利性。 2.3.4增强的安全性 SQL Server2008中的新型安全模式将用户与对象分开，提供fine-grainaccess存取并允许对数据存取进行更多的控制。所有系统表格会作为视图得到实施，对数据库系统对象进行更大程度控制。 2.3.5 Transact-SQL的增强性能 SQL Server2008为开发能够升级的数据库应用软件，提供新的语言功能。这增强的性能含错误处理，功能递归查询，关系运算符和其他数据列排行功能。 2.3.6 SQL服务中介SQL服务中介给大型营业范围应用软件提供了一个分布式和异步应用框架。 2.3.7通告服务 通告服务使业务建立多样的通知应用软件，能够向任何设备，提供个人化以及及时的信息，如股市警报、包裹递送警报、新闻订阅、航空公司票价等。在SQL Server2008，通告服务与其他技术紧密地融合在了一起，这些技术包括分析服务以及SQLServerManagementStudio。 2.3.8 Web服务 在SQL Server2008，开发人员能够在数据库层开发Web服务，将SQL Server当成一个超文本传输协议（HTTP）的侦听器，并且能够为网络服务中心应用软件提供一个新型的数据存取功能。 2.3.9报表服务 在SQL Server2008中,报表服务能够提供报表控制，可通过VisualStudio2010发行。 2.3.10全文搜索功能的增强 SQL Server2008支持丰富的全文应用软件。服务器的编目功能将得到一定增强，对编目对象提供了更大的灵活性。查询性能与升级性也大幅得到改进，同时新的管理工具可以为有关全文功能的运行，提供更深入的了解。第三章系统分析3.1需求分析1) 由于操作人员的计算机知识是有限，因而要求系统具有良好的人机界面。2) 方便数据查询。3) 方便添加和修改功能。4) 数据计算能够自动完成，尽量地减少人工干预。5) 在相应的窗体中，可方便地删除数据。3.2开发工具的选择 本系统后台数据库采用目前最新的Microsoft SQL Server 2008数据库，该数据库系统在安全性，运行速度方面和准确性具有绝对的优势，而且处理数据量大，效率高；前台采用Microsoft公司的Visual Studio 2010作为主要的开发工具，可与Microsoft SQL Server 2008数据库无缝链接。第四章 总体设计4.1项目规划 人体饮食健康系统主要由用户基本信息，营养摄入标准，用户饮食记录，营养评估，饮食推荐，营养配餐等模块组成，具体规划如下。² 用户基本信息模块该模块主要用于查看和修改用户的基本信息（姓名，性别，民族，身高，体重，年龄）。² 营养摄入标准模块该模块用于用户查看自己的营养摄入标准，营养摄入标准是在用户在注册的时候，系统由用户的基本信息（性别，年龄，身高）自动计算生成。² 用户饮食记录模块该模块用于查看用户每天饮食的记录，用户还可以通过对每天所吃的食物进行添加或者删除来创建新的饮食记录。² 营养评估模块该模块通过选择具体日期，然后将用户该日的实际营养摄入与标准的营养摄入进行对比，然后标记出过量项和缺乏项。² 饮食推荐模块该模块中，用户可以根据营养评估结果，对相应不足或者过量的营养素进行搜索，模块会显示富含该营养素的食物供用户参考。² 营养配餐模块该模块用于创建新的营养配餐即添加一天要吃的食物，然后根据用户的营养摄入表准进行配平（参考项：能量，脂肪，蛋白质，碳水化合物），再保存；以及查看已有营养配餐。4.2 系统业务流程分析27人体饮食健康系统的业务流程如图4.1所示: 图4.1 系统业务流程4.3 系统功能结构人体饮食健康系统功能结构图4.2所示。 图4.2 系统共能结构图第五章 系统设计 5.1设计目标本系统属于小型的数据库管理系统，可以对客户的饮食进行有效管理。通过本系统可以达到以下目标：² 灵活地录入数据，使信息传递更快捷。² 系统采用人机交互方式，界面美观友好，信息查询灵活,方便，数据存储安全可靠。² 实现后台运算功能。² 实现各种查询。² 对用户输入的数据，进行严格的数据检验，尽可能避免人为错误。5.2开发及运行环境² 系统开发平台：Microsoft Visual Studio 2010 。² 系统开发语言：C#。² 数据库：Microsoft SQL Server 2008。² 运行平台：Windows.7。² 运行环境：Microsoft. NET Framework 4.0。5.3数据库设计28本系统采用Microsoft SQL Server 2008作为后台数据库，数据库命名为db-BHD，其中包含5张表。下面分别介绍。5.3.1数据表的概要说明数据表数树型结构图包括系统所有的数据表，如图5.1所示。 图5.1 数据表树型结构图5.3.2数据表E-R图 根据上面的设计，本系统规划出的实体主要有用户注册信息实体，用户饮食记录实体，用户营养配餐实体和用户营养摄入标准实体等。用户注册信息实体E-R图如图5.2所示。图5.2 用户注册信息实体E-R图用户饮食记录实体E-R图如图5.3所示。图5.3 用户饮食记录实体E-R图营养摄入标准E-R图如图5.4所示。图5.4 营养摄入标准E-R图营养配餐E-R图如图5.5所示。图5.5 营养配餐E-R图5.3.3主要的数据表结构29² 用户注册信息表用于保存用户的基本信息。该表的设计结构如图5.6所示。图5.6 用户注册信息表用户饮食记录表用于对用户添加的饮食信息进行保存，该表的结构如图5.7所示。图5.6 用户饮食记录表用户营养摄入标准表用于保存各种条件人群的营养摄入标准，该表的结构设计如图5.7所示。图5.7 营养摄入标准表营养配餐表用于保存用户根据自己的需求添加的配餐，该表的结构设计如图5.8所示。图5.8 营养配餐表第六章 主要功能模块及界面设计6.1系统登录设计30 系统登录主要用于对进入人体饮食健康系统的用户进行安全检查，以防止非法用户进入该系统。本系统的用户登录窗口如图6.1所示，用户进行登录时需要输入用户名和密码，系统会将输入的信息与后台数据库中用户注册信息表中的用户名和密码进行比对，如果输入正确，系统可以查询到，则进入主窗口，否则会出现输入错误提示窗口，要求输入正确的登录信息。如果是新用户，怎需单击注册按钮进入注册窗口如图6.2所示，填写注册信息（用户名，密码，姓名，性别，民族，身高，体重，年龄），保存，然后返回到登录窗口进行登录。图6.1 登录窗口图6.2用户注册窗口6.2主窗口 用户登录信息验证成功之后自动跳入主窗口如图6.3所示，包括用户基本信息，营养摄入标准，用户饮食记录，营养评估，饮食推荐，营养配餐，退出系统七个模块，单击每个按钮，都会进入对应的窗口。图6.3 主窗口6.3用户基本信息窗口 用户基本信息窗口如图6.4所示，用于用户查看自己的基本信息（密码，姓名，性别，民族， 身高，体重，年龄），基本信息均可更改，更改之后点击保存，可以立即更新到数据库。点击返回会回到主窗口。图6.4 用户基本信息窗口6.4营养摄入标准窗口 营养摄入标准窗口如图6.5所示，用于用户查看自己的营养摄入标准，用户进入该窗体，单击查询按钮，即可看到自己的摄入标准。该标准是在用户单击查询按钮时，系统自动系统自动将用户的年龄，身高，体重这些信息与数据库表（用户营养摄入标准表）进行比对，查询出该用户的营养摄入标准。单击返回到主窗体。图6.5 营养标准窗口6.5饮食记录窗口 饮食记录窗口如图6.6所示，用户可以点击查询按钮，列表会显示该日的饮食信息，记录的列名用户选择日期，对每天的饮食进行记录，记录的列名（餐饮记录编号，日期，周期，餐次，食物名称，重量）。点击添加超链接按钮，则会出现用户饮食记录添加窗口如图6.7所示，填写信息（周期，餐次，食物名称，重量），其中，食物名称书写需要单击食物选择按钮，进入食物选择窗口如图6.8所示，用户可在搜索框中输入食物名称关键字，单击搜索，列表则会出现相关食物，双击要选择的食物名称，则该食物会被选中，窗口会自动跳到用户饮食记录添加窗口。单击添加系统则会对此条信息进行保存，同时填写框会清空，用户可以继续添加，单击返回按钮进入饮食记录窗口。在此窗口中还可以实现对添加或者查询的饮食记录进行删除和修改功能。图6.6 饮食记录窗口图6.7 用户饮食记录添加窗口图6.8 食物选择窗口6.6营养评估窗口 营养评估窗口如图6.9所示，用户需要选择评估的时间段，然后单击评估按钮，列表则会出现用户的标准营养素摄入及实际营养素摄入，系统自动将标准与实际进行对比，对营养素摄入过量项用红颜色标记，对营养素摄入量不足的用绿颜色标记。单击返回按钮跳到主窗口。图6.9营养评估窗口6.7饮食推荐窗口 饮食推荐窗口如图6.10所示，用户可以针对自己的营养评估结果，在查询框中输入营养素，单击查询，列表则会出现该营养素含量由多到少顺序排列的食物，用户可以进行参考，对用户以后的饮食有一定指导意义。 图6.10 饮食推荐窗口6.8营养配餐窗口 营养配餐窗口如图6.11所示，用户可以选择日期后，单击查看所有配餐按钮，然后查看该时间段的营养配餐。然后针对配餐记录可以进行添加、修改及删除。单击添加会进入营养配餐添加窗口，操作方式与饮食记录窗口的操作类似，此处不赘述。图6.11 营养配餐窗口第七章 测试7.1软件测试的重要性有很多人认为，辛苦搞了需求分析、总体设计、数据库设计、窗口界面设计，最后编码、调试通过，软件的制作就算大公告成。但真的是这样吗？在软件开发期有一种工作的工作量占开发期总工作量的40%，是所有工作中工作量最大的，不是别的，就是软件测试。7.2人体饮食健康系统主窗体模块测试由于在人体饮食健康系统主窗体中，设计了7项菜单，分别为“用户基本信息”、“营养摄入标准”、“用户饮食记录”、“营养评估”、“饮食推荐”“营养配餐”、“退出系统”。第一组“用户基本信息”的对话框中的各项运行正常,单击“返回”按钮 ,可以退出。第二组“营养摄入标准”各项运行正常,数据库与显示模块映射正常。 第三组“用户饮食记录”下的各项运行正常,查询调动信息正常。第四组“营养评估”各项运行正常 ,对数据库的调用正常。 第五组“饮食推荐”,对数据库的调用运行正常。第六组“营养配餐下的各项运行正常,查询调动信息正常。第七组“退出系统”单击该按钮，系统可以正常退出第八章 小结 现回首细想，自觉在设计中有诸多不足之处：首先是对软件开发平台不够熟悉，很多组件及其之间的联系掌握不够以至不能灵活运用，造成程序内容不丰富，使用不方便，其次在系统分析上在待加强训练，这次的设计规模较小，但我在软件的定义时期，特别是在需求分析时，一度让我无从下手，所耗时间比开发时期都长。 但收获还是挺大的，在这次毕业论文设计中，使我综合运用所学知识和技能对实际问题的分析概括能力加强，通过检索文献资料、了解、学习、掌握本学科专业领域中新的知识和发展动态，并恰当地将其运用到毕业论文中，同时让我深深体会到（软件）工程开发的艰辛与乐趣，开发者必须态度端正，认真制定设计方案和工作计划，严格按照软件工程的流程完成设计的各个环节。 毫无疑问，这次论文设计是对我三年年所学知识的一次检测以及学习能力的一个考察。由对计算机软件编程一窍不通到能单独开发工程，这已达到我入校求学的目的。参考文献1 雷娟.膳食评价方法的研究进展.微量元素与健康研究,2007, 2(24):48502 李普华.大众健康呼吁营养配餐员.养生大世界,2004,12:36373 U.S.Department of Health and Human Services.Health People2010 Washington,DC:U .S.Government Printing Office,2000,184 仇琳,王绍臣.日本临床营养师的教育.日本医学介绍,1996, 17( 1) :275 肖正湘.美国学校营养教育的经验及启示.中国卫生政策, 2000, ( 8) :50516 冯中军,苗国胜.关于强化我国营养教育的探讨.中国公共卫生, 1997, 13( 9) : 5595607 Ekhard EZ, L. 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