董尊驊

（武漢輕工大學數(shù)學與計算機學院，湖北 武漢 430023）

0 引言

本論文的課題來源于國家重點研發(fā)計劃“現(xiàn)代食品加工及糧食收儲運技術(shù)與裝備”的子課題“營養(yǎng)大米、專用米等加工關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備研發(fā)與示范”（2017YFD0401102-02），其目的為探索原料大米理化性質(zhì)、儲藏特性與大米制品加工特性、食用品質(zhì)之間的內(nèi)在規(guī)律，這也是當今迫切需要完成的任務(wù)[1]。建立大米原料品質(zhì)指標數(shù)據(jù)庫平臺，儲存現(xiàn)有大米原料及其制品的指標則是完成此項任務(wù)的當務(wù)之急。從經(jīng)濟效益來看，這是對我國大米加工企業(yè)減少額外開銷、降低制作成本的重要舉措。從社會效益來看，可以提高大米資源利用率，減少損失，提高大米加工企業(yè)的競爭力，推動大米加工行業(yè)的發(fā)展，進而提高我國大米制品的食用品質(zhì)和儲藏品質(zhì)。要從全方位的角度來思考并解決中國糧食問題，不僅僅需要在農(nóng)業(yè)技術(shù)的方面提升對作物的培養(yǎng)能力，也要把信息技術(shù)等現(xiàn)代化手段融入解決農(nóng)業(yè)問題的過程中，盡力將科研成果轉(zhuǎn)換為物質(zhì)和經(jīng)濟的生產(chǎn)力，為解決我國糧食問題貢獻一份力量[1-2]。

1 需求分析

需求分析階段主要是對項目的要求進行明確的掌握，了解用戶對數(shù)據(jù)儲存和查閱方面的要求，把握整體平臺的設(shè)計思路，以構(gòu)建全面且符合用戶需要的數(shù)據(jù)庫平臺為目標，對項目的設(shè)計做一個整體的分析[3]。

1.1 項目要求

1)建立我國常用大米品種（包括粳米、秈米和糯米）的品質(zhì)特征指標數(shù)據(jù)庫。

2)實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫基本功能，要求用戶能在客戶端平臺實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫內(nèi)容的導(dǎo)入和導(dǎo)出、對數(shù)據(jù)庫內(nèi)非正常指標的修改或刪除以及在查詢窗口可以通過輸入個別指標查詢符合該指標項目的全部指標條目。

3)完成大米制品及其原料標準庫的建立，用于儲存正在實施的國標、省標或者行標，便于用戶進行對照。

1.2 實現(xiàn)目標

1.2.1 大米數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)化[4]

在大米的加工過程中，企業(yè)或?qū)嶒炇沂占玫降拇竺准捌渲破返脑现笜藬?shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)報告匯入Excel電子表格，通過網(wǎng)絡(luò)平臺將數(shù)據(jù)匯入數(shù)據(jù)庫平臺中，實現(xiàn)不同來源的大米指標數(shù)據(jù)的匯總。各個企業(yè)可以通過互聯(lián)網(wǎng)借助大米原料品質(zhì)指標數(shù)據(jù)庫平臺，查看數(shù)據(jù)庫內(nèi)來自不同渠道的數(shù)據(jù)。

1.2.2 糧食企業(yè)大米數(shù)據(jù)采集的規(guī)范化

在本平臺中，明確規(guī)定了不同大米儲存時需要監(jiān)測的指標，避免了我國糧食加工企業(yè)在加工過程中記錄的各項數(shù)據(jù)指標出現(xiàn)不統(tǒng)一的問題，并以此規(guī)定設(shè)計并實現(xiàn)了無論是批量導(dǎo)入還是單條數(shù)據(jù)的導(dǎo)入，都必須符合數(shù)據(jù)庫的各項指標要求，有利于我國糧食加工企業(yè)對數(shù)據(jù)的記錄與處理向規(guī)范化的方向發(fā)展。

1.2.3 對糧食加工企業(yè)數(shù)據(jù)的保護

通過設(shè)置用戶的不同等級，將用戶可以查看、修改、刪除的數(shù)據(jù)進行分層處理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的保護性，防止不法之徒惡意破壞系統(tǒng)內(nèi)的珍貴數(shù)據(jù)，也防止虛假數(shù)據(jù)的擴散和總體數(shù)據(jù)的管理。超級管理員可以通過信息發(fā)布的方式通知不同層次等級的用戶關(guān)于庫內(nèi)數(shù)據(jù)的變動信息，以及修改方是誰，屬于哪一組織或企業(yè)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理的公開透明。

2 開發(fā)技術(shù)綜述

2.1 SSM框架

Spring-SpringMVC-MyBatis三種框架整合在一起被稱作SSM框架技術(shù)，其中，MyBatis將SQL寫入XML中，讓其從程序的代碼中分離出來，使得整個程序的耦合度降低，提升管理和優(yōu)化的便捷性，并且MyBatis還支持編寫動態(tài)SQL語句，省去了需要根據(jù)不同條件拼接SQL語句的痛苦。前兩者中，SpringMVC，是用來實現(xiàn)軟件設(shè)計的一種典范“模型—視圖—控制器(MVC)”的請求驅(qū)動類型的Web框架，主要用于分發(fā)HTTP請求。Spring則是負責核心事務(wù)管理，它集成MyBatis，并通過MyBatis對數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)進行訪問與操作[5]。如圖1所示。

圖1 SSM框架工作流程

2.2 MySQL數(shù)據(jù)庫

本平臺的開發(fā)所選擇的數(shù)據(jù)庫是Oracle公司旗下的MySQL數(shù)據(jù)庫，作為一款關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，擁有良好的Web適應(yīng)性，且由于其多線程的特點，可以最大化地使用中央處理器的資源，減少服務(wù)器的負荷，是最符合項目需求的數(shù)據(jù)庫選擇。

3 平臺介紹

大米原料品質(zhì)指標數(shù)據(jù)庫平臺，如圖2所示。

圖2 模塊展示圖

1）用戶信息。為確保進入大米原料品質(zhì)指標數(shù)據(jù)庫平臺的安全性，使用此平臺的用戶需要填寫完整的身份信息，要求精確到個人或企業(yè)。該模塊的主要功能是實現(xiàn)用戶對自身個人信息的管理，包括了解自身的角色權(quán)限，修改密碼，查看自身信息例如姓名、電話、手機、郵箱等內(nèi)容。還可以查看歷史登陸時間以及登陸IP，確保賬號的信息安全[6]。

2）系統(tǒng)通知。系統(tǒng)通知模塊的主要功能是讓使用者接收系統(tǒng)管理員發(fā)送的通知信息，用戶可以根據(jù)查看通知來了解平臺中應(yīng)該要注意的內(nèi)容，還可以通過該模塊的通知查詢功能，查詢歷史分布的通知。而系統(tǒng)管理員則可以利用此模塊進行[7-8]。

3）大米原料指標。指標采樣模塊是整個數(shù)據(jù)庫平臺的核心區(qū)域，該模塊下可以查看整個大米原料品質(zhì)指標數(shù)據(jù)庫內(nèi)的全部數(shù)據(jù)，并且根據(jù)種類創(chuàng)立了多個子模塊，包括“黃酒”“米粉”“糯米”“工業(yè)米飯”等，用戶通過選擇子模塊，即可查看數(shù)據(jù)庫內(nèi)該種類制品的所有數(shù)據(jù)，并且在權(quán)限允許的情況下，可通過操作按鈕對數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)進行內(nèi)容的增刪改查[9]。

4）標準查詢。本數(shù)據(jù)庫平臺中整合了GB/T1354-2018大米國家標準、GB/T13662-2018黃酒國家標準等多種大米原料及其制品相關(guān)的標準。用戶可通過數(shù)據(jù)庫提供的各項標準與手中的數(shù)據(jù)比較，判斷自身的大米是否合格。

5）數(shù)據(jù)分析模塊。數(shù)據(jù)分析模塊的功能主要為在保證數(shù)據(jù)完整的情況下，用戶可以通過輸入原料或者制品的指標數(shù)據(jù)，來獲取對應(yīng)的原料或者制品相關(guān)指標的取值范圍，可以方便用戶進行原料采購、數(shù)據(jù)檢查等操作。

4 大米及其制品指標的數(shù)據(jù)分析模塊

目前，通過數(shù)據(jù)分析解決問題的方法雖然已經(jīng)在很多方面得到了應(yīng)用，但是在一些領(lǐng)域的使用還寥寥無幾。大米及其制品指標的數(shù)據(jù)分析模塊便是對其數(shù)據(jù)分析技術(shù)應(yīng)用的一種探索方法，如今我國大米制品原料專用化的程度低，缺乏專用的分類體系及評價標準等問題依舊在一定程度上影響了糧食加工企業(yè)的原料采購，導(dǎo)致企業(yè)因沒有購置最合適的生產(chǎn)原料而導(dǎo)致物質(zhì)和經(jīng)濟上的損失，提升了使用成本，也造成了糧食的浪費現(xiàn)象。

數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)出自參與項目的各個企業(yè)及高校，從數(shù)據(jù)分析的角度進行數(shù)據(jù)的處理分析，將多而雜的大米指標進行主成分分析，與對應(yīng)的大米制品指標構(gòu)建回歸方程，從而實現(xiàn)可以從大米原料的指標推斷出對應(yīng)的制品指標或指標范圍的目的。接著將方法進行倒推，實現(xiàn)從大米制品指標推導(dǎo)至食品指標。在算法軟件中完成編程以后，再將數(shù)據(jù)庫平臺與算法軟件集成，用戶通過客戶端輸入指標數(shù)據(jù)導(dǎo)入算法軟件，再將結(jié)果傳回客戶端得到結(jié)果，從而完成從指標到指標的推導(dǎo)。

5 結(jié)語

本次設(shè)計與實現(xiàn)的大米原料品質(zhì)指標數(shù)據(jù)庫平臺，方便了研究者對于大米糧食指標的數(shù)據(jù)的掌握，幫助推進了大米制品原料專用化的研究，也為將數(shù)據(jù)分析方法的應(yīng)用于對大米原料及其制品的理化性質(zhì)進行相互推導(dǎo)等類型的研究做了進一步的探索與嘗試。