董尊驊

（武漢輕工大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院，湖北 武漢 430023）

0 引言

本論文的課題來源于國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“現(xiàn)代食品加工及糧食收儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)與裝備”的子課題“營(yíng)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(chǔ)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(dāng)今迫切需要完成的任務(wù)[1]。建立大米原料品質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫平臺(tái)，儲(chǔ)存現(xiàn)有大米原料及其制品的指標(biāo)則是完成此項(xiàng)任務(wù)的當(dāng)務(wù)之急。從經(jīng)濟(jì)效益來看，這是對(duì)我國(guó)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(huì)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(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)大米加工行業(yè)的發(fā)展，進(jìn)而提高我國(guó)大米制品的食用品質(zhì)和儲(chǔ)藏品質(zhì)。要從全方位的角度來思考并解決中國(guó)糧食問題，不僅僅需要在農(nóng)業(yè)技術(shù)的方面提升對(duì)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(jì)的生產(chǎn)力，為解決我國(guó)糧食問題貢獻(xiàn)一份力量[1-2]。

1 需求分析

需求分析階段主要是對(duì)項(xiàng)目的要求進(jìn)行明確的掌握，了解用戶對(duì)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和查閱方面的要求，把握整體平臺(tái)的設(shè)計(jì)思路，以構(gòu)建全面且符合用戶需要的數(shù)據(jù)庫平臺(tái)為目標(biāo)，對(duì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)做一個(gè)整體的分析[3]。

1.1 項(xiàng)目要求

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

2)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫基本功能，要求用戶能在客戶端平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫內(nèi)容的導(dǎo)入和導(dǎo)出、對(duì)數(shù)據(jù)庫內(nèi)非正常指標(biāo)的修改或刪除以及在查詢窗口可以通過輸入個(gè)別指標(biāo)查詢符合該指標(biāo)項(xiàng)目的全部指標(biāo)條目。

3)完成大米制品及其原料標(biāo)準(zhǔn)庫的建立，用于儲(chǔ)存正在實(shí)施的國(guó)標(biāo)、省標(biāo)或者行標(biāo)，便于用戶進(jìn)行對(duì)照。

1.2 實(shí)現(xiàn)目標(biāo)

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?yàn)室收集得到的大米及其制品的原料指標(biāo)數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)報(bào)告匯入Excel電子表格，通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)將數(shù)據(jù)匯入數(shù)據(jù)庫平臺(tái)中，實(shí)現(xiàn)不同來源的大米指標(biāo)數(shù)據(jù)的匯總。各個(gè)企業(yè)可以通過互聯(lián)網(wǎng)借助大米原料品質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫平臺(tái)，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(tái)中，明確規(guī)定了不同大米儲(chǔ)存時(shí)需要監(jiān)測(cè)的指標(biāo)，避免了我國(guó)糧食加工企業(yè)在加工過程中記錄的各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)出現(xiàn)不統(tǒng)一的問題，并以此規(guī)定設(shè)計(jì)并實(shí)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(xiàng)指標(biāo)要求，有利于我國(guó)糧食加工企業(yè)對(duì)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(duì)糧食加工企業(yè)數(shù)據(jù)的保護(hù)

通過設(shè)置用戶的不同等級(jí)，將用戶可以查看、修改、刪除的數(shù)據(jù)進(jìn)行分層處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的保護(hù)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(kuò)散和總體數(shù)據(jù)的管理。超級(jí)管理員可以通過信息發(fā)布的方式通知不同層次等級(jí)的用戶關(guān)于庫內(nèi)數(shù)據(jù)的變動(dòng)信息，以及修改方是誰，屬于哪一組織或企業(yè)，實(shí)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(gè)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(dòng)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(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)的一種典范“模型—視圖—控制器(MVC)”的請(qǐng)求驅(qū)動(dòng)類型的Web框架，主要用于分發(fā)HTTP請(qǐng)求。Spring則是負(fù)責(zé)核心事務(wù)管理，它集成MyBatis，并通過MyBatis對(duì)數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)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(tái)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(diǎn)，可以最大化地使用中央處理器的資源，減少服務(wù)器的負(fù)荷，是最符合項(xiàng)目需求的數(shù)據(jù)庫選擇。

3 平臺(tái)介紹

大米原料品質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫平臺(tái)，如圖2所示。

圖2 模塊展示圖

1）用戶信息。為確保進(jìn)入大米原料品質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫平臺(tái)的安全性，使用此平臺(tái)的用戶需要填寫完整的身份信息，要求精確到個(gè)人或企業(yè)。該模塊的主要功能是實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)自身個(gè)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(jī)、郵箱等內(nèi)容。還可以查看歷史登陸時(shí)間以及登陸IP，確保賬號(hào)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(tái)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(jìn)行[7-8]。

3）大米原料指標(biāo)。指標(biāo)采樣模塊是整個(gè)數(shù)據(jù)庫平臺(tái)的核心區(qū)域，該模塊下可以查看整個(gè)大米原料品質(zhì)指標(biāo)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(gè)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(duì)數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)容的增刪改查[9]。

4）標(biāo)準(zhǔn)查詢。本數(shù)據(jù)庫平臺(tái)中整合了GB/T1354-2018大米國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、GB/T13662-2018黃酒國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等多種大米原料及其制品相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。用戶可通過數(shù)據(jù)庫提供的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)數(shù)據(jù)，來獲取對(duì)應(yīng)的原料或者制品相關(guān)指標(biāo)的取值范圍，可以方便用戶進(jìn)行原料采購、數(shù)據(jù)檢查等操作。

4 大米及其制品指標(biāo)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(biāo)的數(shù)據(jù)分析模塊便是對(duì)其數(shù)據(jù)分析技術(shù)應(yīng)用的一種探索方法，如今我國(guó)大米制品原料專用化的程度低，缺乏專用的分類體系及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)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(jì)上的損失，提升了使用成本，也造成了糧食的浪費(fèi)現(xiàn)象。

數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)出自參與項(xiàng)目的各個(gè)企業(yè)及高校，從數(shù)據(jù)分析的角度進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理分析，將多而雜的大米指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，與對(duì)應(yīng)的大米制品指標(biāo)構(gòu)建回歸方程，從而實(shí)現(xiàn)可以從大米原料的指標(biāo)推斷出對(duì)應(yīng)的制品指標(biāo)或指標(biāo)范圍的目的。接著將方法進(jìn)行倒推，實(shí)現(xiàn)從大米制品指標(biāo)推導(dǎo)至食品指標(biāo)。在算法軟件中完成編程以后，再將數(shù)據(jù)庫平臺(tái)與算法軟件集成，用戶通過客戶端輸入指標(biāo)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(biāo)到指標(biāo)的推導(dǎo)。

5 結(jié)語

本次設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的大米原料品質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫平臺(tái)，方便了研究者對(duì)于大米糧食指標(biāo)的數(shù)據(jù)的掌握，幫助推進(jìn)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(duì)大米原料及其制品的理化性質(zhì)進(jìn)行相互推導(dǎo)等類型的研究做了進(jìn)一步的探索與嘗試。