基于(At)微信小程序的(of)智能膳食分析系統

引言

近年來(Come)，人(people)們(them)因爲(for)快節奏的(of)生(born)活方式而無暇顧及自己的(of)飲食，從而養成了(Got it)一(one)系列不(No)良的(of)飲食習慣。營養過剩會導緻高血壓、糖尿病等慢性疾病，而營養不(No)良又會影響人(people)體各方面的(of)發育。據國(country)際糖尿病聯盟（IDF）公布的(of)數據顯示，2014年全球共有糖尿病患者3.87億人(people)，而中國(country)的(of)患者數量居全球首位，且患病率呈逐年上(superior)升趨勢。可見，雖然我(I)國(country)的(of)國(country)民經濟實力有所發展，但忽視了(Got it)身體健康問題。從營養學角度出(out)發，合理的(of)膳食結構不(No)但要(want)有充足的(of)能量供應，同時(hour)也需要(want)足量的(of)維生(born)素和(and)微量元素供給。因此，在(exist)日常飲食中，隻有注重飲食的(of)合理性以(by)及健康性，才能減少慢性病的(of)發生(born)，提升工作(do)效率與生(born)活質量。

國(country)内已有一(one)些指導人(people)們(them)健康飲食的(of)膳食分析軟件，此類軟件需手動輸入一(one)天所吃的(of)食物信息，應用(use)不(No)方便，且輸入的(of)數據存在(exist)較大(big)誤差，導緻分析結果出(out)現偏差。

爲(for)了(Got it)更好地(land)指導人(people)們(them)健康飲食，也爲(for)了(Got it)讓餐飲服務更好地(land)滿足用(use)餐者的(of)消費需求，設計開發了(Got it)一(one)款以(by)大(big)數據爲(for)基礎的(of)膳食分析系統。智能餐盤系統利用(use)RFID射頻識别技術，自動獲取用(use)戶的(of)用(use)餐數據，通過WiFi模塊将用(use)戶用(use)餐數據上(superior)傳至OneNet雲服務器，雲端軟件自動處理用(use)戶的(of)飲食數據，用(use)戶可在(exist)微信小程序中實時(hour)查看自己的(of)飲食分析結果，從而進一(one)步改善自己的(of)膳食搭配。同時(hour)，用(use)戶還可通過微信小程序向系統餐飲合作(do)服務方反饋建議，爲(for)餐飲服務方的(of)經營提供支持。

本系統基于(At)用(use)戶實際用(use)餐大(big)數據完成膳食分析，簡化膳食評價流程，增強膳食分析的(of)可靠性，實現了(Got it)膳食分析的(of)智能化。

1系統功能分析與方案設計

1.1系統功能分析根據需求分析，本系統需實現以(by)下功能：

（1）飲食分析：用(use)戶可知曉用(use)餐的(of)熱量、三大(big)營養素、微量元素的(of)攝入情況；

（2）餘菜查詢：通過計算已售菜品的(of)數量來(Come)反映食堂餘菜量；

（3）飲食周報：每周向用(use)戶發送一(one)個(indivual)飲食周報（卡路裏攝入情況，攝入營養素比例，飲食時(hour)間波動情況，飲食建議），爲(for)用(use)戶下周的(of)飲食提供參考；

（4）飲食定制：根據用(use)戶的(of)需求，系統提前爲(for)用(use)戶提供幾種營養菜譜，供用(use)戶選擇；

（5）尚食圈：爲(for)用(use)戶提供一(one)個(indivual)社交平台。

1.2系統方案設計

本系統主要(want)由用(use)餐數據采集與發送模塊，雲服務器端數據處理模塊和(and)用(use)戶微信小程序模塊組成。其具體設計方案如下所示：

（1）用(use)餐數據采集與發送模塊由RC632讀卡器、RC522讀卡模塊、WiFi模塊、12864液晶顯示模塊、LCD液晶顯示屏組成。RC632讀卡器用(use)以(by)采集餐飲數據；RC522讀卡模塊用(use)以(by)收集用(use)戶身份數據；WiFi模塊将用(use)戶的(of)餐飲數據和(and)身份數據發送至服務器端；12864液晶顯示模塊和(and)LCD液晶顯示屏分别顯示餐飲數據和(and)用(use)戶身份數據。

（2）雲服務器端數據處理模塊：通過TCP協議來(Come)接收用(use)戶餐飲數據和(and)用(use)戶身份數據，在(exist)雲端處理用(use)戶的(of)數據，供小程序通過HTTPS請求獲取數據。

（3）用(use)戶微信小程序：用(use)戶可通過掃描餐桌上(superior)的(of)二維碼進入小程序，也可在(exist)微信中搜索附近的(of)小程序進入。小程序中包含有飲食分析、餘菜查詢、飲食定制、飲食周報等功能。

系統總體設計如圖1所示。

圖1 系統總體設計框圖

2硬件模塊設計與實現

2.1菜品識别模塊

系統采用(use)RC632讀卡器模塊。MFRC632是(yes)飛利浦公司推出(out)的(of)适用(use)于(At)工作(do)頻率爲(for)13.56MHz的(of)非接觸式智能卡和(and)标簽，适用(use)于(At)多種ISO非接觸式标準。其電路原理如圖2所示。

圖 2 RC632 讀卡器電路原理圖

2.2身份識别模塊

MFRC522是(yes)應用(use)于(At)13.56MHz非接觸式通信中高集成度讀寫卡系列芯片中的(of)一(one)員，是(yes)NXP公司針對“三表”應用(use)推出(out)的(of)一(one)款低電壓、低成本、體積小的(of)非接觸式讀寫卡芯片。電路原理如圖3所示。

圖 3 RC522電路原理圖

2.3WiFi傳輸模塊

本系統采用(use)的(of)WiFi模塊爲(for)樂鑫公司設計的(of)ESP8266模塊。利用(use)ESP8266WiFi模塊連接當前局域網，通過AT指令根據服務器的(of)IP和(and)端口連接服務器。之後傳輸用(use)戶身份數據及餐飲數據。ESP8266電路原理如圖4所示。

圖 4 ESP8266電路原理圖

2.4顯示模塊

本模塊使用(use)12864液晶顯示模塊。帶中文字庫的(of)12864是(yes)一(one)種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，内部含有國(country)标一(one)級、二級簡體中文字庫的(of)點陣圖形液晶顯示模塊。利用(use)該模塊靈活的(of)接口方式和(and)簡單、方便的(of)操作(do)指令，可構成全中文人(people)機交互圖形界面。

本作(do)品通過12864顯示屏顯示菜品的(of)信息以(by)及用(use)戶信息及刷卡消費的(of)結果。

3系統軟件設計與實現

3.1初始化界面設計

本系統的(of)顯示界面（微信小程序）主要(want)負責顯示服務信息以(by)及接收來(Come)自雲服務器的(of)數據。該部分程序基于(At)JavaScript編程實現。其整體設計和(and)基本算法的(of)架構流程如圖5所示。

圖 5 系統初始化流程圖

3.2微信小程序各功能界面設計

3.2.1飲食分析

本功能通過基于(At)RFID芯片的(of)ID号比對食物數據庫實現。此功能可讓用(use)戶知曉自己就餐所攝入的(of)卡路裏等相關參數，并爲(for)用(use)戶提供科學的(of)飲食建議，其整體設計架構流程如圖6所示。

圖 6 本餐分析操作(do)流程圖

3.2.2餘菜查詢

此選項通過檢測已售賣的(of)菜品數，可根據餐廳每日計劃的(of)菜品數量得到(arrive)當前餐廳的(of)餘菜數。通過小程序查詢餐廳餘菜數及菜品位置，方便用(use)戶知道當前餐廳是(yes)否有自己想吃的(of)菜品，同時(hour)還可節約用(use)戶尋找菜品的(of)時(hour)間，讓餐廳的(of)服務更加人(people)性化。其整體設計架構流程如圖7所示。

圖 7 餘菜查詢設計流程圖

3.2.3飲食周報

此功能基于(At)用(use)戶一(one)周的(of)用(use)餐數據，通過專業圖标爲(for)用(use)戶提供了(Got it)一(one)系列權威分析，其分析理論依據爲(for)營養學相關理論。該功能通過總

結用(use)戶一(one)周的(of)飲食情況來(Come)幫助用(use)戶均衡膳食結構并提供未來(Come)一(one)周的(of)飲食指導，旨在(exist)降低因飲食問題而導緻的(of)慢性病的(of)發病率。飲食周報操作(do)流程如圖8所示。

圖 8 飲食周報操作(do)流程圖

3.2.4飲食定制

此功能爲(for)用(use)戶提供了(Got it)專屬的(of)營養套餐。用(use)戶輸入自己的(of)相關健康信息，如身高、體重等，系統根據這(this)些信息及平常的(of)用(use)餐習慣，自動爲(for)用(use)戶提供營養套餐。用(use)戶提前一(one)天選擇好自己喜歡的(of)套餐，第二天隻需憑小程序裏的(of)号碼到(arrive)餐廳的(of)專屬窗口領取自己的(of)套餐即可。餐廳可根據自身情況，自行設定專屬套餐的(of)數量。此功能主要(want)服務于(At)一(one)些有特定飲食需求的(of)人(people)群，比如對特定食物過敏的(of)人(people)群、糖尿病人(people)等，其整體設計的(of)架構流程如圖9所示。

圖 9 飲食定制操作(do)流程圖

3.2.5尚食圈

此功能提供了(Got it)該小程序的(of)用(use)戶交流平台，用(use)戶可在(exist)上(superior)面發表自己的(of)相關動态。随着社交網絡的(of)發展，美食這(this)一(one)高度生(born)活化的(of)話題相比于(At)其他(he)話題更受到(arrive)人(people)們(them)的(of)青睐。其整體設計的(of)架構流程如圖10所示。

圖10 尚食圈操作(do)流程圖

3.3服務器端的(of)設計與實現

服務器端主要(want)由三個(indivual)模塊組成，其結構如圖11所示。具體的(of)模塊說明如下：

（1）服務器的(of)監聽：通過Flask框架搭建5000通信端口，通過該端口發送與接收HTTP請求；

（2）讀取數據庫信息：頂層構建peeweeModel對象，底層通過peewee框架對數據庫進行具體操作(do)。底層使用(use)MySQL框架對數據進行管理；

（3）向移動雲端發送數據：通過OneNET雲平台的(of)API公共接口獲取數據。

圖11 服務器結構圖

4創新點分析

4.1智能化

智能結算台自動将用(use)戶用(use)餐數據發送到(arrive)雲端進行處理，與市面上(superior)大(big)部分飲食分析軟件不(No)同，無需手動添加用(use)餐信息，大(big)大(big)節約了(Got it)時(hour)間。同時(hour)用(use)戶隻需進入微信小程序即可查詢到(arrive)相關分析結果，幫助用(use)戶建立良好的(of)飲食習慣。

4.2便攜性

使用(use)者若在(exist)配有該系統的(of)餐廳用(use)餐，通過掃描餐桌上(superior)的(of)二維碼就可以(by)進入小程序。隻需在(exist)小程序上(superior)綁定餐卡信息，無需下載APP即可享受到(arrive)媲美營養師的(of)一(one)系列服務。操作(do)簡單，适用(use)于(At)各年齡層的(of)人(people)群。

4.3擴展性

本系統主要(want)針對高校餐廳或稍加改動應用(use)于(At)醫院，針對患有慢性病的(of)人(people)群進行特殊營養幹預并建立就餐人(people)員健康檔案。

5結語

本文設計了(Got it)一(one)款基于(At)微信小程序的(of)智能膳食分析系統，以(by)雲服務器爲(for)核心，将硬件收集信息模塊和(and)微信小程序模塊相結合，在(exist)有效解決食堂擁擠問題的(of)基礎上(superior)，滿足現代人(people)對飲食的(of)高要(want)求以(by)及特定人(people)群的(of)飲食需求，進而均衡國(country)民膳食結構以(by)及增強國(country)民的(of)飲食健康意識。此外，在(exist)人(people)們(them)追求膳食營養的(of)社會背景下，其在(exist)餐飲事業上(superior)能夠有更好的(of)推廣前景。