基于SSM框架的大米原料品質指標數據庫平臺的設計與實現＊

董尊驊

（武漢輕工大學數學與計算機學院，湖北 武漢 430023）

0 引言

本論文的課題來源于國家重點研發計劃“現代食品加工及糧食收儲運技術與裝備”的子課題“營養大米、專用米等加工關鍵技術設備研發與示范”（2017YFD0401102-02），其目的為探索原料大米理化性質、儲藏特性與大米制品加工特性、食用品質之間的內在規律，這也是當今迫切需要完成的任務[1]。建立大米原料品質指標數據庫平臺，儲存現有大米原料及其制品的指標則是完成此項任務的當務之急。從經濟效益來看，這是對我國大米加工企業減少額外開銷、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，提高大米加工企業的競爭力，推動大米加工行業的發展，進而提高我國大米制品的食用品質和儲藏品質。要從全方位的角度來思考并解決中國糧食問題，不僅僅需要在農業技術的方面提升對作物的培養能力，也要把信息技術等現代化手段融入解決農業問題的過程中，盡力將科研成果轉換為物質和經濟的生產力，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，了解用戶對數據儲存和查閱方面的要求，把握整體平臺的設計思路，以構建全面且符合用戶需要的數據庫平臺為目標，對項目的設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）的品質特征指標數據庫。

2)實現數據庫基本功能，要求用戶能在客戶端平臺實現對數據庫內容的導入和導出、對數據庫內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 實現目標

1.2.1 大米數據的網絡化[4]

在大米的加工過程中，企業或實驗室收集得到的大米及其制品的原料指標數據，形成數據報告匯入Excel電子表格，通過網絡平臺將數據匯入數據庫平臺中，實現不同來源的大米指標數據的匯總。各個企業可以通過互聯網借助大米原料品質指標數據庫平臺，查看數據庫內來自不同渠道的數據。

1.2.2 糧食企業大米數據采集的規范化

在本平臺中，明確規定了不同大米儲存時需要監測的指標，避免了我國糧食加工企業在加工過程中記錄的各項數據指標出現不統一的問題，并以此規定設計并實現了無論是批量導入還是單條數據的導入，都必須符合數據庫的各項指標要求，有利于我國糧食加工企業對數據的記錄與處理向規范化的方向發展。

1.2.3 對糧食加工企業數據的保護

通過設置用戶的不同等級，將用戶可以查看、修改、刪除的數據進行分層處理，實現數據的保護性，防止不法之徒惡意破壞系統內的珍貴數據，也防止虛假數據的擴散和總體數據的管理。超級管理員可以通過信息發布的方式通知不同層次等級的用戶關于庫內數據的變動信息，以及修改方是誰，屬于哪一組織或企業，實現數據管理的公開透明。

2 開發技術綜述

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，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，提升管理和優化的便捷性，并且MyBatis還支持編寫動態SQL語句，省去了需要根據不同條件拼接SQL語句的痛苦。前兩者中，SpringMVC，是用來實現軟件設計的一種典范“模型—視圖—控制器(MVC)”的請求驅動類型的Web框架，主要用于分發HTTP請求。Spring則是負責核心事務管理，它集成MyBatis，并通過MyBatis對數據庫內的數據進行訪問與操作[5]。如圖1所示。

圖1 SSM框架工作流程

2.2 MySQL數據庫

本平臺的開發所選擇的數據庫是Oracle公司旗下的MySQL數據庫，作為一款關系型數據庫管理系統，擁有良好的Web適應性，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，減少服務器的負荷，是最符合項目需求的數據庫選擇。

3 平臺介紹

大米原料品質指標數據庫平臺，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指標數據庫平臺的安全性，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。該模塊的主要功能是實現用戶對自身個人信息的管理，包括了解自身的角色權限，修改密碼，查看自身信息例如姓名、電話、手機、郵箱等內容。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）系統通知。系統通知模塊的主要功能是讓使用者接收系統管理員發送的通知信息，用戶可以根據查看通知來了解平臺中應該要注意的內容，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據庫平臺的核心區域，該模塊下可以查看整個大米原料品質指標數據庫內的全部數據，并且根據種類創立了多個子模塊，包括“黃酒”“米粉”“糯米”“工業米飯”等，用戶通過選擇子模塊，即可查看數據庫內該種類制品的所有數據，并且在權限允許的情況下，可通過操作按鈕對數據庫內的數據進行內容的增刪改查[9]。

4）標準查詢。本數據庫平臺中整合了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的標準。用戶可通過數據庫提供的各項標準與手中的數據比較，判斷自身的大米是否合格。

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

4 大米及其制品指標的數據分析模塊

目前，通過數據分析解決問題的方法雖然已經在很多方面得到了應用，但是在一些領域的使用還寥寥無幾。大米及其制品指標的數據分析模塊便是對其數據分析技術應用的一種探索方法，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的原料采購，導致企業因沒有購置最合適的生產原料而導致物質和經濟上的損失，提升了使用成本，也造成了糧食的浪費現象。

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

5 結語

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