智慧食堂营养分析管理系统查看源代码讨论查看历史

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智慧食堂营养分析管理系统为解决校园餐厅的竞争力与师生营养摄入健康问题，本团队研究设计了智慧食堂营养分析管理系统，实现的主要功能包括：①为校园餐厅提供了线上点餐服务平台，一方面方便学生进行线上点餐，减少放学就餐聚集，为方便学生就餐便利，同时也有助于校园疫情防控措施的实施；另一方面提高了校园餐厅的竞争力，吸引学生减少校外外卖的消费，在保证校园食品安全的基础上，更有利于学校食品安全管理；②为食堂餐品提供营养分析功能，系统根据商家发布的菜品信息通过算法分析出菜品的具体营养成分信息，师生浏览餐品购餐时就可看到菜品的每项营养数据； ③为学生提供营养摄入分析功能，系统根据每个用户的购餐记录、年龄、体重、身高等信息分析学生每日的营养摄入情况，及时提醒学生科学合理饮食，保障学生健康成长，为国家培养身体健康的合格人才；④实现了取餐身份验证，现阶段大部分外卖平台因为疫情防控的要求均不能进入校外配送外卖，外卖均在学校门口集中点放置，学生在取餐过程中没有任何身份识别要求，导致了外卖丢失情况常有发生。而本系统设计的智能取餐柜需要根据用户输入的取货码进行取货开柜，可有效避免外卖丢失的情况发生；⑤为师生制定、推荐个性化食谱，系统根据用户的历史购餐记录、每日实际营养摄入情况与标准健康营养摄入情况进行数据对比等信息通过算法综合计算，为用户制定出符合该用户身体健康状况的、专属的、合理的饮食食谱；

技术要点

1. STM32单片机

智能存取餐硬件终端以STM32单片机为核心，接入4.3英寸电容触控屏、继电器模块、电子锁控制模块、电源模块、NB-IoT模块，用户和送餐员可利用4.3英寸电容触控屏模块输入系统为用户和送餐员分配的取餐码和配送码，STM32单片机将输入的码处理后通过NB-IoT模块发送至服务器，服务器通过身份验证返回给硬件终端餐柜号后，控制对应餐柜号的电子锁控制模块打开从而使得餐柜打开，可以快速实现用户身份识别并做出响应从而存取餐，提高放餐和取餐效率，同时记录用户的取餐信息，在发生餐品丢失时提供查询依据。

2. 华为云技术

云技术是基于云计算商业模式应用的网络技术、信息技术、整合技术、管理平台技术、应用技术等的总称，可以组成资源池，按需所用，灵活便利。在本系统中智能取餐柜硬件终端通过NB-IoT通信技术将数据发送到云服务器，云服务器可根据师生填写的身高、体重、性别、年龄等个人信息利用公式算法快速计算出每位用户的营养摄入标准量，云服务器还可根据点餐记录计算出每位师生用户的营养分析结果为他们制定个性化健康食谱，云服务器根据用户的点餐就餐数据，计算出用户的口味偏好、销量排行，为食堂商家推送师生的口味喜好情况。

3. NB-IoT通信技术

本设计选择了远距离低功耗NB-IoT传输技术，此技术构建于蜂窝网络，只消耗大约180kHz的带宽，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接。NB-IoT聚焦于低功耗广覆盖的物联网市场，具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优等特点[6]。智能取餐硬件终端通过NB-IoT模块连接互联网，传输数据至华为云服务器，用户手机APP、管理平台分别使用HTTP协议和TCP协议与华为云服务器进行交互数据。

创新点

本团队研究设计的智慧食堂营养分析管理系统采用计算机技术、物联网技术、通信技术、大数据分析技术、单片机技术等实现了上位机管理平台、用户Android手机APP软件、服务器和取餐硬件终端的开发与设计，主要的创新点包括：

1. 校园餐厅的外卖点餐平台接入

传统的校园餐厅均已堂食为主，不具有网络点餐功能，而且每日备餐量大小和学生爱好需求也很难准确判断，而且食堂售卖的菜品不管销量高低都很难在短时间内做出改变等调整，再加上美团外卖、饿了么等主流外卖平台的应用，高校学生更愿意选择利用技术成熟的美团外卖、饿了么等主流平台购买餐饭，校园餐厅的竞争力越来越弱。本团队设计的智慧食堂营养分析管理系统为校园餐厅提供了点餐服务，而且系统可通过大数据技术根据学生的购餐记录分析每位学生的饮食爱好，可以向食堂商家推送学生口味偏好的分析结果，一些食堂销量持续低迷的商家便可根据学生的口味喜好对食堂菜品结构做出相应调整，系统可为食堂餐厅带来更大经济效益的同时可以提高餐饮质量和受欢迎度，同时也避免了食物的浪费，为校园餐厅备餐提供了数据依据，极大提高校园餐厅的核心竞争力。同时避免出现用餐高峰期学生排队等候的情况，减少人员的聚集和流动，提高校园疫情防控的效率。

2. 促进学生健康饮食，为国家培养健康积极向上的现代化人才

当前世面上有很成熟的美团、饿了么等外卖点餐平台，但就目前而言没有很成熟的就餐营养分析平台，我国不论是肥胖率还是癌症病发率都居世界首位，且各类疾病都出现年轻化的趋势，据统计我国一年用于心脑血管疾病的治疗经费高达3000亿人民币，中国因疾病而导致生产力丧失，将在2015-2020年间给中国造成5500亿美元的经济损失，而“过度肥胖”、“病从口入”饮食不健康、不合理、不规律是导致各种疾病产生的根本原因和直接原因，为了能够减缓“病例”的产生，最根本的方法就是有合理健康的饮食。本团队设计的智慧食堂营养分析管理系统可根据每位师生每天的点餐就餐情况智能分析出他们每日的营养摄入情况，系统会结合师生的年龄、性别、体重、身高、体脂率等信息为师生计算出每日的标准营养摄入值，再与实际每日营养摄入值进行对比，系统根据对比情况将为师生用户推送营养分析结果和推荐饮食食谱，为师生的健康成长提供保障，同时系统可自动为师生制定个性化健康食谱，真正的做到“对症下药”。饮食上的健康是保证体质健康，减少病发率的根本措施，病发少了，也可以为我国带来大量的经济效益，减少因疾病导致生产力丧失而产生的经济损失。

3. 解决外卖的餐品丢失问题

一方面因校园疫情防控的要求，所有送外卖用户不准进入校园，学生的外卖物品均放置在学校门口，学生在放学或有空后到放置地点拿取，在拿取过程中没有任何身份信息的验证，拿取过程比较混乱，导致高校外卖丢失情况非常严重。本团队设计的智慧食堂营养分析管理系统借鉴丰巢快递柜取件认证的形式，每个用户成功点餐后系统会向对应的用户和食堂商家随机分配一个四位的取餐码和配餐码，商家配餐后、用户取餐后系统均会记录该商家和用户的配餐、取餐时间等信息，如若餐品丢失系统均可以查到取餐用户信息，解决了外卖餐品丢失的问题；另一方面，即便送外卖用户可以进入学校，但送外卖用户送餐量大，没有过多的时间等候学生下课或有空后来取餐，如若有本团队设计的智能外卖柜，送餐员将餐品配送至外卖柜后就可离去，学生也不需要联系送餐员或等候送餐员来取餐，大大提高了送餐取餐的效率。