基于SSM框架的大米原料品质指标数据库平台的设计与实现＊

董尊骅

（武汉轻工大学数学与计算机学院，湖北 武汉 430023）

0 引言

本论文的课题来源于国家重点研发计划“现代食品加工及粮食收储运技术与装备”的子课题“营养大米、专用米等加工关键技术设备研发与示范”（2017YFD0401102-02），其目的为探索原料大米理化性质、储藏特性与大米制品加工特性、食用品质之间的内在规律，这也是当今迫切需要完成的任务[1]。建立大米原料品质指标数据库平台，储存现有大米原料及其制品的指标则是完成此项任务的当务之急。从经济效益来看，这是对我国大米加工企业减少额外开销、降低制作成本的重要举措。从社会效益来看，可以提高大米资源利用率，减少损失，提高大米加工企业的竞争力，推动大米加工行业的发展，进而提高我国大米制品的食用品质和储藏品质。要从全方位的角度来思考并解决中国粮食问题，不仅仅需要在农业技术的方面提升对作物的培养能力，也要把信息技术等现代化手段融入解决农业问题的过程中，尽力将科研成果转换为物质和经济的生产力，为解决我国粮食问题贡献一份力量[1-2]。

1 需求分析

需求分析阶段主要是对项目的要求进行明确的掌握，了解用户对数据储存和查阅方面的要求，把握整体平台的设计思路，以构建全面且符合用户需要的数据库平台为目标，对项目的设计做一个整体的分析[3]。

1.1 项目要求

1)建立我国常用大米品种（包括粳米、籼米和糯米）的品质特征指标数据库。

2)实现数据库基本功能，要求用户能在客户端平台实现对数据库内容的导入和导出、对数据库内非正常指标的修改或删除以及在查询窗口可以通过输入个别指标查询符合该指标项目的全部指标条目。

3)完成大米制品及其原料标准库的建立，用于储存正在实施的国标、省标或者行标，便于用户进行对照。

1.2 实现目标

1.2.1 大米数据的网络化[4]

在大米的加工过程中，企业或实验室收集得到的大米及其制品的原料指标数据，形成数据报告汇入Excel电子表格，通过网络平台将数据汇入数据库平台中，实现不同来源的大米指标数据的汇总。各个企业可以通过互联网借助大米原料品质指标数据库平台，查看数据库内来自不同渠道的数据。

1.2.2 粮食企业大米数据采集的规范化

在本平台中，明确规定了不同大米储存时需要监测的指标，避免了我国粮食加工企业在加工过程中记录的各项数据指标出现不统一的问题，并以此规定设计并实现了无论是批量导入还是单条数据的导入，都必须符合数据库的各项指标要求，有利于我国粮食加工企业对数据的记录与处理向规范化的方向发展。

1.2.3 对粮食加工企业数据的保护

通过设置用户的不同等级，将用户可以查看、修改、删除的数据进行分层处理，实现数据的保护性，防止不法之徒恶意破坏系统内的珍贵数据，也防止虚假数据的扩散和总体数据的管理。超级管理员可以通过信息发布的方式通知不同层次等级的用户关于库内数据的变动信息，以及修改方是谁，属于哪一组织或企业，实现数据管理的公开透明。

2 开发技术综述

2.1 SSM框架

Spring-SpringMVC-MyBatis三种框架整合在一起被称作SSM框架技术，其中，MyBatis将SQL写入XML中，让其从程序的代码中分离出来，使得整个程序的耦合度降低，提升管理和优化的便捷性，并且MyBatis还支持编写动态SQL语句，省去了需要根据不同条件拼接SQL语句的痛苦。前两者中，SpringMVC，是用来实现软件设计的一种典范“模型—视图—控制器(MVC)”的请求驱动类型的Web框架，主要用于分发HTTP请求。Spring则是负责核心事务管理，它集成MyBatis，并通过MyBatis对数据库内的数据进行访问与操作[5]。如图1所示。

图1 SSM框架工作流程

2.2 MySQL数据库

本平台的开发所选择的数据库是Oracle公司旗下的MySQL数据库，作为一款关系型数据库管理系统，拥有良好的Web适应性，且由于其多线程的特点，可以最大化地使用中央处理器的资源，减少服务器的负荷，是最符合项目需求的数据库选择。

3 平台介绍

大米原料品质指标数据库平台，如图2所示。

图2 模块展示图

1）用户信息。为确保进入大米原料品质指标数据库平台的安全性，使用此平台的用户需要填写完整的身份信息，要求精确到个人或企业。该模块的主要功能是实现用户对自身个人信息的管理，包括了解自身的角色权限，修改密码，查看自身信息例如姓名、电话、手机、邮箱等内容。还可以查看历史登陆时间以及登陆IP，确保账号的信息安全[6]。

2）系统通知。系统通知模块的主要功能是让使用者接收系统管理员发送的通知信息，用户可以根据查看通知来了解平台中应该要注意的内容，还可以通过该模块的通知查询功能，查询历史分布的通知。而系统管理员则可以利用此模块进行[7-8]。

3）大米原料指标。指标采样模块是整个数据库平台的核心区域，该模块下可以查看整个大米原料品质指标数据库内的全部数据，并且根据种类创立了多个子模块，包括“黄酒”“米粉”“糯米”“工业米饭”等，用户通过选择子模块，即可查看数据库内该种类制品的所有数据，并且在权限允许的情况下，可通过操作按钮对数据库内的数据进行内容的增删改查[9]。

4）标准查询。本数据库平台中整合了GB/T1354-2018大米国家标准、GB/T13662-2018黄酒国家标准等多种大米原料及其制品相关的标准。用户可通过数据库提供的各项标准与手中的数据比较，判断自身的大米是否合格。

5）数据分析模块。数据分析模块的功能主要为在保证数据完整的情况下，用户可以通过输入原料或者制品的指标数据，来获取对应的原料或者制品相关指标的取值范围，可以方便用户进行原料采购、数据检查等操作。

4 大米及其制品指标的数据分析模块

目前，通过数据分析解决问题的方法虽然已经在很多方面得到了应用，但是在一些领域的使用还寥寥无几。大米及其制品指标的数据分析模块便是对其数据分析技术应用的一种探索方法，如今我国大米制品原料专用化的程度低，缺乏专用的分类体系及评价标准等问题依旧在一定程度上影响了粮食加工企业的原料采购，导致企业因没有购置最合适的生产原料而导致物质和经济上的损失，提升了使用成本，也造成了粮食的浪费现象。

数据库内的数据出自参与项目的各个企业及高校，从数据分析的角度进行数据的处理分析，将多而杂的大米指标进行主成分分析，与对应的大米制品指标构建回归方程，从而实现可以从大米原料的指标推断出对应的制品指标或指标范围的目的。接着将方法进行倒推，实现从大米制品指标推导至食品指标。在算法软件中完成编程以后，再将数据库平台与算法软件集成，用户通过客户端输入指标数据导入算法软件，再将结果传回客户端得到结果，从而完成从指标到指标的推导。

5 结语

本次设计与实现的大米原料品质指标数据库平台，方便了研究者对于大米粮食指标的数据的掌握，帮助推进了大米制品原料专用化的研究，也为将数据分析方法的应用于对大米原料及其制品的理化性质进行相互推导等类型的研究做了进一步的探索与尝试。