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益佳肴

更新: 2025/3/23 21:32:41

一、需求分析

​ 在“十四五规划”和“健康中国 2030”的政策引导下,我们开发了“宜佳肴”智能配餐软件,致力于满足人们对健康生活的追求。通过与专业医疗机构合作,借助机器学习算法为亚健康、老年和病患群体提供科学化、个性化、多样化的膳食搭配服务。通过个人健康评估数据和高效推荐算法推荐健康膳食食谱,协助用户改善健康状况,提升生活品质。我们注重简约、清新的设计风格,为用户提供友好的交互逻辑和愉悦的视觉体验。

​ 尽管市场上存在一些膳食搭配软件如“膳食一度”和“薄荷营养师”,但这些产品更多针对减肥人群,缺乏对亚健康人群的个性化服务。相比之下,我们的优势在于服务对象更广泛,合作机构更专业,推荐算法更智能,且提供科学的个性化膳食搭配。

竞品维度对比

维度益佳肴膳食一度薄荷营养师
服务人群亚健康、老年和病患群体类似体质疾病人群减肥用户
膳食搭配个性化的膳食搭配搭配不精准偏向数值计算
软件界面简约,清新一目了然比较臃肿
特色服务个性化膳食搭配针对特定体质人群热量查询数值计算
专业性专业医疗机构保障未提及未提及
用户评价医疗机构评分 4.8/5.0知名度不高广告多,更新慢
算法智能,高效问卷调查,专家问诊只能计算数值

二、概要设计

管理模块设计用户模块设计

三、详细设计

3.1 数据库设计

​ 数据库设计以满足用户选取食物、食谱推荐等功能为核心,包括记录病人食谱和个人信息、存储食物详细信息,以及记录员工信息、操作日志等内容,以支持益佳肴系统的稳定运行和用户服务。

数据库表涵盖了病人食谱、食物信息、病人个人信息和用户登录资料,同时包括员工信息和系统操作日志,以满足益佳肴系统的用户管理和数据追踪需求。

表名功能
patient_recipe记录病人的食谱信息
food存储各种食物的详细信息
employee记录医疗机构的员工信息
patient存储病人的个人信息
log记录系统的操作日志
log_login_logout记录用户的登录和登出信息
patient_user存储病人用户的登录信息和个人资料
patient_food_list记录病人食物的具体列表信息
food_wechat存储微信平台上的食物信息
food_type记录食物的分类信息
log_summary对系统的操作日志进行汇总统计

数据库字段设计

3.2 界面和用户体验设计

益佳肴的设计风格为简约化,清新化,圆角化。

3.2.1 管理端设计

登录页面部分管理页面

界面简洁明了、清新扁平化设计和圆角化元素,友好的交互,提供清晰舒适的用户体验。

3.2.2 用户端设计

3.3 关键算法设计

在设计益佳肴配餐平台的算法时,我们首先面对的是一个多目标规划问题。我们的目标是通过合理地配餐,既满足用户对摄入能量的需求,又保证了营养素的均衡摄取。为了达到这一目标,我们提出了一系列数学模型和约束条件,以指导系统对用户进行智能化的膳食搭配推荐。

首先,我们以用户选择的备选食物为基础,构建了热能目标函数。其次,针对营养素的摄取问题,我们引入了营养素目标函数。通过综合考虑用户的热能摄入和营养素摄取两个方面,我们将问题转化为一个多目标规划模型。综上所述,我们提出了一个综合考虑热能摄入和营养素摄取的多目标规划模型。

我们使用遗传算法解决该多目标规划问题,遗传算法能够有效地搜索解空间,找到满足多个约束条件的最优解,适用于复杂问题的求解,并且具有全局搜索能力和并行处理的优势。

以下是数学模型推导:

用户选 n 种备选食物作为一天的食物,将选中的备选食物记为:

记 n 种食物中分别需要摄入的重量 x 为:

设食物中单位样本中热能含量为:

设选中的前 p 种食物为早餐,随后的 q 种食物作为午餐

根据早中晚三餐热量最佳分配比 1:2:2 的要求,可得到比例关系式,化简得:

热能目标函数为:

设每单位食物样本中第 i 种营养素的含量分别为:

在理想情况下,食物当中所含营养元素和推荐摄入量满足多元线性方程:

各营养素的合理摄入为推荐量上下波动的 15%,表示如下:

于是上式的线性方程可拓展如下:

记 Z 为营养素理想摄入和实际摄入的差值,可列出线性规划方程如下:

我们将热能目标函数和营养素目标函数相结合,初步得到益佳肴配餐平台的多目标规划模型如下:

将多目标线性规划转化为单一目标线性规划之后,数学模型表达如下:

3.4 系统架构设计

前端:

- 包括 Web 页面和移动应用程序,用于用户注册、登录、个人信息管理以及接收健康评估数据等。

- 前端界面采用简约、清新的设计风格,注重用户体验和易用性。

后端:

- 服务器端应用负责处理用户请求,执行业务逻辑,提供膳食推荐服务。

- 包括用户管理模块、膳食推荐算法模块、数据处理模块等。

- 存储用户个人信息、健康评估数据、食材信息、膳食配方等数据。

医疗机构接口:

- 与专业医疗机构接口,用于获取用户的健康评估数据和专业建议。

- 通过 API 或其他方式与医疗机构系统进行数据交换和通信。

安全和隐私保护:

- 采用加密技术保护用户数据的安全性和隐私性。

3.5 系统安全性设计

员工安全:

- 实施严格的员工身份验证和权限管理,确保只有授权人员才能访问敏感数据和系统功能。

- 加强对数据保护和隐私保密的认识,防止内部人员滥用权限。

算法安全:

- 采用加密算法保护用户敏感数据,如个人健康信息和登录凭证,在传输和存储过程中确保数据的保密性和完整性。

- 定期对系统进行安全审计和漏洞扫描,及时修复可能存在的安全漏洞。

日志安全:

- 记录用户操作日志和系统事件日志,用于追踪异常行为和安全事件,提高系统的安全监控能力。

食物安全:

- 对食物信息进行严格审核和验证,确保系统提供的膳食配方符合营养学标准和食品安全要求。

用户安全:

- 强化用户身份验证机制,采用多因素认证方式,保护用户账户安全。

- 提供隐私保护功能,用户数据仅用于个性化推荐和服务,不会被用于其他商业用途,确保用户信息的机密性和完整性。

通过以上安全设计措施,可以全面保护益佳肴系统的安全性,防范潜在的安全威胁,确保用户数据和系统运行的安全稳定。