健康飲食智能家居環(huán)境的設(shè)想.doc

健康飲食智能家居環(huán)境的設(shè)想現(xiàn)如今，人們的生活節(jié)奏越來(lái)越快，隨之而來(lái)的壓力也越來(lái)越大。注重健康的生活方式，成為一種時(shí)尚，越來(lái)越多的人開(kāi)始關(guān)注這方面的問(wèn)題。本文將對(duì)健康飲食智能家居環(huán)境進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。一、兩個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景：場(chǎng)景一：李先生走進(jìn)了一家超市A，他想要買一些食物和飲料，但是他并不記得家里還有些什么，于是他拿出手機(jī)，編輯了一條短信“需要買些什么？”，并按下了發(fā)送鍵。5秒鐘之后，手機(jī)收到了這樣一條短信：“李先生，下午好。你需要購(gòu)買的物品清單如下： 蘋(píng)果汁（剩余0.2升）， 雞蛋（剩余2個(gè)），牛奶（無(wú)剩余）， 牛肉（剩余200克）。 根據(jù)你今天的飲食計(jì)劃，推薦您購(gòu)買一些蘑菇。 今天A超市新到一批醋栗，具有很高的維生素C含量，建議購(gòu)買一些。另外，A超市今天桔子半價(jià)銷售，不要錯(cuò)過(guò)哦?！卑凑斩绦诺奶崾?，李先生很快買到了所需要的東西，除了醋栗。因?yàn)樗恢来桌蹰L(zhǎng)什么樣子，于是他又發(fā)送了一條短信“什么是醋栗？”。一條彩信隨后發(fā)送到李先生的手機(jī)，內(nèi)容是醋栗的圖片還有相關(guān)的介紹。有了圖片，李先生順利買到了醋栗。李先生在貨架上看到了一種餅干，因?yàn)獒t(yī)生建議李先生要吃低脂肪的食物，但他并不清楚這種餅干是否符合要求，于是他用手機(jī)拍下了餅干包裝上的條形碼并發(fā)送了出去。過(guò)了一會(huì)兒，一條短信由發(fā)送到了李先生的手機(jī)上：“熱量：480千卡/100g，蛋白質(zhì)：6.2g/100g， 脂肪含量： 23.5g/100g， 碳水化合物：58.5g/100g. 這種餅干不符合醫(yī)生對(duì)你的飲食建議，請(qǐng)不要購(gòu)買?！庇谑?，李先生放棄了這種餅干。李先生買好了所需的東西，便離開(kāi)超市驅(qū)車回家。場(chǎng)景二：19點(diǎn)30分，李先生走進(jìn)廚房準(zhǔn)備做晚飯。他站在廚房墻壁上的屏幕前，用手指點(diǎn)擊“飲食計(jì)劃”按鈕，屏幕上便顯示出了一些信息：“您好，李先生?，F(xiàn)在是晚餐時(shí)間，您今晚的用餐計(jì)劃如下：由于您今天服在用XXX藥物，請(qǐng)勿食用黃豆，它會(huì)降低您服藥的效果。您的健身教練建議您每天食用300g的牛肉，您今天中午已經(jīng)吃了200g，還余下的100g可以在晚餐中食用。您晚餐的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)如下：熱量： XXX千卡，蛋白質(zhì)：XXX g， 脂肪含量：XXX g， 碳水化合物： XXX g您晚餐的推薦食譜為： ?！卑凑者@份飲食計(jì)劃，李先生選擇了一些食材，他想要把牛肉和蘑菇做成一道菜，打他并不懂如何做，于是他點(diǎn)擊“烹調(diào)幫助”按鈕，將牛肉和蘑菇填寫(xiě)進(jìn)主要食材表中，然后點(diǎn)擊“ok”，屏幕上立即顯示出了烹飪指南，李先生可以按照指南做一頓美味健康的晚餐了。二、系統(tǒng)需求分析2.1硬件需求1） 冰箱：在人們的日常生活中，冰箱用來(lái)保證食物的新鮮。人們通常用冰箱保存肉類，蔬菜和水果等食物。2） 綜合庫(kù)存設(shè)備：人們總是抱怨冰箱不夠大，因?yàn)樗麄兛偸前阉械臇|西都塞進(jìn)冰箱里。實(shí)際上，很多食物都并不需要也不宜保存在冰箱里，比如一些蔬菜和一些熟食。綜合庫(kù)存設(shè)備可以用來(lái)保存這些不許放進(jìn)冰箱的食物，保證這些食物的日常使用。3） 手持掃描儀：對(duì)食物的管理，需要錄入相關(guān)的信息，比如種類、組成成分、生產(chǎn)商、保質(zhì)期和數(shù)量等。手持掃描儀可以通過(guò)讀取食品包裝上的條形碼、二維碼或者RFID標(biāo)簽來(lái)獲得這些信息，并錄入到系統(tǒng)中。由于一些食物，如鮮肉、鮮魚(yú)等并沒(méi)有條形碼等標(biāo)識(shí)，所以手持掃描儀還因具有手寫(xiě)錄入和語(yǔ)音錄入功能方便人們錄入相關(guān)信息。另一方面，為便于人們?cè)谫?gòu)買食物時(shí)獲取詳細(xì)信息，手持掃描儀應(yīng)該盡可能的小巧以便于攜帶，或者可以集成在手機(jī)中。4） 食物狀態(tài)探測(cè)器：為獲得食物的實(shí)時(shí)狀態(tài)，探測(cè)器應(yīng)該放置在冰箱和綜合庫(kù)存設(shè)備中。探測(cè)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)食物的狀態(tài)，比如數(shù)量、重量等，并將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺(tái)服務(wù)器。另外，探測(cè)器還應(yīng)該監(jiān)控食物庫(kù)存環(huán)境的狀態(tài)，比如溫度、濕度和庫(kù)存空間等，以保證食物存儲(chǔ)的安全。5） 用戶終端設(shè)備：在整個(gè)系統(tǒng)中，用戶終端設(shè)備是人機(jī)交互的橋梁。食物信息的檢索和接收以及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置都是通過(guò)用戶終端來(lái)實(shí)現(xiàn)的。移動(dòng)性是用戶終端最重要的特性，除此之外比如互聯(lián)網(wǎng)接入、多媒體等功能。用戶終端設(shè)備可以是手機(jī)、便攜式電腦等設(shè)備。6） 后臺(tái)系統(tǒng)：整套系統(tǒng)需要一臺(tái)服務(wù)器將上述所有組件連接起來(lái)，可以是一臺(tái)PC，也可以是一臺(tái)具有信息處理芯片、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、互聯(lián)網(wǎng)接入、無(wú)線接入、移動(dòng)服務(wù)接入、可視界面等功能模塊的設(shè)備。2.2軟件需求為了能夠處理食物的狀態(tài)信息以及為人們的健康飲食給出建議，系統(tǒng)在軟件方面需要以下三個(gè)功能模塊：1） 食物庫(kù)存管理模塊： 主要的功能是管理食物的所有信息。通過(guò)讀取數(shù)據(jù)庫(kù)中食物的狀態(tài)信息，判斷并向人們提出相關(guān)的建議，比如丟掉過(guò)期食物、補(bǔ)充不足的食物，并根據(jù)食物的庫(kù)存變化添加相應(yīng)的信息。2） 健康管理模塊：作為健康飲食系統(tǒng)，判斷人們的健康狀況并提供合理的飲食指南是系統(tǒng)重要功能之一。3） 信息交互功能模塊：系統(tǒng)支持食物信息的主動(dòng)推送和用戶定制的信息發(fā)送。2.3應(yīng)用環(huán)境分析這套系統(tǒng)是應(yīng)用在家居環(huán)境里，人是系統(tǒng)的服務(wù)對(duì)象。人的一些重要屬性，如年齡、性別、食物喜好、健康狀況等，在系統(tǒng)的工作中將被作為考量的依據(jù)。在人們生活的現(xiàn)實(shí)環(huán)境當(dāng)中，有很多因素會(huì)影響人的飲食需求，比如生病、健身等。因此在系統(tǒng)中應(yīng)該引入醫(yī)生建議以及健身教練建議等第三方建議作為分析依據(jù)。人們的工作環(huán)境和生活環(huán)境也是影響飲食選擇的因素。除此之外，人們購(gòu)買食物的主要途徑為本地的超市、菜市場(chǎng)，因此，本地有什么食物在銷售也是飲食選擇的一個(gè)重要因素。2.4網(wǎng)絡(luò)需求在家居環(huán)境中所有的組件都是分散的，并且有些是可移動(dòng)的，因此無(wú)線連接能力是家居環(huán)境必不可少的部分。目前，較主流的無(wú)線連接技術(shù)有WLAN和Bluetooth，很多設(shè)備如手機(jī)、筆記本電腦等都直接支持這兩種技術(shù)。冰箱、探測(cè)器等設(shè)備也可以很方便的添加WLAN和Bluetooth模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線連接。為獲取市場(chǎng)信息、醫(yī)生建議、飲食規(guī)劃等外部信息，系統(tǒng)必須要接入Internet。另外，用戶終端設(shè)備也需要有接入Internet的能力，以方便用戶在家庭網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域外使用信息查詢和獲取。在上面所提到的應(yīng)用場(chǎng)景中，手機(jī)收發(fā)短、彩信是一種方便快捷的系統(tǒng)應(yīng)用方式，因此，系統(tǒng)中應(yīng)該具有短信服務(wù)器來(lái)支持這項(xiàng)功能。三、系統(tǒng)功能描述系統(tǒng)的功能主要可以從庫(kù)存管理、健康管理和系統(tǒng)交互三個(gè)方面進(jìn)行劃分。3.1庫(kù)存管理庫(kù)存管理主要有以下幾項(xiàng)功能：1） 庫(kù)存信息注冊(cè)：對(duì)庫(kù)存中的食物信息進(jìn)行登記錄入，如類型、廠商、營(yíng)養(yǎng)成分、保質(zhì)期和數(shù)量等。2） 實(shí)時(shí)庫(kù)存狀態(tài)監(jiān)控：通過(guò)安裝在冰箱和儲(chǔ)存設(shè)備中的探測(cè)器，對(duì)食物狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并將相關(guān)數(shù)據(jù)記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)中3） 庫(kù)存添加建議：根據(jù)食物庫(kù)存量的變化，給用戶提供購(gòu)買信息。3.2健康管理主要有以下幾項(xiàng)功能：1）用戶飲食信息記錄： 記錄用戶每日的飲食情況，如營(yíng)養(yǎng)、熱量、脂肪、食鹽等攝入情況。2）食物黑名單： 對(duì)于不適合用戶食用的食物給出警告。3）健康食譜：對(duì)于庫(kù)存中已有食物給出合理的健康食譜并可以根據(jù)用戶的飲食習(xí)慣、自然環(huán)境、醫(yī)生建議等制定飲食計(jì)劃。4） 食物健康度管理： 為保證食物的安全健康且避免浪費(fèi)，系統(tǒng)應(yīng)定期提醒用戶即將到期的食物。3.3系統(tǒng)交互主要有以下幾項(xiàng)功能：1） 信息查詢： 用戶通過(guò)終端設(shè)備對(duì)庫(kù)存食物的各項(xiàng)信息進(jìn)行查詢，并可向系統(tǒng)咨詢健康飲食等問(wèn)題。2） 信息提醒： 系統(tǒng)可定期將庫(kù)存食物信息、市場(chǎng)行情、飲食建議等發(fā)送到用戶終端。四、系統(tǒng)的適用性與個(gè)性化開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的適用性研究是確保滿足各種用戶需求的有效手段。 以包容性和