基于B/S架構(gòu)的食品安全風險監(jiān)測系統(tǒng)

張亞超，李大海

（鄭州科技學院，河南 鄭州 450064）

0 引言

進入21世紀，食品安全方面問題突顯。隨著中國工業(yè)化進程的不斷深化，對社會產(chǎn)生的影響遍布方方面面，而正是在這十幾年間，中國人民對于食物的安全普遍呈現(xiàn)出不信任或者是警惕心理，其代價是痛徹心扉。食品安全問題作為關(guān)于民生的重要問題之一，日益成為了社會的熱點問題。因此，食品安全風險評估、食品安全風險的預(yù)警、食品安全風險監(jiān)測也成為了研究人員研究的重要課題[1]。

1 食品安全監(jiān)測的背景及發(fā)展現(xiàn)狀

為了進一步提高食品安全風險監(jiān)測效率，本文提出建立一個食品安全風險監(jiān)測平臺，該平臺可以收集更多的食品安全數(shù)據(jù)，為政府和相關(guān)部分的制定高效和實時的保障措施提供依據(jù)，進一步避免突發(fā)食品安全公共事件在社會上造成廣泛影響，保障食品安全問題呈現(xiàn)整體下降趨勢和平穩(wěn)發(fā)展。為我國居民的食品安全和健康發(fā)展提供方案，激發(fā)居民對于食品安全的信心和食品消費期望，從而實現(xiàn)經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展[2]。

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，世界各國在食品安全風險監(jiān)測方面的工作也隨之相繼開展。雖然我國的食品安全風險監(jiān)測工作已經(jīng)井然有序的展開，然而由于技術(shù)的制約和生產(chǎn)發(fā)展的限制，我國的食品安全治理體系仍然有很大漏洞，特別是預(yù)警機制建設(shè)仍不完善。食品安全問題和突發(fā)公共衛(wèi)生事件是我國食品發(fā)展中亟待解決的重大問題。目前，我國的食品安全風險監(jiān)測體系還處于相對薄弱的層面，不能夠真實高效的反映實時的食品生產(chǎn)安全，這就導(dǎo)致了相關(guān)食品安全數(shù)據(jù)的不準確，食源性致病菌數(shù)據(jù)無時效性和較高準確性，這必然會造成對其潛在風險認識不足的問題[3]。

2 相關(guān)技術(shù)研究

2.1 B/S架構(gòu)

合適的項目架構(gòu)是項目成功的基礎(chǔ)。根據(jù)系統(tǒng)的用戶環(huán)境和業(yè)務(wù)邏輯選擇B/S架構(gòu)為本項目的設(shè)計架構(gòu)，其中B/S結(jié)構(gòu)是指Browser瀏覽器/Server服務(wù)器，該結(jié)構(gòu)的發(fā)展興起是隨著Internet的快速發(fā)展而開始的。是目前應(yīng)用較多、較為流行的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

B/S結(jié)構(gòu)相較于其他結(jié)構(gòu)來說，其最大優(yōu)勢在于，用戶能夠在不借助于任何的專用相關(guān)軟件就可以使用，在使用過程中，一般將PC機或者移動設(shè)備作為結(jié)構(gòu)的客戶終端，在使用時接入互聯(lián)網(wǎng)即可。Browser瀏覽器的作用是將由服務(wù)器輸出的信息，在經(jīng)過簡單的邏輯計算和顯示之后，直接將請求信息發(fā)送到服務(wù)終端。

食品安全風險監(jiān)測系統(tǒng)，為滿足數(shù)據(jù)的跨地域和跨網(wǎng)絡(luò)傳輸與訪問，要求所設(shè)計的B/S架構(gòu)應(yīng)該基于廣域網(wǎng)而成的?？紤]到客戶的實際體驗和感受，在設(shè)計中要盡可能的減少成本，減少專用軟件、中間件以及客戶終端的使用，保證該客戶與所設(shè)計系統(tǒng)之間關(guān)系的最小化，便于客戶使用體驗感?？紤]到系統(tǒng)的后續(xù)開發(fā)問題，需要保證系統(tǒng)升級的便捷性，使用過程中系統(tǒng)維護開支削減至最少，而且后期維護的相關(guān)工作量要做到最小。

2.2 NET技術(shù)框架研究

其中，ASP.NET作為.NET Framework的最重要的部分，是一種專用的編譯性語句，實現(xiàn)當HTTP在請求文檔時，通過WEB服務(wù)器動態(tài)化的構(gòu)建請求，并將其結(jié)果發(fā)送到客戶端。把ASP.NET語句存儲于服務(wù)器，其在編譯操作會在服務(wù)器第一次運行時執(zhí)行，從而大幅度提升其程序的運行速度，常用的ASP.NET實現(xiàn)形式是Web Forms。WEB Forms模式的優(yōu)勢在于將界面代碼與界面邏輯代碼分離開來，可以利用豐富的ASP.NET服務(wù)器控件，大大縮短了開發(fā)周期，且前后端代碼分離，邏輯清晰。

2.3 三層架構(gòu)

三層架構(gòu)（3-tier architecture）是進行軟件開發(fā)和軟件設(shè)計中最常見的一種模式。一般情況下，三層構(gòu)架的劃分是按照業(yè)務(wù)應(yīng)用來區(qū)分，包括：對非原始數(shù)據(jù)進行操作的數(shù)據(jù)訪問層（Data access layer），對前一數(shù)據(jù)層進行操作的業(yè)務(wù)邏輯層（Business Logic Layer）以及對WEB方式進行表示的界面層（User Interface layer）。通過分層，降低層與層之間的依賴，實現(xiàn)是軟件設(shè)計的“高內(nèi)聚低禍合”[5]。

其中，界面層（User Interface layer）又稱為表現(xiàn)層，該層是最靠近用戶的一層架構(gòu)，主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的信息和用戶之間進行信息交互，實質(zhì)上是為用戶提供一種交互操作的界面。

業(yè)務(wù)邏輯層（Business Logic Layer）作為三層架構(gòu)的核心，是最重要的一層。其主要功能為相關(guān)業(yè)務(wù)規(guī)則的制定和業(yè)務(wù)流程的相關(guān)實現(xiàn)等設(shè)計工作。業(yè)務(wù)邏輯層作為三層架構(gòu)的中間層級，在構(gòu)架中起到了承上啟下的作用。達到從數(shù)據(jù)層獲得數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)按照一定的邏輯規(guī)則轉(zhuǎn)換成界面層需要的數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換結(jié)果顯示于界面層。

數(shù)據(jù)據(jù)訪問層（Data access layer）也稱為數(shù)據(jù)層，是系統(tǒng)的基礎(chǔ)層，主要是數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫的操作。主要功能是負責數(shù)據(jù)的訪問。

模型層又稱為實體層，該層不同于其他三層構(gòu)架中某一層，是一種特殊的層級。其作用是將傳輸數(shù)據(jù)進行封裝，可以將數(shù)據(jù)依據(jù)不同的設(shè)計思路和面向?qū)ο筠D(zhuǎn)換成實體結(jié)構(gòu)，進而體現(xiàn)出面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法的獨特優(yōu)勢。

2.4 數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫技術(shù)是信息管理系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、決策系統(tǒng)等各類信息系統(tǒng)的核心部分，是進行科學研究、決策管理的重要技術(shù)手段[6]。數(shù)據(jù)庫是B/S結(jié)構(gòu)中極為重要的技術(shù)，因為所有相關(guān)的數(shù)據(jù)需要全部存儲于數(shù)據(jù)庫之中。作為系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)庫對于用戶而言，其中的數(shù)據(jù)是用戶更為關(guān)心的重點。在此次所設(shè)計的食品安全風險監(jiān)測系統(tǒng)依據(jù)設(shè)計需求和數(shù)據(jù)庫特點，選用SQL SERVER 2008作為本次系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。

3 系統(tǒng)的設(shè)計

3.1 系統(tǒng)需求分析

根據(jù)食品安全風險監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計要求，該平臺架構(gòu)應(yīng)具備的功能如下：用戶身份認證、實時檢測相關(guān)數(shù)據(jù)的錄入和步驟處理、食品安全信息管理與發(fā)布、系統(tǒng)的相關(guān)管理以及業(yè)務(wù)流程的功能實現(xiàn)；

2017年，她在南京博物院實習，參與了展覽設(shè)計、資料搜集、文物說明牌制作、布展等多個環(huán)節(jié)。布展期間，她既鉆過柜子更換展品，也加班修改過說明牌內(nèi)容，還花過一天的時間整理文物清單，只因為文物名稱和件數(shù)沒有一一對應(yīng)。“看起來似乎都是瑣碎的工作，但只有在每項工作上都做到精益求精，才能保證文物的完好無損，才能做出一場精彩的展覽?！?/p>

性能方面要達到：實效性好、系統(tǒng)響應(yīng)速率快、容錯率高、穩(wěn)定性強、差錯率低等；

系統(tǒng)穩(wěn)定性方面要達到：系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)的可靠性在99%以上；

安全性能要求：當系統(tǒng)受到攻擊時，具備隔離功能，實現(xiàn)系統(tǒng)的安全運行。

3.2 系統(tǒng)框架的設(shè)計

食品安全風險監(jiān)測系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，在程序代碼編寫時選用ASP.NET編譯語言，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選用經(jīng)典的三層架構(gòu)實現(xiàn)。

在軟件設(shè)計方面，三層架構(gòu)選用經(jīng)典的三層架構(gòu)式設(shè)計，即將整個食品安全風險監(jiān)測系統(tǒng)分為業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層以及界面層，采用這種三層架構(gòu)是為了系統(tǒng)的開發(fā)以及后期的功能拓展。

3.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

分別建立用戶表，建立業(yè)務(wù)表，關(guān)聯(lián)樣本表；建立業(yè)務(wù)流程表，關(guān)聯(lián)用戶；建立樣本及樣本類別表，方便對樣本的管理；最后建立文章表及配置表。

4 系統(tǒng)的實現(xiàn)

4.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

開發(fā)環(huán)境采用Microsoft Visual Studio 2015，它包含軟件設(shè)計全部過程中涉及到的絕大部分工具，比如：IDE（代碼集成開發(fā)環(huán)境），UML工具等。Microsoft Visual Studio 2015是微軟公司為應(yīng)對軟件開發(fā)需求而于2014年底發(fā)布的一款應(yīng)用，其主要用來構(gòu)建和開發(fā)一些在功能和性能方面有突出要求的應(yīng)用程序。Microsoft Visual Studio 2015作為微軟公司的旗艦產(chǎn)品，不僅為用戶提供了軟件開發(fā)相關(guān)的高級工具，還具有軟件程序調(diào)試和數(shù)據(jù)庫構(gòu)建功能，除此之外也具備創(chuàng)新功能，這些功能為用戶高效的在平臺上創(chuàng)建時下最先進的應(yīng)用程序提供便利。

4.2 底層數(shù)據(jù)的實體化實現(xiàn)

本系統(tǒng)構(gòu)建了包含實體層、數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)處理層的三層架構(gòu)，其中數(shù)據(jù)層能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)列表的增、刪、改、查等操作，并將獲得食品安全風險保障系統(tǒng)對應(yīng)的實體、數(shù)據(jù)列表和記錄總數(shù)等相關(guān)信息作為方法存入處理類中，便于業(yè)務(wù)處理層進行相關(guān)調(diào)用工作。業(yè)務(wù)處理層把數(shù)據(jù)庫內(nèi)基礎(chǔ)業(yè)務(wù)之間的邏輯逐一羅列，為界面層的后續(xù)調(diào)用工作提供數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)列表和實體對象等數(shù)據(jù)的信息等。

4.3 用戶界面及用戶體驗的實現(xiàn)

食品安全風險監(jiān)測系統(tǒng)的用戶界面內(nèi)容全部寫入WEB層，即用戶界面層。用戶界面設(shè)計時采用時下較為流行的Bootstrap構(gòu)架，該構(gòu)架可以更為便捷的部署WEB界面[7]，圖1為界面層截圖。

5 結(jié)論

本文針對食品安全問題，提出了三元組的結(jié)構(gòu)化描述方法，建立層次化食品監(jiān)測的模型，構(gòu)建了食品安全的標準結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫，提高食品安全檢驗檢測效率。同時系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計了食品安全的多源主體數(shù)據(jù)采集、實時分析與應(yīng)用全方位食品安全風險監(jiān)測云平臺，做到政府、檢測機構(gòu)、食品相關(guān)企業(yè)和消費者之間各個參與主體的信息溝通，為政府應(yīng)對食品安全問題和社會監(jiān)督食品安全信息提供了強有力的技術(shù)支撐。

圖1 系統(tǒng)登陸界面Fig.1 Login interface of system