РАЗРАБОТКА ПРИЛОЖЕНИЯ ПО КОНТРОЛЮ ПИЩЕВОГО РАЦИОНА ЧЕЛОВЕКА

DEVELOPMENT OF AN APPLICATION FOR THE CONTROL OF THE HUMAN DIET

Kashina Veronika

student, Department of Electronic Computing Machines, Vyatka State University,

Russia, Kirov

Krutikov Alexander

scientific supervisor, lecturer, Vyatka State University,

Russia, Kirov

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается проектирование и разработка приложения для контроля пищевого рациона человека. Оцениваются основные функциональные возможности приложения. Приводятся основные формулы расчета калорийности и энергии. Описывается структура приложения, диаграммы, характеризующие функционирование приложения и структура базы данных.

ABSTRACT

The article discusses the design and development of an application for monitoring the human diet. The main functionality of the application is evaluated. The basic formulas for calculating calories and energy are given. The structure of the application, diagrams describing the functioning of the application and the structure of the database are described.

Ключевые слова: программное приложение, рацион, расчет калорийности, расчет расхода энергии, клиент, сервер.

Keywords: software application, diet, calorie calculation, energy consumption calculation, client, server.

Сбалансированное питание в правильном энергетическом соотношении и содержании питательных веществ в зависимости от пола человека, возраста, профессии и физических нагрузок является достаточно актуальной темой в современной жизни. Но в условиях быстрого темпа жизни людям становится сложно придерживаться правильного питания, так как это занимает достаточно много времени [1].

Для повышения качества жизни людей и снижения временных затрат на поиск продуктов было принято решение разработать приложение для формирования продуктового набора на основе индивидуальных показателей каждого человека.

Разрабатываемый программный продукт должен обладать следующими функциональными возможностями:

• регистрация нового пользователя в системе;
• авторизация существующего пользователя в системе;
• контроль доступа к функциям системы за счет процедуры аутентификации пользователя;
• ввод физических показателей человека и данных для формирования определенного типа питания;
• расчет суточного расхода калорий и БЖУ на основе введенных данных;
• автоматизация создания индивидуального рациона питания с учетом рассчитанных показателей на неделю;
• формирование продуктового набора из представленных на сайтах доставок продуктов на основе созданного плана питания и целевой функции;
• вход в личный профиль пользователя и редактирование данных для формирования индивидуального рациона питания;
• расчет полной стоимости сформированного набора продуктов;
• предоставление названия магазина и ссылки на определенный продукт.

Существует достаточно много методов для оценки физической формы человека. Одним из них является расчет индекса массы тела (ИМТ).

ИМТ применяется для ориентировочной оценки физической формы среднестатистического человека. Для более точного результата необходим расчет суточной калорийности.

Расчет суточной калорийности начинается с вычисления показателя базального метаболизма (ПБМ) – объема энергии, необходимого организму для обеспечения процессов жизнедеятельности. Тело человека, даже находясь в состоянии покоя, постоянно расходует калории на дыхание, пищеварение, кровообращение и другие физиологические процессы. Суточная калорийность должна быть выше ПБМ, иначе организм не сможет нормально функционировать [1].

Для оценки скорости основного метаболизма используются три прогностических уравнения: уравнение Харриса и Бенедикта [2], уравнение Миффлина-Сент-Джеора [3], уравнение ВОЗ.

В ходе исследований на основе данных людей разного возраста и различной физической активностью было выявлено, что наиболее точным является уравнение Миффлина-Сент-Джеора. Поэтому было решено использовать уравнение Миффлина-Сент-Джеора для оценки значений метаболизма в покое.

Также для расчета общего расхода энергии необходимо оценивать дополнительную физическую нагрузку человека. В данном случае будет использоваться коэффициент физической активности (КФА).

где m – масса тела человека;

h – рост человека;

v – возраст человека;

КФА – коэффициент физической активности.

Оптимальное соотношение БЖУ поддерживает физиологические функции организма в нормальном режиме. Для женщин определено следующее соотношение: 30% белков, 10% жиров, 60% углеводов. Для мужчин определено следующее соотношение: 30% белков, 20% жиров, 50% углеводов.

Для формирования продуктового набора была выбрана классическая задача линейного программирования о рационе.

Соответственно целевая функция будет принимать следующий вид

где с_j – стоимость продукта;

      x_j – количество продукта.

Целевая функция действует при следующих ограничениях

где a_ij – грамм пищевого элемента в единице продукта;

      x_j – количество продукта;

      b_i – грамм пищевого элемента в рационе.

При проектировании системы использовалась детализированная диаграмма потоков данных для того, чтобы отследить как каждый процесс преобразует свои входные данные в выходные, а также выявляет отношения. Это метод, с помощью которого проводится графический структурный анализ, в котором описаны внешние для системы источники данных, функции, потоки и хранилища данных, к которым имеется доступ.

В данной системе пользователь вводит данные для регистрации или авторизации, далее выполняется аутентификация, т.е. проверка корректности введенных данных и наличие данного пользователя в базе данных.

Если пользователь запросил ввод данных для расчета параметров, то открывается форма для заполнения личных данных пользователя, которые необходимы для расчета. Далее на основе введенных данных выполняется математический расчет параметров, таких как калорийность, белки, жиры, углеводы.

В зависимости от полученных параметров происходит составление рациона на неделю из продуктов, которые существуют в базе данных. На основании того, какие именно продукты входят в рацион пользователя, формируется продуктовый набор с сайтов доставок.

Данные процессы невозможно выполнить без аутентификации пользователя, так как аутентификация позволяет определить, какой именно пользователь выполнил данное действие.

В зависимости от заполненной формы или выполняющегося процесса формируется запрос, который уходит на сервер. Далее формируется запрос на получение/изменение/сохранение данных в базу данных, и загружается необходимая информация. Результатом любой операции является какое-либо визуальное представление конечных данных.

Рисунок 1. Детализированная диаграмма потоков данных

Для определения объектов, важных для предметной области, свойств объектов и отношений данных объектов с другими объектами разработана ER-диаграмма. ER-диаграмма используется для определения отношений между данными. ER-диаграмма содержит информацию о сущностях системы и способах их взаимодействия. ER-диаграмма приведена на рисунке 2.

Рисунок 2. ER-диаграмма

В настоящее время, продолжается тестирование приложения. Оцениваются возможности его модернизации и масштабирования.

Список литературы:

1. Большев А. С. Питание и физическая нагрузка. Методы расчета общего и физического метаболизма [Текст]: учеб.-метод. пособие / А.С.Большев, Д. Г. Сидоров, С. А. Овчинников, И. В. Волкова, В. М. Щукин; Нижегор. гос. архитектур.- строит. ун-т: – Нижний Новгород: ННГАСУ, 2021. – 28 с.
2. Harris J.A., Benedict F.G. "A Biometric Study of Human Basal Metabolism". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 4 (12): 370–3.
3. Mifflin M.D., St Jeor S.T., Hill L.A., Scott B.J., Daugherty S.A., Koh Y.O. "A new predictive equation for resting energy expenditure in healthy individuals". The American Journal of Clinical Nutrition. 1990. 51 (2): 241–7