基于Linux的嵌入式實時數(shù)據(jù)庫的設計

作者：時間：2012-05-21 來源：網(wǎng)絡

加入技術交流群
- 掃碼加入
  和技術大咖面對面交流
  海量資料庫查詢

域名	作用	類型	長度
VariantName	變量名	string	50
VariantType	變量類型	string	30
VariantDesc	變量描述	string	50
ChangeLmd	變量變化靈敏度，變化幅度大于該值才被記錄	float
InitValue	軟件開始運行時非離散型變量的初始值	float
InitBoolValue	軟件開始運行時離散型變量的初始值	int	1
MinValue	變量在實時數(shù)據(jù)庫的最小值	float
MaxValue	變量在實時數(shù)據(jù)庫的最大值	float
InitMinValue	變量所對應的設備的數(shù)值的下限	float
InitMaxValue	變量所對應的設備的數(shù)值的上限	float
DeviceName	I/O類型的變量對應的設備名稱	string	50
Register	I/O類型的變量對應的設備寄存器	string	50
DataType	該變量的數(shù)據(jù)類型，為上述8種類型之一	string	20
ReadWrite	I/O變量的讀寫特性，只讀、只寫或讀寫	string	10
TimeScan	讀寫外部設備的時間頻率	float
RunMode	獲取變量值的模式：仿真方式、直接采集	string	50
SoftMode	定義仿真獲取數(shù)據(jù)時是否隨機產(chǎn)生	string	50
FltValue	變量的當前值	float

3.2 實時數(shù)據(jù)庫生成模塊設計

實時數(shù)據(jù)庫生成模塊運行在組態(tài)開發(fā)環(huán)境，為了方便對應用程序中的數(shù)據(jù)管理，將所有的實時變量用單向鏈表定形式來實現(xiàn)管理，用以完成對數(shù)據(jù)庫的操作，鏈表定義如下：

typedef struct ClsRTVariantSet//實時數(shù)據(jù)庫結構定義

{ int count; //鏈表中所有實時數(shù)據(jù)變量的個數(shù)

Position currentpos; //標記鏈表中的當前元素所處的位置

RTVariant * head; //指向鏈表的第一個元素，類型為RTVariant

RTVariant * current; //標記鏈表中的當前元素

}RTVariantSet;

再定義一組與該鏈表相關的操作來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的管理，如數(shù)據(jù)的初始化、插入數(shù)據(jù)、更新、獲取、設置實時數(shù)據(jù)庫對象的值等操作，操作原型定義如下:

Status InitRTVariantSet(RTVariantSet* mlist, char* mstrFileName,

char* mstrFilter, int mintFiltered); //鏈表的初始化

void FreeRTVariantSet(RTVariantSet* mlist); //清空鏈表

void InsertRTVariantList(Position p, RTVariant* mObjItem, RTVariantSet* mlist);//插入數(shù)據(jù)對象

Status UpdateRTValue(RTVariantSet* mlist,char* FldNameAndValue);//更新數(shù)據(jù)

float GetRTValueByName(RTVariantSet* mlist,char* FldName);//獲取變量的值

Status SetRTValueByName(RTVariantSet* mlist,char* FldName,float mfltValue);

// 設置變量的值

3.3.實時數(shù)據(jù)庫運行模塊的設計

實時數(shù)據(jù)庫運行模塊運行在仿真環(huán)境或者嵌入式設備上，主要完成實時數(shù)據(jù)的采集以及實時數(shù)據(jù)的分析處理，依據(jù)功能的不同編寫不同的處理函數(shù)。如實時曲線分析（RealCurve）就是用于觀察外部變量或表達式的值隨時間變化的趨勢的一個模塊。實時曲線的X軸代表時間、Y軸代表變量值，運行時曲線可以自動卷動，以快速反映變量隨時間的變化。在設計實時曲線時主要用到如下的變量屬性：

域名	作用	類型
FltValue	變量的當前值	float
Count	顯示數(shù)據(jù)的個數(shù)	int
FltModel	實時曲線中設定的參照曲線的數(shù)值，一維數(shù)組，在開發(fā)環(huán)境中設置	float*
FltRealValue	當前值之前的時間段的實際值數(shù)組	float*

FltRealValue是一個一維數(shù)組，其中存放了實時曲線實際顯示的數(shù)值，存放的數(shù)據(jù)是自動卷動的，當由外部設備采集到一個當前時刻的數(shù)值后，存放在數(shù)組中的采集時間最老的一個數(shù)據(jù)將被丟棄，而加入當前新采集到的數(shù)據(jù)，數(shù)組中有效數(shù)據(jù)的總數(shù)保持不變。實時趨勢曲線就是根據(jù)這個的數(shù)據(jù)結構來滾動顯示的。

4 小結

嵌入式應用系統(tǒng)的運行要處理大量的實時數(shù)據(jù)，這就要求開發(fā)嵌入式應用系統(tǒng)的組態(tài)軟件具有處理大量實時數(shù)據(jù)的功能。實時數(shù)據(jù)庫模塊分為開發(fā)環(huán)境和運行環(huán)境分別設計，在組態(tài)開發(fā)環(huán)境中完成實時數(shù)據(jù)庫結構、數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)連接、數(shù)據(jù)類型及相關的各種參數(shù)的定義，生成目標實時數(shù)據(jù)庫，然后在系統(tǒng)運行環(huán)境中，將從外部設備采集來的實時數(shù)據(jù)送入實時數(shù)據(jù)庫，讀取目標實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行解析，自動完成顯示、報警、存盤等操作，同時把有關信息發(fā)送給系統(tǒng)的其它部分，以便觸發(fā)相關事件，進行實時處理。

參考文獻：

[1] 周東球，杜殿林等.先進控制軟件系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫的設計[J].微計算機信息，2003

[2] 沙寶良，陳云飛，周正林.工業(yè)控制系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫設計[J].信息技術，2003

[3] Olson,M.A. Selecting and Implementing an Embedded Database System. IEEE Computer.2000,33(9):27-34

[4] J Stankovic,et al. Misconceptions about Real-Time Databases. IEEE Computer,1999,
32(6):29-36

[5] 劉震羅欣. 嵌入式實時數(shù)據(jù)庫技術研究.電子產(chǎn)品世界.2005.2

[6]錢笑宇，張彥武. 工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫的研究和設計. 計算機工程. 2005年1月

創(chuàng)新觀點

對實時數(shù)據(jù)的處理是工控系統(tǒng)的核心，組態(tài)軟件主要用于開發(fā)嵌入式工控軟件，實時數(shù)據(jù)庫的設計和實現(xiàn)是組態(tài)軟件的重要組成部分。將實時數(shù)據(jù)庫的設計分為開發(fā)環(huán)境和運行環(huán)境分別設計，在系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境就可以只定義數(shù)據(jù)庫結構和數(shù)據(jù)字典，在運行環(huán)境中完成數(shù)據(jù)和變量的綁定，實時獲取或處理數(shù)據(jù)，并完成了兩部分軟件的分析和設計。