基于Linux的嵌入式實時數(shù)據(jù)庫的設計
加入技術交流群
表1 實時數(shù)據(jù)庫的結構
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 |
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。
linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解（linux不再難懂）
評論