嵌入式數(shù)據(jù)庫在機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要：在機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中，需要對大量的實時數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理。開源Berkeley DB具有體積小，快速高效，穩(wěn)定可靠，可移植等特點，非常適用于嵌入式環(huán)境下的數(shù)據(jù)管理。為了提高該監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，采用嵌入式數(shù)據(jù)庫Berkeley DB，利用交叉編譯器對數(shù)據(jù)庫文件進(jìn)行交叉編譯，并且在ARM系統(tǒng)上添加動態(tài)鏈接庫的方法實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫在ARMLinux環(huán)境下的穩(wěn)定運行，實現(xiàn)了基于Berkeley DB的機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，獲得了預(yù)期的效果。
關(guān)鍵詞：嵌入式數(shù)據(jù)庫；ARM；Berkeley DB；監(jiān)控系統(tǒng)

0 引言
    隨著社會信息化進(jìn)程的發(fā)展，許多行業(yè)部門的中心機(jī)房設(shè)備和規(guī)模也日趨擴(kuò)大，配套的環(huán)境設(shè)備也日益增多，一旦機(jī)房的環(huán)境設(shè)備出現(xiàn)故障，將直接影響計算機(jī)系統(tǒng)的安全運行，后果不堪設(shè)想。為了保證安全，對機(jī)房的環(huán)境設(shè)備進(jìn)行自動監(jiān)控是極其重要的。

1 機(jī)房環(huán)境設(shè)備監(jiān)控的主要內(nèi)容及基本功能
    機(jī)房環(huán)境設(shè)備監(jiān)控的主要內(nèi)容有：機(jī)房用電的檢測；對機(jī)房低壓配電柜，UPS電源設(shè)備的輸入端和輸出端，各回路的電壓、電流、頻率、電功率的監(jiān)測；溫度、濕度的監(jiān)測；機(jī)房漏水的監(jiān)測；消防的監(jiān)測。
    通過對機(jī)房環(huán)境設(shè)備特點的分析，可把機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能概括為：現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時采集、發(fā)送和顯示；對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和存儲；對數(shù)據(jù)處理的結(jié)果進(jìn)行分析、判斷和報警；提供多種業(yè)務(wù)支持等。

2 監(jiān)控系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫的要求
    由于該監(jiān)控系統(tǒng)的信息吞吐量大，多用戶數(shù)據(jù)共享，實時性強(qiáng)等需求特點，對數(shù)據(jù)的存儲與處理宜采用數(shù)據(jù)庫方式。監(jiān)控系統(tǒng)需要24 h不間斷地進(jìn)行監(jiān)控，而數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)更是要求在長期無人值守的情況下連續(xù)工作，因此，可靠性和穩(wěn)定性便成為整個系統(tǒng)首要考慮的問題。監(jiān)控主機(jī)一旦發(fā)生斷電，通信故障，甚至系統(tǒng)崩潰等突發(fā)事件，在修復(fù)后應(yīng)能從數(shù)據(jù)采集物理存儲介質(zhì)中獲得不少于15天的原始數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在時間上必須是連續(xù)的，而且必須持續(xù)到系統(tǒng)故障前的一個文件保存周期內(nèi)。為達(dá)到上述要求，必須在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中裝載一個嵌入式數(shù)據(jù)庫。

3 嵌入式數(shù)據(jù)庫Berkeley DB簡介
3．1 Berkeley DB的特點
    Berkeley DB是開放源代碼的嵌入式數(shù)據(jù)庫，為數(shù)據(jù)訪問和管理提供了簡單API函數(shù)調(diào)用，并支持包括C，C++，Java，Perl，TCL，Pyth on和PHP等的多種編程語言。Berkeley DB作為一種嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在許多方面有著獨特的優(yōu)勢。首先，由于其應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)運行在相同的進(jìn)程空間中，耗費在通信上的開銷降低到了極低程度。其次，它使用簡單的函數(shù)調(diào)用接口來完成所有的數(shù)據(jù)庫操作，而不是在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中經(jīng)常用到的SQL語言，避免了對結(jié)構(gòu)化查詢語言進(jìn)行解析和處理所需的開銷。
3．2 Berkeley DB數(shù)據(jù)庫操作
    通過內(nèi)嵌在程序中的函數(shù)庫完成對數(shù)據(jù)的保存，查詢，修改和刪除等操作。對它的操作要調(diào)用專用的API實現(xiàn)，這些API提供了查詢，插入，刪除等功能。比如com．sleepycat．db．Db類代表數(shù)據(jù)庫對象。Db類的put()方法完成的是插入功能；get()完成的是獨處數(shù)據(jù)的功能；com．sleepycat．db．Dbc是游標(biāo)類，提供了遍歷數(shù)據(jù)庫記錄的功能。
    Berkeley DB提供了數(shù)據(jù)庫句柄結(jié)構(gòu)DB，數(shù)據(jù)庫記錄結(jié)構(gòu)DBT，數(shù)據(jù)庫游標(biāo)結(jié)構(gòu)DBC，數(shù)據(jù)庫環(huán)境句柄結(jié)構(gòu)DB_ENV，數(shù)據(jù)庫操作函數(shù)，如數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建函數(shù)：DB→open()；數(shù)據(jù)庫些函數(shù)DB→put()等，通過對這些函數(shù)的調(diào)用實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)庫復(fù)雜的管理操作。

4 Berkeley DB在ARM環(huán)境下的建立
4．1 Berkeley DB在Linux系統(tǒng)下的安裝
    Berkeley DB源碼以在官方網(wǎng)站上下載。建立宿主機(jī)-目標(biāo)機(jī)的模式，宿主機(jī)上安裝Linux操作系統(tǒng)和交叉編譯器，對程序代碼進(jìn)行交叉編譯，鏈接，形成在目標(biāo)機(jī)上可以運行的二進(jìn)制代碼，然后把可執(zhí)行代碼文件下載到目標(biāo)機(jī)上運行。
    (1)將cross 2．9．5．3交叉工具鏈安裝在／usr／bcal／arm／路徑下，并下載Berkeley DB的最新版本，建立好交叉編譯器后，對下載的Berkeley DB程序包準(zhǔn)備安裝。
    (2)安裝交叉編譯器ARM-Linux-gcc
    #vi．／dist／configure在配置文件的最前面添加以下幾行：
    CC=／usr／local／arm／2 95．3／bin／arm—linux—gcc
    AR=／usr／local／arm／2 95．3／bin／arm—linux—arm
    RANLIB=／usr／local／arm／2 95．3／bin／arm—linux—ranlib
    STRIP=／usr／local／arm／2 95．3／bin／arm—linux—strip
    (3)安裝程序庫，通過-prefix命令更改安裝路徑，假設(shè)安裝路徑為／pt linux／arm—work，其命令為：
    #．．／dist／configure—prefix／pt linux／armwork—host=arm—linux
    #make
    #make install
    (4)安裝完成后，在／pt linux／armwork目錄下，將生成lib和include兩個文件夾。對宿主機(jī)的庫文件環(huán)境變量進(jìn)行配置：#vi／etc ／ld so conf
    (5)在文件的最后一行中添加／pt linux／armwork／lib # ldconfig，這樣配置動態(tài)庫生效Berkeley DB在linux環(huán)境下安裝就算完成了。
4．2 數(shù)據(jù)庫在ARM上的運行
    一個隨機(jī)數(shù)存入數(shù)據(jù)庫“db1．db”中，部分代碼如下所示：

    建立好數(shù)據(jù)庫文件后，用交叉編譯器對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行編譯，編譯通過后，將生成的可執(zhí)行代碼和動態(tài)庫拷貝到嵌入式設(shè)備上。

5 結(jié)語
    在嵌入式系統(tǒng)中，利用嵌入式數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)進(jìn)行操作和管理是嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展方向，它簡化了應(yīng)用程序的整體開發(fā)過程，提高了用戶存取記錄的效率，實現(xiàn)了多用戶數(shù)據(jù)的共享，可滿足嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理要求。隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展，嵌入式數(shù)據(jù)庫已逐步深入到嵌入式系統(tǒng)的各個應(yīng)用領(lǐng)域。Berkeley DB作為當(dāng)今世界上最流行的嵌入式數(shù)據(jù)庫之一，其功能非常強(qiáng)大，而且操作簡單，容易實現(xiàn)，是一個實用的數(shù)據(jù)庫。本文介紹了Berkeley DB在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。經(jīng)實踐證明，基于Berkeley DB的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)方案取得了較為理想的效果。