基于Linux的嵌入式實(shí)時(shí)數據庫的設計
表1 實(shí)時(shí)數據庫的結構
域名 | 作用 | 類(lèi)型 | 長(cháng)度 |
VariantName | 變量名 | string | 50 |
VariantType | 變量類(lèi)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(kāi)始運行時(shí)非離散型變量的初始值 | float | |
InitBoolValue | 軟件開(kāi)始運行時(shí)離散型變量的初始值 | int | 1 |
MinValue | 變量在實(shí)時(shí)數據庫的最小值 | float | |
MaxValue | 變量在實(shí)時(shí)數據庫的最大值 | float | |
InitMinValue | 變量所對應的設備的數值的下限 | float | |
InitMaxValue | 變量所對應的設備的數值的上限 | float | |
DeviceName | I/O類(lèi)型的變量對應的設備名稱(chēng) | string | 50 |
Register | I/O類(lèi)型的變量對應的設備寄存器 | string | 50 |
DataType | 該變量的數據類(lèi)型,為上述8種類(lèi)型之一 | string | 20 |
ReadWrite | I/O變量的讀寫(xiě)特性,只讀、只寫(xiě)或讀寫(xiě) | string | 10 |
TimeScan | 讀寫(xiě)外部設備的時(shí)間頻率 | float | |
RunMode | 獲取變量值的模式:仿真方式、直接采集 | string | 50 |
SoftMode | 定義仿真獲取數據時(shí)是否隨機產(chǎn)生 | string | 50 |
FltValue | 變量的當前值 | float |
實(shí)時(shí)數據庫生成模塊運行在組態(tài)開(kāi)發(fā)環(huán)境,為了方便對應用程序中的數據管理,將所有的實(shí)時(shí)變量用單向鏈表定形式來(lái)實(shí)現管理,用以完成對數據庫的操作,鏈表定義如下:
typedef struct ClsRTVariantSet//實(shí)時(shí)數據庫結構定義 { int count; //鏈表中所有實(shí)時(shí)數據變量的個(gè)數 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(gè)元素,類(lèi)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(guān)的操作來(lái)實(shí)現數據的管理,如數據的初始化、插入數據、更新、獲取、設置實(shí)時(shí)數據庫對象的值等操作,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);//插入數據對象
Status UpdateRTValue(RTVariantSet* mlist,char* FldNameAndValue);//更新數據
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(shí)時(shí)數據庫運行模塊的設計
實(shí)時(shí)數據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(shí)時(shí)數據的采集以及實(shí)時(shí)數據的分析處理,依據功能的不同編寫(xiě)不同的處理函數。如實(shí)時(shí)曲線(xiàn)分析(RealCurve)就是用于觀(guān)察外部變量或表達式的值隨時(shí)間變化的趨勢的一個(gè)模塊。實(shí)時(shí)曲線(xiàn)的X軸代表時(shí)間、Y軸代表變量值,運行時(shí)曲線(xiàn)可以自動(dòng)卷動(dòng),以快速反映變量隨時(shí)間的變化。在設計實(shí)時(shí)曲線(xiàn)時(shí)主要用到如下的變量屬性:
域名 | 作用 | 類(lèi)型 |
FltValue | 變量的當前值 | float |
Count | 顯示數據的個(gè)數 | int |
FltModel | 實(shí)時(shí)曲線(xiàn)中設定的參照曲線(xiàn)的數值,一維數組,在開(kāi)發(fā)環(huán)境中設置 | float* |
FltRealValue | 當前值之前的時(shí)間段的實(shí)際值數組 | float* |
FltRealValue是一個(gè)一維數組,其中存放了實(shí)時(shí)曲線(xiàn)實(shí)際顯示的數值,存放的數據是自動(dòng)卷動(dòng)的,當由外部設備采集到一個(gè)當前時(shí)刻的數值后,存放在數組中的采集時(shí)間最老的一個(gè)數據將被丟棄,而加入當前新采集到的數據,數組中有效數據的總數保持不變。實(shí)時(shí)趨勢曲線(xiàn)就是根據這個(gè)的數據結構來(lái)滾動(dòng)顯示的。
4 小結
嵌入式應用系統的運行要處理大量的實(shí)時(shí)數據,這就要求開(kāi)發(fā)嵌入式應用系統的組態(tài)軟件具有處理大量實(shí)時(shí)數據的功能。實(shí)時(shí)數據庫模塊分為開(kāi)發(fā)環(huán)境和運行環(huán)境分別設計,在組態(tài)開(kāi)發(fā)環(huán)境中完成實(shí)時(shí)數據庫結構、數據來(lái)源、數據連接、數據類(lèi)型及相關(guān)的各種參數的定義,生成目標實(shí)時(shí)數據庫,然后在系統運行環(huán)境中,將從外部設備采集來(lái)的實(shí)時(shí)數據送入實(shí)時(shí)數據庫,讀取目標實(shí)時(shí)數據庫中的數據進(jìn)行解析,自動(dòng)完成顯示、報警、存盤(pán)等操作,同時(shí)把有關(guān)信息發(fā)送給系統的其它部分,以便觸發(fā)相關(guān)事件,進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。
參考文獻:
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[3] Olson,M.A. Selecting and Implementing an Embedded Database System. IEEE Computer.2000,33(9):27-34
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[6]錢(qián)笑宇,張彥武. 工業(yè)實(shí)時(shí)數據庫的研究和設計. 計算機工程. 2005年1月
創(chuàng )新觀(guān)點(diǎn)
對實(shí)時(shí)數據的處理是工控系統的核心,組態(tài)軟件主要用于開(kāi)發(fā)嵌入式工控軟件,實(shí)時(shí)數據庫的設計和實(shí)現是組態(tài)軟件的重要組成部分。將實(shí)時(shí)數據庫的設計分為開(kāi)發(fā)環(huán)境和運行環(huán)境分別設計,在系統開(kāi)發(fā)環(huán)境就可以只定義數據庫結構和數據字典,在運行環(huán)境中完成數據和變量的綁定,實(shí)時(shí)獲取或處理數據,并完成了兩部分軟件的分析和設計。
linux操作系統文章專(zhuān)題:linux操作系統詳解(linux不再難懂)
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