嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫及其在水利水文行業(yè)中的應(yīng)用

毛永清

引言：嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)在現(xiàn)代移動(dòng)計(jì)算中的應(yīng)用非常的廣泛，而且起到了非常重要的作用。本文主要對(duì)嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)體系及主要技術(shù)進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上就其在水利水文行業(yè)中的應(yīng)用談一下自己的觀點(diǎn)和認(rèn)識(shí)，以供參考。

所謂嵌入式系統(tǒng)，即集控制、監(jiān)視以及機(jī)器和車間運(yùn)行于一體的設(shè)備系統(tǒng)，其主要是以應(yīng)用實(shí)踐為中心，基于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，具有軟硬件可裁剪功能，可應(yīng)用領(lǐng)域非常的廣泛。對(duì)于嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)而言，其結(jié)構(gòu)體系如下圖所示。

對(duì)于傳統(tǒng)計(jì)算系統(tǒng)而言，其對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接的固定性要求非常的高，然移動(dòng)計(jì)算系統(tǒng)具有較強(qiáng)的移動(dòng)性、斷接性，不要求網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一直處于連接狀態(tài)。

（圖一：嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖）

一、嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫核心技術(shù)分析

對(duì)于嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫而言，其涉及的相關(guān)技術(shù)和理論含蓋了很多領(lǐng)域，比如計(jì)算機(jī)通信、水文水利等領(lǐng)域，其核心技術(shù)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）數(shù)據(jù)復(fù)制、緩存

對(duì)于數(shù)據(jù)復(fù)制協(xié)議而言，其主要包括嚴(yán)格一致、弱一致兩種協(xié)議類型。其中，嚴(yán)格一致協(xié)議必須在任何情況下所有數(shù)據(jù)庫復(fù)制均一致；弱一致協(xié)議允許每一個(gè)復(fù)制間可以暫時(shí)不一致，但該種不一致可保持在一定界限范圍內(nèi)，即具有一定的收斂性。針對(duì)嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)計(jì)算特點(diǎn)，數(shù)據(jù)復(fù)制、緩存技術(shù)具有一定的代表性：J．Gray的兩級(jí)復(fù)制機(jī)制、CODA系統(tǒng)和緩存失效報(bào)告廣播技術(shù)。

（二）數(shù)據(jù)廣播技術(shù)

對(duì)于數(shù)據(jù)廣播技術(shù)而言，其主要是在移動(dòng)計(jì)算條件下，利用服務(wù)器、客戶機(jī)之間的通信不對(duì)稱性，采取周期性廣播模式向客戶機(jī)發(fā)送相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。這一技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于廣播開銷不依賴移動(dòng)用戶數(shù)量，基于數(shù)據(jù)廣播在很大程度上可以有效解決移動(dòng)數(shù)據(jù)庫斷接問題。數(shù)據(jù)廣播主要包括服務(wù)器、客戶機(jī)，其中服務(wù)器考慮組織廣播數(shù)據(jù)，調(diào)度數(shù)據(jù)廣播；對(duì)于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)而言，其主要考慮怎樣應(yīng)用本地緩存來有效減少查詢時(shí)間。

（三）事務(wù)處理技術(shù)

對(duì)于事務(wù)處理技術(shù)而言，其作為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基本功能，維護(hù)數(shù)據(jù)信息的一致性，可以支持多用戶同時(shí)訪問，從而使用戶更加快捷、可靠地查詢數(shù)據(jù)庫。通常情況下，用戶訪問數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要是通過事務(wù)處理功能來完成。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫模式下，事務(wù)處理一定要滿足原子性、隔離性以及一致性和永久性要求，即ACID。在移動(dòng)計(jì)算環(huán)境條件下，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)事務(wù)處理技術(shù)難以有效滿足移動(dòng)事務(wù)處理之要求，而現(xiàn)代移動(dòng)事務(wù)處理技術(shù)又表現(xiàn)出以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)，即長(zhǎng)事性、移動(dòng)性以及異構(gòu)性和易錯(cuò)性。

二、嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫在水利水文行業(yè)中的應(yīng)用實(shí)踐

隨著現(xiàn)代技術(shù)水平的不斷提高，移動(dòng)設(shè)備、無線通信服務(wù)網(wǎng)不斷普及，在當(dāng)前條件下嵌入式操作系統(tǒng)對(duì)移動(dòng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的需求為數(shù)據(jù)庫技術(shù)開辟了新的發(fā)展空間。比如，在應(yīng)急防汛系統(tǒng)中，減災(zāi)防汛的主要技術(shù)是信息暢通，信息能否得意及時(shí)的傳遞，這在很大程度上關(guān)系著防汛指揮險(xiǎn)情是否全面、是否準(zhǔn)確，而且還關(guān)系著指揮決策質(zhì)量與防汛減災(zāi)成果。實(shí)踐中可以看到，防汛通信系統(tǒng)中的語音、固定Web查詢功能，反映出目前場(chǎng)景圖像以及數(shù)據(jù)技術(shù)的缺乏。應(yīng)急通信手段單一，現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)、形象的圖像和數(shù)據(jù)信息不能及時(shí)上傳指揮機(jī)構(gòu)和領(lǐng)導(dǎo)者，影響到后方指揮機(jī)關(guān)處理險(xiǎn)情的工作效率。實(shí)踐中，為有效解決這一問題，進(jìn)一步豐富和優(yōu)化其在水利水文、防汛救災(zāi)中的通信手段，可將視頻錄像以及水情測(cè)報(bào)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)發(fā)送至指揮機(jī)關(guān)，從而通過移動(dòng)終端設(shè)備觀看現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)圖像信息、分析實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，這樣可以更加準(zhǔn)確、直觀地把握好現(xiàn)場(chǎng)情況，提升遠(yuǎn)程指揮水平和調(diào)度效率。

嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫在水利水文行業(yè)應(yīng)用過程中，以綜合自動(dòng)化為平臺(tái)，基于CDMA通信技術(shù)、Internet技術(shù)手段，采用C／S以及B／S結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)汛情圖像、工情信息數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集和存貯，最終實(shí)現(xiàn)傳輸、接收等功能。對(duì)于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的總體部署而言，其主要包括三個(gè)基本層次，即分中心采集監(jiān)控系統(tǒng)、中心站以及遠(yuǎn)程終端。對(duì)于前端而言，其主要構(gòu)成部分包括水情測(cè)報(bào)、大壩安監(jiān)以及閘門自動(dòng)監(jiān)控和視屏監(jiān)視，可應(yīng)用在數(shù)據(jù)信息、圖像信息的采集、傳輸和處理。計(jì)算機(jī)前端系統(tǒng)采用的是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)底層通信技術(shù)，應(yīng)用專門的高效通信協(xié)議、服務(wù)器端通信，其主要將嵌入式系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及數(shù)字圖像處理技術(shù)融為一體，與服務(wù)器系統(tǒng)、嵌入式數(shù)據(jù)庫有機(jī)結(jié)合、協(xié)作應(yīng)用。在該系統(tǒng)中，服務(wù)器系統(tǒng)是核心，包括核心通信層、數(shù)據(jù)支持層以及應(yīng)用服務(wù)層，具體又分為管控、局端、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用以及Web和文件等功能模塊。對(duì)于終端而言，包括移動(dòng)、固定兩種終端，其中固定終端主要是基于聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)對(duì)嵌入式數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)、圖像進(jìn)行獲??；移動(dòng)終端基于PDA技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用，對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息、圖像等進(jìn)行訪問和查詢，管理員可以對(duì)嵌入式數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)和設(shè)置及照片進(jìn)行增刪、禁用啟用等。水利水文綜合自動(dòng)化平臺(tái)，主要是基于嵌入式數(shù)據(jù)庫中的限值預(yù)警功能，將圖像、數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)通過自動(dòng)化平臺(tái)傳給終端，然后以廣播的形式將預(yù)警信息發(fā)布出來，從而確保防汛、救災(zāi)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸完整性、實(shí)時(shí)性。

結(jié)語：總而言之，嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫有其自身的優(yōu)勢(shì)，在現(xiàn)代水利水文行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，為我國(guó)水利水文建設(shè)事業(yè)的發(fā)展起到了有效的推動(dòng)和促進(jìn)作用。

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