基于SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)的水文信息存儲(chǔ)方法探討

摘 要：在戶外等特殊環(huán)境下，水文信息的采集與存儲(chǔ)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)提出了特殊需求。SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)在嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)中具有可移植性、開源性和高效性等諸多優(yōu)點(diǎn)，針對(duì)戶外嵌入式應(yīng)用環(huán)境存儲(chǔ)采集的水文信息，本文討論了一種基于SQLite嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)方法，包括水文信息存儲(chǔ)模型的設(shè)計(jì)、相關(guān)編程模式等內(nèi)容，為水文信息的存儲(chǔ)提供了一種高效的手段。

關(guān)鍵詞：水文信息；SQLite；嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)

中圖分類號(hào)：TD632

隨著現(xiàn)代電子技術(shù)、傳感技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，水文信息自動(dòng)采集與監(jiān)測(cè)程度越來越高，能夠及時(shí)準(zhǔn)確采集所需水文數(shù)據(jù)并匯總到中心數(shù)據(jù)庫(kù)輔助決策支持，大大降低了惡劣氣候引發(fā)的水患對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的影響。然而在一些特殊戶外環(huán)境下，比如處理堰塞湖等，由于硬件系統(tǒng)體積龐大等原因，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)如Oracle類桌面數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)無法有效工作，需要研究適合嵌入式環(huán)境應(yīng)用的水文信息采集與存儲(chǔ)方法。

嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)因其良好的可靠性、卓越的實(shí)時(shí)性被廣泛地應(yīng)用于機(jī)械控制、軍事打擊、航空航天、醫(yī)療診斷和地理測(cè)繪等領(lǐng)域，因此采用嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)和管理水文信息是一種較為合理的選擇。在嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)家族中，SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)具有可移植性、開源性和高效性等諸多優(yōu)點(diǎn)，近年來得到廣泛應(yīng)用，因此本文研究一種基于SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)的水文信息存儲(chǔ)方法，以提高嵌入式環(huán)境下管理采集水文信息的能力。

1 嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)SQLite

SQLite是2000年發(fā)布的一款輕型的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，是一個(gè)小型的C語言鏈接庫(kù)，內(nèi)嵌高效的數(shù)據(jù)庫(kù)引擎，可方便應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)。SQLite提供對(duì)SQL92的大多數(shù)支持，簡(jiǎn)單易用，速度很快，并提供豐富的數(shù)據(jù)庫(kù)接口，且不需要特殊的數(shù)據(jù)庫(kù)管理器和配置數(shù)據(jù)庫(kù)；SQLite代碼高效，短小精悍，完整配置少于250KB，運(yùn)行速度比普通的C/S數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)更快；SQLite源代碼完全開放，移植性強(qiáng)，可以應(yīng)用于很多主流嵌入式操作系統(tǒng)平臺(tái)如Android、iOS和WinCE等；SQLite能夠與很多程序語言相結(jié)合，比如C#、C/C++和Java等，編程方便，且速度優(yōu)于MySql數(shù)據(jù)庫(kù)。由于SQLite開源性和可移植性等優(yōu)點(diǎn)，使得它的應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛。在嵌入式應(yīng)用程序開發(fā)方面，SQLite是嵌入式輕量級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)的首選。經(jīng)過12年的發(fā)展，SQLite 已發(fā)布版本3。

SQLite擁有層次化和模塊化的體系結(jié)構(gòu)，并引入了一些高效簡(jiǎn)潔的方法管理關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)。它由8個(gè)獨(dú)立模塊組成，如所圖1所示。

圖1 SQLite體系結(jié)構(gòu)

2 水文信息的存儲(chǔ)

選取合適嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)SQLite后，從應(yīng)用方面設(shè)計(jì)針對(duì)水文信息的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案。

2.1 水文信息表結(jié)構(gòu)

水文信息不僅包括水文站名、地理坐標(biāo)等靜態(tài)信息，還包括時(shí)間、水位、流速、流向等動(dòng)態(tài)信息。設(shè)計(jì)水文信息存儲(chǔ)模型及表結(jié)構(gòu)，將其劃分為水文站信息表、水文信息表兩大類。各類信息表說明如下：

（1）水文站表信息：存儲(chǔ)水文站信息，主要屬性包括水文站編碼、名稱、地理坐標(biāo)、等級(jí)等。在水文站表中每個(gè)水文站對(duì)應(yīng)一條記錄。

（2）水文表信息：存儲(chǔ)采集的水文信息，包括時(shí)間、水位、流速、流向和水質(zhì)等。在水文信息表中，當(dāng)前水文站每一條水文信息對(duì)應(yīng)一條記錄。對(duì)于實(shí)時(shí)變化的水文信息，根據(jù)應(yīng)用需要，定時(shí)采集或者水位、水流變化超過閾值時(shí)再采集，可減少無用信息采集量。

表1 水文站信息表 HYD_STATION

字段名稱字段類型/長(zhǎng)度字段說明

StationIDinteger水文站編碼（主鍵）

StationNameChar（24）水文站名稱

RiverNameChar（24）監(jiān)測(cè)河流名稱

SetupTimeTime建站時(shí)間

Longitudedouble經(jīng)度

Latitudedouble緯度

Heightdouble高程

Gradeinteger等級(jí)

表2 水文信息表 HYD_INFO

字段名稱字段類型字段說明

StationIDinteger水文站編碼

CapTimeTime采集時(shí)間

WarnWaterLevelinteger警戒水位

CurWaterLevelinteger當(dāng)前水位

WaterVelocityinteger當(dāng)前流速

WaterVolumeinteger當(dāng)前流量

RecNotechar （20）備注信息

2.2 水文信息錄入與存儲(chǔ)

在水文站表支持下，當(dāng)錄入時(shí)間間隔到或者水位情況明顯變化時(shí)，可錄入當(dāng)前水位信息，包括水位站名、采集時(shí)間、警戒水位、當(dāng)前水位、當(dāng)前流速和備注信息。字段編輯結(jié)束，則將當(dāng)前信息存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)水位信息表中。

針對(duì)編輯和錄入內(nèi)容，采用EVC編程，創(chuàng)建工程后，需要集成相應(yīng)的SQLite應(yīng)用包，包括可執(zhí)行文件、庫(kù)文件和頭文件；當(dāng)采用版本3時(shí)，對(duì)應(yīng)文件為SQLite3.exe、SQLite3.lib、SQLite3.dll 和SQLite3.h，并注意需要將可執(zhí)行文件exe和庫(kù)文件（*.dll + *.lib）放在同一目錄下。

針對(duì)錄入的水位信息，基于ADO編程模式，支持通用SQL操作。

針對(duì)記錄操作結(jié)果，包括保存記錄、查詢記錄、刪除記錄和更新記錄等，可借助與SQLite開發(fā)配套的相當(dāng)成熟的可視化管理工具，如sqlitebrowser、Sqliteman或SQliteManager，來快速驗(yàn)證操作結(jié)果的正確性。

3 結(jié)束語

SQLite嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)具有很多優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于軍事航天、智能終端、醫(yī)療設(shè)備和信息家電等多個(gè)領(lǐng)域。本文結(jié)合特殊環(huán)境應(yīng)用需求，討論了使用SQLite存儲(chǔ)采集的水文信息，包括水文信息存儲(chǔ)模型、表結(jié)構(gòu)、編程模式等內(nèi)容。隨著水文建設(shè)信息化的進(jìn)一步推進(jìn)，在嵌入式領(lǐng)域，SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)將會(huì)得到更多應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：李婧（1979-），女，研究生，工程師，從事水利信息化建設(shè)和應(yīng)用研究工作。

作者單位：河南省水利信息中心，鄭州 450003