學(xué)習(xí)嵌入式開發(fā)要學(xué)習(xí)哪些知識_嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

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學(xué)習(xí)嵌入式開發(fā)要學(xué)習(xí)哪些知識_嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用,   

隨著后pc時(shí)代的到來，各種各樣的新型嵌入式系統(tǒng)設(shè)備在應(yīng)用數(shù)量上已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過通用計(jì)算機(jī)。嵌入式開發(fā)已成為當(dāng)前it行業(yè)的熱點(diǎn)。同時(shí)，越來越多的用戶希望能對嵌入式環(huán)境下的數(shù)據(jù)進(jìn)行更有效的管理，構(gòu)建嵌入式數(shù)據(jù)庫便是一個(gè)有效的方法，使用戶能在嵌入式設(shè)備中方便地存儲(chǔ)、檢索或修改數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)大部分傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的功能。嵌人式系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的緊密結(jié)合已經(jīng)成為嵌入式開發(fā)的一個(gè)重要方向。1嵌入式數(shù)據(jù)庫sqlite

與傳統(tǒng)c/s結(jié)構(gòu)的各種大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫如oracle，
sql server，mysql等相比，在嵌入式系統(tǒng)中由于軟硬件資源有限，不可能安裝龐大的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，而且在很多時(shí)候，用戶只需要使用這些數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品的一些基本特性而已。嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境決定了其數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)：無需獨(dú)立運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫引擎，而是由程序直接調(diào)用相應(yīng)的api實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的存取操作。嵌入式數(shù)據(jù)庫與其他數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品的區(qū)別是，前者是程序驅(qū)動(dòng)式，而后者是引擎響應(yīng)式。

sqlite是d．richard hipp在2000年開發(fā)的一個(gè)小型嵌入式數(shù)據(jù)庫。他是完全獨(dú)立的，不具有外部依賴性，可以較為方便地應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)中。其源代碼完全開放，可以免費(fèi)用于任何用途，包括商業(yè)目的。sqlite雖然是個(gè)極端輕量級的關(guān)系數(shù)據(jù)庫，卻保留了數(shù)據(jù)庫的大部分特征，他提供了對sql92標(biāo)準(zhǔn)的大多數(shù)支持：支持多表和索引、事務(wù)、視圖、觸發(fā)和一系列的用戶接口及驅(qū)動(dòng)。其主要特征如下：

（1）支持原子的、一致的、獨(dú)立的和持久的（acid）事務(wù)特性，即使系統(tǒng)崩潰和掉電。（2）零配置（zero-configuration），無需安裝和管理。（3）一個(gè)完整的數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)在單一磁盤文件中。（4）數(shù)據(jù)庫文件可以在不同字節(jié)順序的機(jī)器間自由共享。（5）支持?jǐn)?shù)據(jù)庫大小至2 tb（2＾41 b）。（6）字符串和二進(jìn)制大對象（blobs）的大小僅被有效內(nèi)存限制。（7）源碼體積小，編譯后低于250 kb。（8）大部分的操作比關(guān)系型數(shù)據(jù)庫引擎要快。（9）簡單易用的api。sqlite由于小、快、簡單、可靠，而且作者完全放棄版權(quán)，從他一發(fā)布出來，便深受歡迎。對于嵌人式環(huán)境，管理、執(zhí)行、維護(hù)的簡單化比企業(yè)數(shù)據(jù)庫引擎提供的許多復(fù)雜應(yīng)用更重要，因此sqlite數(shù)據(jù)庫是一個(gè)很好的選擇。2 sqlite內(nèi)部結(jié)構(gòu)及開發(fā)技術(shù)2．1 sqlite內(nèi)部結(jié)構(gòu)sqlite采用模塊化的設(shè)計(jì)，主要由4個(gè)部分組成：內(nèi)核（core）、sql編程器（sql compiler）、后短（backend）以及附件（accessories）。內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。
sqlite的接口是一些已經(jīng)編寫好的c庫，即使使用不同語言的api，在底層仍然使用c庫執(zhí)行。sql語句通過接口進(jìn)入到高效的sql編譯器，由標(biāo)記處理器（tokenizer）分解成檸檬分析器（parser）可以識別的各個(gè)標(biāo)志符，然后由分析器重新組合標(biāo)志符并調(diào)用代碼生成器（codegeneratot）生成虛擬機(jī)器碼，交由虛擬機(jī)（virtual machine）去執(zhí)行，最終完成sql語句指定的任務(wù)。虛擬機(jī)是sqlite內(nèi)部結(jié)構(gòu)的核心，不僅完成與數(shù)據(jù)操作相關(guān)的全部操作，而且還是客戶和存儲(chǔ)之間信息進(jìn)行交換的中間單元。數(shù)據(jù)庫按照b樹（b-tree）的形式存儲(chǔ)在磁盤上，通過可調(diào)整的頁面緩沖（pager）獲得對數(shù)據(jù)的快速查找和存儲(chǔ)。為了方便移植，sqlite使用一個(gè)抽象層接口（os interface）與不同操作系統(tǒng)進(jìn)行對接。2．2 sqlite開發(fā)技術(shù)sqlite本身提供了c語言的api接口，使得對數(shù)據(jù)庫的操作十分簡單，主要是對3個(gè)api函數(shù)的調(diào)用。
其中，sglite3_exec（）函數(shù)的第二個(gè)參數(shù)用來處理一條或多條sql語句，語句間必須用“；“號隔開。如果是查詢（select）語句，查詢結(jié)果的每一條記錄都必須調(diào)用第三個(gè)參數(shù)的callback函數(shù)，第四個(gè)參數(shù)則為callback函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)指針。如果不是查詢語句，第三、四個(gè)參數(shù)為null。所有sql執(zhí)行完畢后返回0，否則返回錯(cuò)誤代碼，可通過第五個(gè)參數(shù)值來查看詳細(xì)錯(cuò)誤信息。3 sqlite在嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用3．1 sqlite應(yīng)用程序開發(fā)基于嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)建的嵌入式樓宇配電遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。
本系統(tǒng)以32位的arm微處理器s3c4510b為硬件開發(fā)平臺，采用μclinux操作系統(tǒng)，移植了boa服務(wù)器和sqlite嵌入式數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)主要功能如下，從底層設(shè)備采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，保存到嵌人式數(shù)據(jù)庫sqlite。用戶可在任何和internet相連的地