嵌入式数据库的应用

1 引 言

嵌入式系统中一直很少使用数据库，因此对大部分人来说，很难想象嵌入式数据库在哪些场合才能发挥出优势。事实上，嵌入式数据库大致可在以下两大领域使用：

①会计、证券交易等业务的应用软件。在这类软件中应用，不是把数据库作为服务器端组成C／S结构，而是将数据库嵌入到应用程序(使之成为程序的一部分)进行使用。通常也称为“软件嵌入”。

②车载导航、路由器、信息家电、DVD记录装置、iPOD、机器人等嵌入式系统。在这类嵌入式系统当中，除了硬件部分外，还需用软件对其进行控制。这时将嵌入式数据库嵌入到这些硬件当中，可使系统的性能和效率大大提高。通常也称作“硬件嵌入”。

2 嵌入式数据库和企业级数据库的比较

现在常用嵌入式数据库的领域是汽车电子和信息家电等领域。嵌入式数据库软件同企业级数据库软件(如IBM公司的DB2、Microsoft公司的SQL Server、Oracle公司的Oracle Database)等相比，有以下不同点：

①内核足够小，可嵌入于应用程序和处理能力受限的硬件环境；

②性能高，比企业级数据库速度要快，实时性要求高；

③成本低，可嵌入手机、车载导航等批量生产的系统里；

④可裁减，能够根据实际需要增加或者减少必要功能模块；

⑤嵌入性，能够嵌入到软件系统或者硬件系统。对终端用户来说是透明的，他们在使用时意识不到嵌入式数据库的存在，能够免维护。

3 嵌入式数据库应用实例

3．1 FA领域的实例

下面举例介绍嵌入式数据库产品在控制仪器、数据收集装置中的使用。

FA(Faetory Automation)是采用计算机控制技术使工厂自动化，既可提高生产效益又可实现必要的功能。嵌入式数据库在FA领域已经广泛使用。

3．1．1 汽车碰撞测试装置

嵌入式数据库经常在汽车碰撞测试装置中使用，如图1所示。所谓汽车碰撞测试，是检验汽车安全性能的一种有效手段。在测试中，让汽车高速碰撞某个物体，然后收集嵌入在车体中各个部位的各种感应器所发出的数据，再对这些数据进行分析，这需要在碰撞的瞬间大量地收集和保存数据。这时，如何能尽快地保存数据是一个问题。为了解决这个问题，在汽车碰撞测试装置中使用嵌入式数据库，取得非常好的实际效果。



3. 1．2发电机监视装置

在美国夫型发电厂的发电机监视装置里，使用了嵌入式数据库。发电厂的发电机是非常重要的生产设备，所以要严格管理以防发电机停机。发电机的监控装置通过收集发电机的各种数据进行监视，如图2所示。



这种需要实时监控的场合，在数据库里预先录入了监视数据用的程序模块，当莱数据进入“异常值”、“异常范围”，“警戒范围”的时候．这些程序模块会检测出这些数据，然后自动报警．同时通知监视中心有异常情况。这种数据收集也可用于发电机系统的模拟试验。

3．1．3 监视引擎

在美国的大型飞机制造厂，为了收集引擎的测试数据和飞机内部机械的数据，在飞机上也装载了嵌入式数据库。在芙国的大型汽车制造厂的引擎废气排放测试装置里，也嵌入了数据库，废气排放测试的结果全部保存于数据库，以后的其他测试、分析以及模拟试验等环节就能有效利用这些数据。2008年奥运会所使用的环保巴士内也使用了嵌入式数据库。

3．1．4 在FA领域中使用数据库的注意事项

在这个领域利用嵌入式数据库时，会有一些常见的典型问题，如往数据库写入数据的速度和性能等问题。一方面要求内存消耗量足够少，一方面又需要对大量数据的进行运算，所以必须同时满足两个相反的要求。再者，像发电机装置监视的例子那样，数据监视模块必须要嵌入到数据库中(在实际的嵌入式数据库中，这些监视模块主要是通过用户自定义的函数来实现数据的收集、监视和报警等)。

另外，在出现故障时能否通过事务处理和恢复注册等功能进行数据的恢复也很重要。

3．2车载导航的实例

3．2．1 车载导航的GPS与自动导航装置组合

车载导航系统在日本等发达国家已经普及，在中国实际使用者应该也有很多。不过对日常使用的车载导航，了解它的内部构造的人并不多。这里就有关车载导航的系统构造进行简单说明。

车载导航GPS(Global Position System，全球定位系统)是利用装有车速脉冲、罗盘传感器等的“自动导航法”装置，为正在驾车的驾驶员进行现在的位置及驶向目的地行驶路线导航的一种电子仪器。

车载导航刚开始开发时，只使用“自动导航法”装置。由手靠装置自身来推算出车辆的位置，因此行驶开始后有必要对行驶到一定地点的行驶方向和行驶角度进行小调鏊。现在GPS方法非常盛行。该方法通过GPS推算出车辆的僮嬖。不过只靠GPS，不管怎样设计总会有某种程度的误差。因此，现在的车载导航通过对GPS和“自动导航法”装置组合的方法来弥补双方的缺点，以推算出车辆的位置。