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局域網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境下數(shù)據(jù)采集及處理
【摘要】隨著技術(shù)、技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的方式和種類(lèi)也在不斷變化，通過(guò)對(duì)實(shí)踐工作中遇到的自動(dòng)化數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)采集和處理方法進(jìn)行研究，得出了適合在局域網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)下儀表數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)采集及處理的方法，在當(dāng)前計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)普遍應(yīng)用的今天，尤其是對(duì)于軟件的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)具有重要意義。?
【關(guān)鍵詞】數(shù)據(jù)庫(kù)；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；計(jì)算機(jī)串口
【Abstract】Along with the development of computer technology, computer network technology and database technology, the method and sort of computer data processing is transforming continuously. We educe the way to catch and deal with the data of instrument && video via work over the method of automation and video data acquisition and processing in practice task. In these computer data management be used universally days, it has importance meaning for the system development of computer application especially. ?
【Key words】 database; computer network; computer serial port communications
在數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中，從儀表中采集數(shù)據(jù)可用于如設(shè)備控制管理，水、電、暖數(shù)據(jù)的采集和管理，能夠保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，提高數(shù)據(jù)管理的效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。視頻數(shù)據(jù)的采集和管理，可以豐富管理內(nèi)容，提高信息的可信度，在實(shí)踐中具有很高的應(yīng)用價(jià)值，非常值得我們研究。?
1.數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品的選擇?
上個(gè)世紀(jì)80年代以來(lái)，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的應(yīng)用逐步得到普及，比較流行的有小型數(shù)據(jù)庫(kù)如Visual FoxPro6.0、Access2000和大中型的Oracle、Sybase、Informix、及Ms SQL Server等。數(shù)據(jù)管理方式由單機(jī)模式向網(wǎng)絡(luò)化下的C/S（客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器）模式和B/S（瀏覽器/服務(wù)器）模式方向發(fā)展。?
大中型的數(shù)據(jù)庫(kù)與小型數(shù)據(jù)庫(kù)相比，除了數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）在數(shù)據(jù)處理能力、數(shù)據(jù)安全和應(yīng)用開(kāi)發(fā)等功能更強(qiáng)外，大中型的數(shù)據(jù)庫(kù)的加鎖粒度也更細(xì)。加鎖是解決并發(fā)沖突問(wèn)題的方法，例如，Visual FoxPro的加鎖粒度為表，當(dāng)一個(gè)用戶(hù)修改一個(gè)數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)時(shí)，其他用戶(hù)必須等待該用戶(hù)完成修改工作并解鎖后，才能對(duì)該表的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，而同樣操作Ms SQL Server只用鎖定一條記錄，只要不是同時(shí)修改一個(gè)記錄，多個(gè)用戶(hù)可同時(shí)對(duì)一個(gè)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，因此，系統(tǒng)支持的鎖的粒度越細(xì)，并發(fā)度越大，也更適合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)據(jù)庫(kù)管理。對(duì)于中小型單位，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器以Windows2000為操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)可采用Ms SQL Server2000，其優(yōu)點(diǎn)是相對(duì)較低，數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)工作也比較容易完成。?
小型數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)是數(shù)據(jù)庫(kù)占用的資源比大中型數(shù)據(jù)庫(kù)要少得多，維護(hù)數(shù)據(jù)的成本也非常低。由于局域網(wǎng)中工作站和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器間數(shù)據(jù)通信會(huì)出現(xiàn)延遲現(xiàn)象，對(duì)于實(shí)時(shí)性強(qiáng)的工作站，如工廠中控制自動(dòng)化設(shè)備的工作站在進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)等操作時(shí)，為了防止出現(xiàn)因網(wǎng)絡(luò)延時(shí)造成控制工作異常，往往在工作站上安裝小型數(shù)據(jù)庫(kù)，設(shè)備工作時(shí)把數(shù)據(jù)臨時(shí)寫(xiě)在工作站的小型數(shù)據(jù)庫(kù)中，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)空閑時(shí)，再自動(dòng)把數(shù)據(jù)從工作站讀出并寫(xiě)到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。可以采用Access2000等作為工作站數(shù)據(jù)庫(kù)，Access2000是Microsoft公司的Office2000的組成部分，比較容易獲得，易于開(kāi)發(fā)并能很好地與Office其他組件如Excel、Word等集成。?
2.儀表數(shù)據(jù)采集?
信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)維護(hù)工作一般由安裝在工作站的應(yīng)用程序完成，其中數(shù)據(jù)錄入是這些應(yīng)用程序的一項(xiàng)重要工作，應(yīng)用程序除提供手工輸入數(shù)據(jù)的方法外，我們還可以通過(guò)程序采集來(lái)自各種設(shè)備的數(shù)據(jù)，這樣可極大地提高程序的自動(dòng)化程度和準(zhǔn)確度。自動(dòng)采集的數(shù)據(jù)可以是各種儀表數(shù)據(jù)，也可以是圖片甚至視頻。?
當(dāng)前和民用儀表的發(fā)展都顯現(xiàn)數(shù)字化趨勢(shì)，這些儀表如計(jì)量?jī)x表（水、電、煤氣等）和測(cè)量?jī)x表（溫度、濕度、壓力和重量等）都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化甚至可以利用無(wú)線(xiàn)技術(shù)遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)，它們除了能夠精確地檢測(cè)被測(cè)參數(shù)外，大多數(shù)還具有傳送被測(cè)數(shù)據(jù)的接口，通過(guò)這些接口，工作站（上位機(jī)）就可以獲得來(lái)自?xún)x表的數(shù)據(jù)。?
計(jì)算機(jī)上的RS-232串行接口被廣泛應(yīng)用于支持不同的外部設(shè)備和PC之間的通信，但是RS-232 接口標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)較早，難免有不足之處，主要有以下五點(diǎn)：?
�、俳涌诘男盘�(hào)電平值較高，易損壞接口電路的芯片。?
�、趥鬏斔俾瘦^低，在異步傳輸時(shí)，波特率為20Kbps。?
③接口使用一根信號(hào)線(xiàn)和一根信號(hào)返回線(xiàn)而構(gòu)成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾。?
�、軅鬏斁嚯x有限，最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為50米，實(shí)際上也只能用在15米左右。?
�、軷S-232只容許一對(duì)一的通信，每個(gè)串口只能管理一個(gè)外部設(shè)備。?
鑒于RS-232接口通信存在以上缺點(diǎn)，人們通過(guò)研究提出了改進(jìn)的RS485或RS422接口通信方式，其主要優(yōu)點(diǎn)是RS-485接口的最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)為1200米（9600bps時(shí)），實(shí)際上可達(dá)30
00米，而且一個(gè)RS485接口允許連接多達(dá)128個(gè)收發(fā)器，這樣可以滿(mǎn)足一臺(tái)與多個(gè)儀表的要求。?
普通計(jì)算機(jī)提供了RS232串行口，但是沒(méi)有提供RS485或RS422接口，解決方法主要有兩種，一個(gè)是在計(jì)算機(jī)中安裝專(zhuān)用的RS485串口擴(kuò)展卡；另一種是在普通的RS232接口上安裝RS232轉(zhuǎn)RS485的接口模塊，利用RS232接口完成數(shù)據(jù)通信工作。RS485間的接線(xiàn)可采用普通雙絞線(xiàn)，只用3根線(xiàn)（兩根數(shù)據(jù)線(xiàn)，一根地線(xiàn)）連接即可。?
硬件連接正確后，由于多個(gè)儀表共用兩根數(shù)據(jù)線(xiàn)，為了避免沖突，儀表與計(jì)算機(jī)間的通信要按數(shù)字儀表手冊(cè)中規(guī)定的通信協(xié)議發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，通過(guò)各種通信協(xié)議，有些儀表不僅可以為計(jì)算機(jī)提供數(shù)據(jù)，而且還可以接收計(jì)算機(jī)傳來(lái)的數(shù)據(jù)，這樣計(jì)算機(jī)還可以控制儀表。?
3.視頻數(shù)據(jù)的處理?
現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)支持諸如圖片、聲音、視頻和各種如Word、Excel文檔CAD圖紙等資料的，隨著計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的發(fā)展，如圖片、聲音和視頻數(shù)據(jù)都能夠?qū)崟r(shí)地保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中。?
視頻采集常作為遠(yuǎn)程監(jiān)控的重要手段被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。采集視頻數(shù)據(jù)要求工作站計(jì)算機(jī)內(nèi)安裝有視頻采集卡，并在適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b用攝像機(jī)，利用視頻線(xiàn)連接采集卡和攝像機(jī)即完成硬件的安裝。一般考慮到視頻數(shù)據(jù)過(guò)大，因此通常只捕捉靜態(tài)的圖片并保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，而對(duì)視頻動(dòng)態(tài)信號(hào)則只進(jìn)行觀測(cè)。?
在對(duì)圖片質(zhì)量要求不太高的場(chǎng)合，視頻數(shù)據(jù)還可以從采用USB接口的視頻頭獲得。
在采集視頻靜態(tài)數(shù)據(jù)以圖片的形式保存，在處理這類(lèi)數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)使數(shù)據(jù)處理速度變得極其緩慢，這是因?yàn)�，�?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽、增、刪、改和查詢(xún)等操作時(shí)，往往是在一個(gè)被稱(chēng)為記錄集的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，記錄集實(shí)質(zhì)是數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的映像。當(dāng)記錄僅是一般的字符、數(shù)值等類(lèi)型的數(shù)據(jù)時(shí)，記錄集占用的內(nèi)存空間并不大，因此處理效率很高，但是如果數(shù)據(jù)中有圖片等數(shù)據(jù)時(shí)，記錄集數(shù)據(jù)量很大，內(nèi)存空間會(huì)非常緊張，系統(tǒng)要采用虛擬內(nèi)存來(lái)完成記錄集的建立，因此數(shù)據(jù)處理效率會(huì)很慢。另外，如果在網(wǎng)絡(luò)下，這類(lèi)數(shù)據(jù)的記錄集的建立還會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)阻塞現(xiàn)象，使網(wǎng)速變慢。?
解決的可行方法有很多種，我們?cè)趯?shí)踐中常采用的方法有以下幾個(gè)：?
3.1 在被觀察目標(biāo)清楚的前提下，盡量減小靜態(tài)圖片的捕捉尺寸。?
3.2 采用合適的圖片格式，如Jpeg格式的圖片文件就遠(yuǎn)遠(yuǎn)地小于相應(yīng)的Bmp格式圖片，如果捕捉設(shè)備不支持Jpeg格式，在開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序中要進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換。?
3.3 建立數(shù)據(jù)庫(kù)的庫(kù)文件時(shí)，建立單獨(dú)的多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)表專(zhuān)門(mén)存儲(chǔ)多媒體數(shù)據(jù)，通過(guò)表關(guān)聯(lián)和主表建立關(guān)聯(lián)關(guān)系。如在人員管理中，除建立人員檔案信息檔案表外，可單獨(dú)建立圖片表以存儲(chǔ)人員照片數(shù)據(jù)，并通過(guò)“人員編號(hào)”等一類(lèi)“主關(guān)健字”建立關(guān)聯(lián)關(guān)系。?
3.4 應(yīng)用程序中盡可減少多媒體記錄集的查詢(xún)數(shù)量。例如在瀏覽人員檔案時(shí)，讀取圖片的記錄集時(shí)按當(dāng)前被瀏覽對(duì)象的“主關(guān)健字”進(jìn)行篩選，則該記錄集只包括一條圖片信息，可以大大降低一次處理的數(shù)據(jù)流量。?
4.結(jié)束語(yǔ)?
當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理工作方式越來(lái)越多，能夠管理的數(shù)據(jù)種類(lèi)也越來(lái)越多，數(shù)據(jù)管理的方式也不斷改進(jìn)，常規(guī)的數(shù)據(jù)處理方法有時(shí)很難行得通，因此要求我們要不斷地結(jié)合不同數(shù)據(jù)類(lèi)型的特點(diǎn)提出新的處理方法，更大程度上提高數(shù)據(jù)處理效率。
參考文獻(xiàn)?
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