嵌入式數據庫在機房環境監控系統中的應用

摘要：在機房環境監控系統中，需要對大量的實時數據進行采集和處理。開源Berkeley DB具有體積小，快速高效，穩定可靠，可移植等特點，非常適用于嵌入式環境下的數據管理。為了提高該監控系統的可靠性和穩定性，采用嵌入式數據庫Berkeley DB，利用交叉編譯器對數據庫文件進行交叉編譯，并且在ARM系統上添加動態鏈接庫的方法實現數據庫在ARMLinux環境下的穩定運行，實現了基于Berkeley DB的機房環境監控系統，獲得了預期的效果。
關鍵詞：嵌入式數據庫；ARM；Berkeley DB；監控系統

0 引言
隨著社會信息化進程的發展，許多行業部門的中心機房設備和規模也日趨擴大，配套的環境設備也日益增多，一旦機房的環境設備出現故障，將直接影響計算機系統的安全運行，后果不堪設想。為了保證安全，對機房的環境設備進行自動監控是極其重要的。

1 機房環境設備監控的主要內容及基本功能
機房環境設備監控的主要內容有：機房用電的檢測；對機房低壓配電柜，UPS電源設備的輸入端和輸出端，各回路的電壓、電流、頻率、電功率的監測；溫度、濕度的監測；機房漏水的監測；消防的監測。
通過對機房環境設備特點的分析，可把機房環境監控系統的基本功能概括為：現場數據的實時采集、發送和顯示；對采集到的數據進行處理和存儲；對數據處理的結果進行分析、判斷和報警；提供多種業務支持等。

2 監控系統對數據庫的要求
由于該監控系統的信息吞吐量大，多用戶數據共享，實時性強等需求特點，對數據的存儲與處理宜采用數據庫方式。監控系統需要24 h不間斷地進行監控，而數據采集系統更是要求在長期無人值守的情況下連續工作，因此，可靠性和穩定性便成為整個系統首要考慮的問題。監控主機一旦發生斷電，通信故障，甚至系統崩潰等突發事件，在修復后應能從數據采集物理存儲介質中獲得不少于15天的原始數據，這些數據在時間上必須是連續的，而且必須持續到系統故障前的一個文件保存周期內。為達到上述要求，必須在數據采集系統中裝載一個嵌入式數據庫。

3 嵌入式數據庫Berkeley DB簡介
3．1 Berkeley DB的特點
Berkeley DB是開放源代碼的嵌入式數據庫，為數據訪問和管理提供了簡單API函數調用，并支持包括C，C++，Java，Perl，TCL，Pyth on和PHP等的多種編程語言。Berkeley DB作為一種嵌入式數據庫系統在許多方面有著獨特的優勢。首先，由于其應用程序和數據庫管理系統運行在相同的進程空間中，耗費在通信上的開銷降低到了極低程度。其次，它使用簡單的函數調用接口來完成所有的數據庫操作，而不是在數據庫系統中經常用到的SQL語言，避免了對結構化查詢語言進行解析和處理所需的開銷。
3．2 Berkeley DB數據庫操作
通過內嵌在程序中的函數庫完成對數據的保存，查詢，修改和刪除等操作。對它的操作要調用專用的API實現，這些API提供了查詢，插入，刪除等功能。比如com．sleepycat．db．Db類代表數據庫對象。Db類的put()方法完成的是插入功能；get()完成的是獨處數據的功能；com．sleepycat．db．Dbc是游標類，提供了遍歷數據庫記錄的功能。
Berkeley DB提供了數據庫句柄結構DB，數據庫記錄結構DBT，數據庫游標結構DBC，數據庫環境句柄結構DB_ENV，數據庫操作函數，如數據庫創建函數：DB→open()；數據庫些函數DB→put()等，通過對這些函數的調用實現了對數據庫復雜的管理操作。

4 Berkeley DB在ARM環境下的建立
4．1 Berkeley DB在Linux系統下的安裝
Berkeley DB源碼以在官方網站上下載。建立宿主機-目標機的模式，宿主機上安裝Linux操作系統和交叉編譯器，對程序代碼進行交叉編譯，鏈接，形成在目標機上可以運行的二進制代碼，然后把可執行代碼文件下載到目標機上運行。
(1)將cross 2．9．5．3交叉工具鏈安裝在／usr／bcal／arm／路徑下，并下載Berkeley DB的最新版本，建立好交叉編譯器后，對下載的Berkeley DB程序包準備安裝。
(2)安裝交叉編譯器ARM-Linux-gcc
#vi．／dist／configure在配置文件的最前面添加以下幾行：
CC=／usr／local／arm／2 95．3／bin／arm—linux—gcc
AR=／usr／local／arm／2 95．3／bin／arm—linux—arm
RANLIB=／usr／local／arm／2 95．3／bin／arm—linux—ranlib
STRIP=／usr／local／arm／2 95．3／bin／arm—linux—strip
(3)安裝程序庫，通過-prefix命令更改安裝路徑，假設安裝路徑為／pt linux／arm—work，其命令為：
#．．／dist／configure—prefix／pt linux／armwork—host=arm—linux
#make
#make install
(4)安裝完成后，在／pt linux／armwork目錄下，將生成lib和include兩個文件夾。對宿主機的庫文件環境變量進行配置：#vi／etc ／ld so conf
(5)在文件的最后一行中添加／pt linux／armwork／lib # ldconfig，這樣配置動態庫生效Berkeley DB在linux環境下安裝就算完成了。
4．2 數據庫在ARM上的運行
一個隨機數存入數據庫“db1．db”中，部分代碼如下所示：

建立好數據庫文件后，用交叉編譯器對數據庫進行編譯，編譯通過后，將生成的可執行代碼和動態庫拷貝到嵌入式設備上。

5 結語
在嵌入式系統中，利用嵌入式數據庫對數據進行操作和管理是嵌入式系統應用發展方向，它簡化了應用程序的整體開發過程，提高了用戶存取記錄的效率，實現了多用戶數據的共享，可滿足嵌入式遠程監控系統的數據管理要求。隨著嵌入式技術的發展，嵌入式數據庫已逐步深入到嵌入式系統的各個應用領域。Berkeley DB作為當今世界上最流行的嵌入式數據庫之一，其功能非常強大，而且操作簡單，容易實現，是一個實用的數據庫。本文介紹了Berkeley DB在監控系統中的應用。經實踐證明，基于Berkeley DB的遠程監控系統方案取得了較為理想的效果。