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局域網(wǎng)數據庫環(huán)境下數據采集及處理
【摘要】隨著(zhù)技術(shù)、技術(shù)和數據庫技術(shù)的發(fā)展，計算機處理數據的方式和種類(lèi)也在不斷變化，通過(guò)對實(shí)踐工作中遇到的自動(dòng)化數據、視頻數據采集和處理方法進(jìn)行研究，得出了適合在局域網(wǎng)數據庫下儀表數據和視頻數據采集及處理的方法，在當前計算機數據普遍應用的今天，尤其是對于軟件的系統開(kāi)發(fā)具有重要意義。?
【關(guān)鍵詞】數據庫；計算機網(wǎng)絡(luò )；計算機串口
【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
在數據庫管理系統中，從儀表中采集數據可用于如設備控制管理，水、電、暖數據的采集和管理，能夠保證數據的準確性，提高數據管理的效率，降低勞動(dòng)強度。視頻數據的采集和管理，可以豐富管理內容，提高信息的可信度，在實(shí)踐中具有很高的應用價(jià)值，非常值得我們研究。?
1.數據庫產(chǎn)品的選擇?
上個(gè)世紀80年代以來(lái)，關(guān)系數據庫技術(shù)的應用逐步得到普及，比較流行的有小型數據庫如Visual FoxPro6.0、Access2000和大中型的Oracle、Sybase、Informix、及Ms SQL Server等。數據管理方式由單機模式向網(wǎng)絡(luò )化下的C/S（客戶(hù)機/服務(wù)器）模式和B/S（瀏覽器/服務(wù)器）模式方向發(fā)展。?
大中型的數據庫與小型數據庫相比，除了數據庫的數據庫管理系統（DBMS）在數據處理能力、數據安全和應用開(kāi)發(fā)等功能更強外，大中型的數據庫的加鎖粒度也更細。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，當一個(gè)用戶(hù)修改一個(gè)數據表中的數據時(shí)，其他用戶(hù)必須等待該用戶(hù)完成修改工作并解鎖后，才能對該表的數據進(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)對一個(gè)表中的數據進(jìn)行修改，因此，系統支持的鎖的粒度越細，并發(fā)度越大，也更適合網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下的數據庫管理。對于中小型單位，數據庫服務(wù)器以Windows2000為操作系統，數據庫可采用Ms SQL Server2000，其優(yōu)點(diǎn)是相對較低，數據庫維護工作也比較容易完成。?
小型數據庫產(chǎn)品的優(yōu)勢是數據庫占用的資源比大中型數據庫要少得多，維護數據的成本也非常低。由于局域網(wǎng)中工作站和數據庫服務(wù)器間數據通信會(huì )出現延遲現象，對于實(shí)時(shí)性強的工作站，如工廠(chǎng)中控制自動(dòng)化設備的工作站在進(jìn)行數據讀寫(xiě)等操作時(shí)，為了防止出現因網(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據庫，設備工作時(shí)把數據臨時(shí)寫(xiě)在工作站的小型數據庫中，設備運轉空閑時(shí)，再自動(dòng)把數據從工作站讀出并寫(xiě)到數據庫服務(wù)器�？梢圆捎肁ccess2000等作為工作站數據庫，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.儀表數據采集?
信息系統的數據維護工作一般由安裝在工作站的應用程序完成，其中數據錄入是這些應用程序的一項重要工作，應用程序除提供手工輸入數據的方法外，我們還可以通過(guò)程序采集來(lái)自各種設備的數據，這樣可極大地提高程序的自動(dòng)化程度和準確度。自動(dòng)采集的數據可以是各種儀表數據，也可以是圖片甚至視頻。?
當前和民用儀表的發(fā)展都顯現數字化趨勢，這些儀表如計量?jì)x表（水、電、煤氣等）和測量?jì)x表（溫度、濕度、壓力和重量等）都已經(jīng)實(shí)現數字化甚至可以利用無(wú)線(xiàn)技術(shù)遠程傳輸數據，它們除了能夠精確地檢測被測參數外，大多數還具有傳送被測數據的接口，通過(guò)這些接口，工作站（上位機）就可以獲得來(lái)自?xún)x表的數據。?
計算機上的RS-232串行接口被廣泛應用于支持不同的外部設備和PC之間的通信，但是RS-232 接口標準出現較早，難免有不足之處，主要有以下五點(diǎn)：?
�、俳涌诘男盘栯娖街递^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。?
�、劢涌谑褂靡桓盘柧�(xiàn)和一根信號返回線(xiàn)而構成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾。?
�、軅鬏斁嚯x有限，最大傳輸距離標準值為50米，實(shí)際上也只能用在15米左右。?
�、軷S-232只容許一對一的通信，每個(gè)串口只能管理一個(gè)外部設備。?
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準為1200米（9600bps時(shí)），實(shí)際上可達30
00米，而且一個(gè)RS485接口允許連接多達128個(gè)收發(fā)器，這樣可以滿(mǎn)足一臺與多個(gè)儀表的要求。?
普通計算機提供了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)是在計算機中安裝專(zhuān)用的RS485串口擴展卡；另一種是在普通的RS232接口上安裝RS232轉RS485的接口模塊，利用RS232接口完成數據通信工作。RS485間的接線(xiàn)可采用普通雙絞線(xiàn)，只用3根線(xiàn)（兩根數據線(xiàn)，一根地線(xiàn)）連接即可。?
硬件連接正確后，由于多個(gè)儀表共用兩根數據線(xiàn)，為了避免沖突，儀表與計算機間的通信要按數字儀表手冊中規定的通信協(xié)議發(fā)送和接收數據，通過(guò)各種通信協(xié)議，有些儀表不僅可以為計算機提供數據，而且還可以接收計算機傳來(lái)的數據，這樣計算機還可以控制儀表。?
3.視頻數據的處理?
現在數據庫技術(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(zhù)計算機多媒體技術(shù)的發(fā)展，如圖片、聲音和視頻數據都能夠實(shí)時(shí)地保存到數據庫中。?
視頻采集常作為遠程監控的重要手段被廣泛應用于各個(gè)領(lǐng)域。采集視頻數據要求工作站計算機內安裝有視頻采集卡，并在適當的位置安裝用攝像機，利用視頻線(xiàn)連接采集卡和攝像機即完成硬件的安裝。一般考慮到視頻數據過(guò)大，因此通常只捕捉靜態(tài)的圖片并保存到數據庫中，而對視頻動(dòng)態(tài)信號則只進(jìn)行觀(guān)測。?
在對圖片質(zhì)量要求不太高的場(chǎng)合，視頻數據還可以從采用USB接口的視頻頭獲得。
在采集視頻靜態(tài)數據以圖片的形式保存，在處理這類(lèi)數據時(shí)會(huì )使數據處理速度變得極其緩慢，這是因為，數據庫管理系統對數據進(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)為記錄集的基礎上進(jìn)行的，記錄集實(shí)質(zhì)是數據庫中數據在內存中的映像。當記錄僅是一般的字符、數值等類(lèi)型的數據時(shí)，記錄集占用的內存空間并不大，因此處理效率很高，但是如果數據中有圖片等數據時(shí)，記錄集數據量很大，內存空間會(huì )非常緊張，系統要采用虛擬內存來(lái)完成記錄集的建立，因此數據處理效率會(huì )很慢。另外，如果在網(wǎng)絡(luò )下，這類(lèi)數據的記錄集的建立還會(huì )增加網(wǎng)絡(luò )數據阻塞現象，使網(wǎng)速變慢。?
解決的可行方法有很多種，我們在實(shí)踐中常采用的方法有以下幾個(gè)：?
3.1 在被觀(guān)察目標清楚的前提下，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遠地小于相應的Bmp格式圖片，如果捕捉設備不支持Jpeg格式，在開(kāi)發(fā)的應用程序中要進(jìn)行格式轉換。?
3.3 建立數據庫的庫文件時(shí)，建立單獨的多媒體數據庫表專(zhuān)門(mén)存儲多媒體數據，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，可單獨建立圖片表以存儲人員照片數據，并通過(guò)“人員編號”等一類(lèi)“主關(guān)健字”建立關(guān)聯(lián)關(guān)系。?
3.4 應用程序中盡可減少多媒體記錄集的查詢(xún)數量。例如在瀏覽人員檔案時(shí)，讀取圖片的記錄集時(shí)按當前被瀏覽對象的“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據流量。?
4.結束語(yǔ)?
當前計算機技術(shù)飛速發(fā)展，計算機進(jìn)行數據管理工作方式越來(lái)越多，能夠管理的數據種類(lèi)也越來(lái)越多，數據管理的方式也不斷改進(jìn)，常規的數據處理方法有時(shí)很難行得通，因此要求我們要不斷地結合不同數據類(lèi)型的特點(diǎn)提出新的處理方法，更大程度上提高數據處理效率。
參考文獻?
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