摘 要：在戶外等特殊環(huán)境下，水文信息的采集與存儲對數(shù)據(jù)庫提出了特殊需求。SQLite數(shù)據(jù)庫在嵌入式數(shù)據(jù)庫中具有可移植性、開源性和高效性等諸多優(yōu)點(diǎn)，針對戶外嵌入式應(yīng)用環(huán)境存儲采集的水文信息，本文討論了一種基于SQLite嵌入式數(shù)據(jù)庫的存儲方法，包括水文信息存儲模型的設(shè)計(jì)、相關(guān)編程模式等內(nèi)容，為水文信息的存儲提供了一種高效的手段。

關(guān)鍵詞：水文信息；SQLite；嵌入式數(shù)據(jù)庫

中圖分類號：TD632

隨著現(xiàn)代電子技術(shù)、傳感技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，水文信息自動采集與監(jiān)測程度越來越高，能夠及時(shí)準(zhǔn)確采集所需水文數(shù)據(jù)并匯總到中心數(shù)據(jù)庫輔助決策支持，大大降低了惡劣氣候引發(fā)的水患對國民經(jīng)濟(jì)的影響。然而在一些特殊戶外環(huán)境下，比如處理堰塞湖等，由于硬件系統(tǒng)體積龐大等原因，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫如Oracle類桌面數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)無法有效工作，需要研究適合嵌入式環(huán)境應(yīng)用的水文信息采集與存儲方法。

嵌入式數(shù)據(jù)庫因其良好的可靠性、卓越的實(shí)時(shí)性被廣泛地應(yīng)用于機(jī)械控制、軍事打擊、航空航天、醫(yī)療診斷和地理測繪等領(lǐng)域，因此采用嵌入式數(shù)據(jù)庫存儲和管理水文信息是一種較為合理的選擇。在嵌入式數(shù)據(jù)庫家族中，SQLite數(shù)據(jù)庫具有可移植性、開源性和高效性等諸多優(yōu)點(diǎn)，近年來得到廣泛應(yīng)用，因此本文研究一種基于SQLite數(shù)據(jù)庫的水文信息存儲方法，以提高嵌入式環(huán)境下管理采集水文信息的能力。

1 嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite

SQLite是2000年發(fā)布的一款輕型的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，是一個(gè)小型的C語言鏈接庫，內(nèi)嵌高效的數(shù)據(jù)庫引擎，可方便應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)。SQLite提供對SQL92的大多數(shù)支持，簡單易用，速度很快，并提供豐富的數(shù)據(jù)庫接口，且不需要特殊的數(shù)據(jù)庫管理器和配置數(shù)據(jù)庫；SQLite代碼高效，短小精悍，完整配置少于250KB，運(yùn)行速度比普通的C/S數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)更快；SQLite源代碼完全開放，移植性強(qiáng)，可以應(yīng)用于很多主流嵌入式操作系統(tǒng)平臺如Android、iOS和WinCE等；SQLite能夠與很多程序語言相結(jié)合，比如C#、C/C++和Java等，編程方便，且速度優(yōu)于MySql數(shù)據(jù)庫。由于SQLite開源性和可移植性等優(yōu)點(diǎn)，使得它的應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛。在嵌入式應(yīng)用程序開發(fā)方面，SQLite是嵌入式輕量級數(shù)據(jù)庫的首選。經(jīng)過12年的發(fā)展，SQLite 已發(fā)布版本3。

SQLite擁有層次化和模塊化的體系結(jié)構(gòu)，并引入了一些高效簡潔的方法管理關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。它由8個(gè)獨(dú)立模塊組成，如所圖1所示。

圖1 SQLite體系結(jié)構(gòu)

2 水文信息的存儲

選取合適嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite后，從應(yīng)用方面設(shè)計(jì)針對水文信息的數(shù)據(jù)存儲方案。

2.1 水文信息表結(jié)構(gòu)

水文信息不僅包括水文站名、地理坐標(biāo)等靜態(tài)信息，還包括時(shí)間、水位、流速、流向等動態(tài)信息。設(shè)計(jì)水文信息存儲模型及表結(jié)構(gòu)，將其劃分為水文站信息表、水文信息表兩大類。各類信息表說明如下：

（1）水文站表信息：存儲水文站信息，主要屬性包括水文站編碼、名稱、地理坐標(biāo)、等級等。在水文站表中每個(gè)水文站對應(yīng)一條記錄。

（2）水文表信息：存儲采集的水文信息，包括時(shí)間、水位、流速、流向和水質(zhì)等。在水文信息表中，當(dāng)前水文站每一條水文信息對應(yīng)一條記錄。對于實(shí)時(shí)變化的水文信息，根據(jù)應(yīng)用需要，定時(shí)采集或者水位、水流變化超過閾值時(shí)再采集，可減少無用信息采集量。

表1 水文站信息表 HYD_STATION

字段名稱字段類型/長度字段說明

StationIDinteger水文站編碼（主鍵）

StationNameChar（24）水文站名稱

RiverNameChar（24）監(jiān)測河流名稱

SetupTimeTime建站時(shí)間

Longitudedouble經(jīng)度

Latitudedouble緯度

Heightdouble高程

Gradeinteger等級

表2 水文信息表 HYD_INFO

字段名稱字段類型字段說明

StationIDinteger水文站編碼

CapTimeTime采集時(shí)間

WarnWaterLevelinteger警戒水位

CurWaterLevelinteger當(dāng)前水位

WaterVelocityinteger當(dāng)前流速

WaterVolumeinteger當(dāng)前流量

RecNotechar （20）備注信息

2.2 水文信息錄入與存儲

在水文站表支持下，當(dāng)錄入時(shí)間間隔到或者水位情況明顯變化時(shí)，可錄入當(dāng)前水位信息，包括水位站名、采集時(shí)間、警戒水位、當(dāng)前水位、當(dāng)前流速和備注信息。字段編輯結(jié)束，則將當(dāng)前信息存儲數(shù)據(jù)庫水位信息表中。

針對編輯和錄入內(nèi)容，采用EVC編程，創(chuàng)建工程后，需要集成相應(yīng)的SQLite應(yīng)用包，包括可執(zhí)行文件、庫文件和頭文件；當(dāng)采用版本3時(shí)，對應(yīng)文件為SQLite3.exe、SQLite3.lib、SQLite3.dll 和SQLite3.h，并注意需要將可執(zhí)行文件exe和庫文件（*.dll + *.lib）放在同一目錄下。

針對錄入的水位信息，基于ADO編程模式，支持通用SQL操作。

針對記錄操作結(jié)果，包括保存記錄、查詢記錄、刪除記錄和更新記錄等，可借助與SQLite開發(fā)配套的相當(dāng)成熟的可視化管理工具，如sqlitebrowser、Sqliteman或SQliteManager，來快速驗(yàn)證操作結(jié)果的正確性。

3 結(jié)束語

SQLite嵌入式數(shù)據(jù)庫具有很多優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于軍事航天、智能終端、醫(yī)療設(shè)備和信息家電等多個(gè)領(lǐng)域。本文結(jié)合特殊環(huán)境應(yīng)用需求，討論了使用SQLite存儲采集的水文信息，包括水文信息存儲模型、表結(jié)構(gòu)、編程模式等內(nèi)容。隨著水文建設(shè)信息化的進(jìn)一步推進(jìn)，在嵌入式領(lǐng)域，SQLite數(shù)據(jù)庫將會得到更多應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹艷蕓.嵌入式數(shù)據(jù)庫發(fā)展?fàn)顩r研究[J].電子產(chǎn)品世界，2010，17（03）：16-18.

[2]岑冬梅.基于SQLite的空間數(shù)據(jù)庫存儲技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].武漢：武漢科技大學(xué)，2009.

[3]Grant Allen，Mike Owens著，楊謙，劉義宣譯.SQLite權(quán)威指南[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012.

作者簡介：李婧（1979-），女，研究生，工程師，從事水利信息化建設(shè)和應(yīng)用研究工作。

作者單位：河南省水利信息中心，鄭州 450003