物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

1、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫功能為更清晰地描述物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，按照信息科學(xué)的視點，圍繞信息的流動過程，抽象 出物聯(lián)網(wǎng)的信息功能模型。?包括信息感知和信息識別；?信息感知指對事物狀態(tài)及其變化方式的敏感和知覺；信'恩獲?。啃畔⒆R別指能把所感受到的事物運動狀態(tài)及其變化方式表示出來。?包括信息發(fā)送、傳輸和接收等環(huán)節(jié)，最終完成把事物狀態(tài)及其變化方式從空間（或時間）上扇一點彳專送至i另一點的往務(wù)；這就是一般意義上信息傳輸?shù)耐ㄐ胚^程。?指對信息的加工過程，其目的是獲取知識，實現(xiàn)對事物的認知以及利、 土入/h 用已有的信息產(chǎn)生新的信息，即制定決策的過程。信息處理?指信息最終發(fā)揮效用的過程，具有很多

2、不同的表現(xiàn)形式；?其中最重要的就是通過調(diào)節(jié)對象事物的狀態(tài)及其變換方式，使對象處信息施效于預(yù)期的運動狀態(tài)。2從數(shù)據(jù)的角度來看物聯(lián)網(wǎng)大量來源不同、結(jié)構(gòu)不同、產(chǎn)生方式不同、用途不同的數(shù)據(jù)美域掂標(biāo)財務(wù)做博客戶信息人息有諺H劃調(diào)度梧奪燧戒商物料信息迎備狀志株作插令如何采好、管好、用好這些數(shù)據(jù)?設(shè)備狀態(tài)、過程狀態(tài)、訂單狀態(tài)等生產(chǎn)控制數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)特點：隨著時間而不斷變化，稱為“時態(tài)數(shù)據(jù)”處理需求：及時獲取、及時響應(yīng)、及時展現(xiàn)、報警判斷、二次計算、歷史存儲、歷史 查詢，設(shè)備信息、人員信息、統(tǒng)計信息等管理數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)特點：持久數(shù)據(jù)，無時間屬性處理需求：增、刪、改、查，體化艮用毓法村中同件，管理教據(jù)|,>生產(chǎn)控制教

3、據(jù)實目面向物聯(lián)網(wǎng)的全新數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)集關(guān)系與實時數(shù)據(jù)庫功能于一身，是定位與調(diào)度、實時監(jiān)控、測試與仿真的智能化中樞。3感知數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述3.1 ThinkDB基本概念ThinkDB系統(tǒng)主要面向工業(yè)綜合自動化、兩化融合以及物聯(lián)網(wǎng)、廣域監(jiān)測監(jiān)控等應(yīng)用系 統(tǒng)中的綜合數(shù)據(jù)管理需求，在繼承傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)管理模式基礎(chǔ)上，采用創(chuàng)新的實時-關(guān)系數(shù)據(jù)模型(RRM： Real-time Relational Model )，融合實時數(shù)據(jù)采集與在線處理的特點與要求， 開發(fā)實現(xiàn)的多元數(shù)據(jù)融合性數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。ThinkDB應(yīng)用特點實KTOg 結(jié)構(gòu)oag 耳庠構(gòu)化數(shù)捌ThinkDB既可以按照傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進行關(guān)系數(shù)據(jù)管理，也可以

4、在線存儲具有實時特性的時 序數(shù)據(jù)；它既提供關(guān)系數(shù)據(jù)庫的SQL標(biāo)準訪問接口，也提供實時數(shù)據(jù)特性的數(shù)據(jù)訂閱發(fā)布以及歷史斷面查詢以及歷史數(shù)據(jù)分析，同時提供實時數(shù)據(jù)與關(guān)系數(shù)據(jù)的融合應(yīng)用、關(guān)聯(lián)訂閱和聯(lián)合分析等多種功能服務(wù)，為企業(yè)的綜合數(shù)據(jù)管理提供全方位的支持，是一款能夠滿足多行業(yè)、多領(lǐng)域的綜合數(shù)據(jù)處理需求的新型數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品。實時數(shù)據(jù)：許多計算機應(yīng)用系統(tǒng)要求在一定的時刻或者一定的時間期限內(nèi)自外部環(huán)境采集數(shù) 據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行及時的處理。他們所處理的這些數(shù)據(jù)往往是短暫有效的，即只在一定的時間范圍內(nèi)有效，如來自傳感器的溫度、壓力等數(shù)據(jù)以及工業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)。實時數(shù)據(jù)庫：針對實時數(shù)據(jù)的采集、處理以及存儲管理而設(shè)

5、計的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。 傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù) 據(jù)庫系統(tǒng)旨在處理永久性數(shù)據(jù)， 其設(shè)計與開發(fā)主要強調(diào)數(shù)據(jù)的完整性、 一致性，提高系統(tǒng)的 平均吞吐量等總體性能指標(biāo)，很少考慮與數(shù)據(jù)及其處理相關(guān)聯(lián)的時間限制。而實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)與事務(wù)具有時間相關(guān)的特性。 目前，這類產(chǎn)品主要應(yīng)用在軍事、航空航天、測控、 空間探索等領(lǐng)域。工廠數(shù)據(jù)庫：在工業(yè)領(lǐng)域廣泛提到的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要是面向工業(yè)過程監(jiān)控與管理需求的 過程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)， 如OSIsoft PI以及啟信的ChinDB等。這些產(chǎn)品主要面向工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過 程數(shù)據(jù)的管理，由于生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)具有一定的時態(tài)屬性，因此這些產(chǎn)品也稱為工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫或者工廠歷史數(shù)據(jù)庫。3.2系統(tǒng)的應(yīng)用

6、領(lǐng)域隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨，企業(yè)對數(shù)據(jù)重要性的認識越來越深刻，所要收集和管理的數(shù)據(jù)不在是原有單一的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，而是融合了多種多樣的數(shù)據(jù)源類型，可能包括實時數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、流數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、文檔數(shù)據(jù)等等。企業(yè)對數(shù)據(jù)的需求遠遠超過了傳統(tǒng)模式范疇， 更加強調(diào)數(shù)據(jù)的容量、多樣、價值與速度。ThinkDB感知數(shù)據(jù)庫的出現(xiàn)在企業(yè)對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理需求的基礎(chǔ)上，增加和補充了對數(shù) 據(jù)實時性和多樣性的處理能力，解決了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)單一和獨立管理的問題，更好的對多源數(shù)據(jù)進行了融合，從而增加了系統(tǒng)的含金量， 使企業(yè)能在快速增長和競爭的潮流下占據(jù)有利先機。ThinkDB感知數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)定位為滿足企業(yè)應(yīng)用級的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，能

7、很好的滿足應(yīng)用級的數(shù)據(jù) 管理需求，應(yīng)用需求包括如下幾個方面：數(shù)據(jù)類型多樣：數(shù)據(jù)來源既包括傳統(tǒng)管理型數(shù)據(jù)，又包括實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，特別適 合物聯(lián)網(wǎng)、廣域監(jiān)測監(jiān)測以及綜合自動化應(yīng)用；數(shù)據(jù)融合處理：多種數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫層面進行融合應(yīng)用，并對數(shù)據(jù)進行有效的整合和處理，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問來源，方便后續(xù)的數(shù)據(jù)應(yīng)用；數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用：系統(tǒng)展示應(yīng)用包括頁面、表格、曲線、報表、綜合展示等，面向 集成性高且綜合應(yīng)用展示的企業(yè)級綜合管理系統(tǒng)。表感知數(shù)據(jù)庫與關(guān)系數(shù)據(jù)庫的區(qū)別關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)感知數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計原則數(shù)據(jù)的完整性、一致性，保證事務(wù)的ACID屬性注重數(shù)據(jù)的時態(tài)一致性，保證事務(wù)的 實時性，優(yōu)先級事務(wù)處理管理對象靜態(tài)存儲、隨機

8、讀取連續(xù)有序、壓縮存儲、關(guān)聯(lián)管理典型操作數(shù)據(jù)增刪改，關(guān)系數(shù)據(jù)查詢數(shù)據(jù)增刪改，順序掃描、持續(xù)查詢、聯(lián)合查詢數(shù)據(jù)存儲外存存儲、被動查詢、無壓縮主存處理、時間索引、循環(huán)存儲、數(shù)據(jù)壓縮數(shù)據(jù)有效性持續(xù)有效瞬時有效，多級緩存ThinkDB系統(tǒng)組成ThinkDB數(shù)魅菅垃LL只ThinkDB服新管】虹R匚，*/匚*/JAVA H gSQlJ ODB 匚 DRWDO、NET | 擴展 $延£ 支持訂岌布 jj散纓設(shè)計器ThinkDB實時數(shù)常同步工具教據(jù)K遷移工旦Chin DA等梆議數(shù)tfi采集接口KChin ST歌據(jù)HHU與gJUH試工111數(shù)據(jù)采集與模擬：ThinkDB的數(shù)據(jù)來源不同于傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)

9、庫系統(tǒng)，特別是其中的實時數(shù)據(jù)，都是通過工業(yè) 總線協(xié)議或者定制接口從控制系統(tǒng)或者通過傳感器硬件獲取數(shù)據(jù)，并且這些數(shù)據(jù)是連續(xù)變化。ThinkDB提供一系列標(biāo)準的采集接口程序，包括OPG MB/MB+、CAN等工業(yè)總線協(xié)議，還提供定制的二次開發(fā)框架，方便用戶定制開發(fā)采集協(xié)議及程序。ThinkDB實時數(shù)據(jù)模擬器能夠模擬產(chǎn)生多種變化趨勢類型的實時數(shù)據(jù)，例如正弦數(shù)據(jù)、隨機 數(shù)據(jù)等，并將產(chǎn)生的實時數(shù)據(jù)通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集接口發(fā)送到ThinkDB服務(wù)器中。用戶可以對每個ThinkDB服務(wù)器中的點設(shè)置不同的發(fā)送規(guī)則，該軟件將按照用戶設(shè)置的發(fā)送規(guī)則模擬生成實時數(shù)據(jù)，從而方便用戶進行系統(tǒng)調(diào)試以及模擬仿真。2數(shù)據(jù)庫管理

10、工具：ThinkDB提供服務(wù)管理工具與數(shù)據(jù)管理工具；其中服務(wù)管理工具主要用于監(jiān)測并控制ThinkDB系統(tǒng)相關(guān)服務(wù)的啟動停止、參數(shù)配置以及運行狀態(tài)監(jiān)測。數(shù)據(jù)管理工具是ThinkDB感知數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要管理組件之一，用戶通過它能夠?qū)崿F(xiàn)從數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建到數(shù)據(jù)操作的一系列功能，主要包括以下功能：連接管理：用于ThinkDB數(shù)據(jù)管理工具與ThinkDB服務(wù)器之間建立連接和斷開連接；點表管理：感知數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)點表的管理功能，包括標(biāo)簽點的添加、修改、刪除、點表導(dǎo)入、點表導(dǎo)出等；實時查詢：對多個標(biāo)簽點的實時數(shù)據(jù)進行查詢；歷史查詢：查詢一個標(biāo)簽點的歷史數(shù)據(jù)；斷面查詢：查詢某一時刻點的數(shù)據(jù)；統(tǒng)計查詢：統(tǒng)計一個標(biāo)簽點的

11、一時段的個數(shù)、最小值、最大值、求和、平均值等;數(shù)據(jù)訂閱：對多個標(biāo)簽點進行訂閱，實時監(jiān)控標(biāo)簽點數(shù)據(jù)的變化；報警管理：用戶可對標(biāo)簽點的數(shù)據(jù)設(shè)置報警閾值，當(dāng)數(shù)據(jù)超過該閾值時產(chǎn)生報警信息，用戶可查詢各個標(biāo)簽點的報警信息；關(guān)系數(shù)據(jù)表的創(chuàng)建、修改、刪除、查看，查看關(guān)聯(lián)關(guān)系庫視圖、存儲過程信息。關(guān)聯(lián)查詢：用戶可以通過輸入SQL語句，進行SQL語句執(zhí)行，實現(xiàn)實時標(biāo)簽點和關(guān)系數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)查詢。關(guān)聯(lián)訂閱：用戶可以通過輸入SQL語句，進行SQL語句執(zhí)行，實現(xiàn)實時標(biāo)簽點和關(guān)系數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)訂閱。3應(yīng)用開發(fā)接口：ThinkDB系統(tǒng)提供封裝的標(biāo)準 API函數(shù)集合，將訪問系統(tǒng)中不同數(shù)據(jù)庫的常用 API函數(shù)組合 起來，支持對數(shù)據(jù)庫

12、的相對透明訪問， 極大的加速了數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)的進程。 為方便用戶在 不同語言環(huán)境下進行應(yīng)用開發(fā)， 系統(tǒng)提供的標(biāo)準 API接口包括C+版、C#、JAVA版，此外， ThinkDB還提供基于SQL的關(guān)系數(shù)據(jù)以及擴展 SQL的管理數(shù)據(jù)訪問。4系統(tǒng)外圍工具集：數(shù)據(jù)庫設(shè)計器：是否屬于管理工具的一部分還是未提供？實時數(shù)據(jù)同步工具作為 ThinkDB感知數(shù)據(jù)庫的一個獨立的外圍組件，它需要進行獨立的安裝。它支持兩個ThinkDB感知數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)通信，負責(zé)源數(shù)據(jù)庫到鏡像數(shù)據(jù)庫的單向數(shù) 據(jù)傳送；也支持 ThinkDB到ChinDB之間的實時數(shù)據(jù)同步。并且，實時數(shù)據(jù)同步工具支持跨網(wǎng)閘的數(shù)據(jù)同步，通過網(wǎng)絡(luò)物理

13、隔離技術(shù)可以大幅提高了數(shù)據(jù)的安全性。數(shù)據(jù)庫遷移工具支持數(shù)據(jù)從SQL Server關(guān)系數(shù)據(jù)庫遷移到 ThinkDB數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建多元融合性數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)備份恢復(fù)工具是對 ThinkDB感知數(shù)據(jù)庫的所有數(shù)據(jù)進行創(chuàng)建備份、還原備份、以及刪除備份的工具。此工具可以通過兩種方式進行使用， 一是通過備份與恢復(fù)的管理界面， 二是命 令行窗口，通過命令的方式進行使用，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的全備份。5系統(tǒng)功能特點1. 獨有的RR數(shù)據(jù)模型以創(chuàng)新性的RR數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)，支持實時數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的融合與 統(tǒng)一存儲管理，提供實時數(shù)據(jù)在線處理與完整的關(guān)系數(shù)據(jù)管理機制，從而解決應(yīng)用系統(tǒng) 中多元數(shù)據(jù)管理混亂

14、以及數(shù)據(jù)處理的復(fù)雜性問題。2. 實時數(shù)據(jù)在線處理ThinkDB提供專用的數(shù)據(jù)采集端口，支持對分散、多元、動態(tài)的傳感器以及設(shè)備運行數(shù)據(jù)的實時采集、在線處理與報警狀態(tài)判定以及數(shù)據(jù)的壓縮存儲管理，滿足工業(yè)現(xiàn)場以 及物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測監(jiān)控應(yīng)用中的實時數(shù)據(jù)管理需求。3. 歷史數(shù)據(jù)高效壓縮與存儲系統(tǒng)以獨有的歷史數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，支持對高速采集的海量數(shù)據(jù)進行長期的可靠存儲，并 提供快速的數(shù)據(jù)查詢以及分析手段，幫助用戶充分挖掘這些數(shù)據(jù)的價值。4. 高可靠的數(shù)據(jù)下行通道ThinkDB提供專用的數(shù)據(jù)下行通道，有利于實現(xiàn)遠程的系統(tǒng)控制以及配置功能，同時所 有的下行指令會在系統(tǒng)中精確記錄，以便于事件的回溯與分析。5. 關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的訂閱與發(fā)布ThinkDB提供實時數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu)化關(guān)系數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)訂閱，支持用戶將需要持續(xù)關(guān)注的數(shù)據(jù) 告知系統(tǒng)，由系統(tǒng)自動進行條件匹配以及數(shù)據(jù)篩選，通過高效的分發(fā)機制使得客戶端能 夠?qū)崟r掌握所關(guān)注數(shù)據(jù)的任何變化，保證分布的多客戶端實現(xiàn)同步的更新，進一步提升 和完善了數(shù)據(jù)的應(yīng)用模式。6. 豐富的數(shù)據(jù)接口及 SQL能力ThinkDB提供豐富的數(shù)據(jù)訪問和錄入接口，包括API編程接口（ C+/JAVA/C構(gòu)、標(biāo)準的ADO.NET/JDBC接口；同時，提供以 SQL92標(biāo)準為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)訪問機制，通過適當(dāng)擴展 SQL語義支持對實時數(shù)據(jù)的訪問以及數(shù)據(jù)訂閱發(fā)布，充分迎合用戶的數(shù)據(jù)