嵌入式数据流检索系统的研究与实现.pdfVIP

学兔兔 第3期(总第178期) 机 械 工 程 与 自动 化 No．3 2Ol3年 6月 MECHANICAL ENGINEERING AUT()MATI()N J1113．． 文章编号：1672-6413(2Ol3)O3—0058-03 嵌入式数据流检索系统的研究与实现 杜 红 (山西职业技术学院，山西 太原 030006) 摘要：当前，数据流处理技术被广泛地使用到各个领域中。设计并实现了一个应用于嵌入式设备上的数据流 检索系统的架构；在实现基本的选择、投影、聚集函数的设计等单数据流检索操作的同时，还对多数据流连 接操作和数据流持续查询的实现进行了探索。 关键词：数据流；嵌入式设备；数据流检索系统 中图分类号：TP391．3 文献标识码：A 0 引言 验板，这款实验板的CPU为Samsung S3C44BOX 目前，学术界将具有“实时、连续、潜在无界、有序 (ARM7内核，主频为 66 MHz)，8MB SDRAM ， (隐含的通过到达时间或者明确的时间戳)”这些特征 2MB FLASH。嵌入式软件开发环境为UCLinux(2．4 的数据项的序列称为“数据流(Data Stream)”，数据流 版本的内核)，软件开发工具为GNU，交叉编译工具采 同时具备了时效性、实时性、无限性和瞬间性等特点。 用了Arm—elf-tools。 而对于嵌入式系统，IEEE(国际电气和电子工程师协 2 系统设计 会)给出的定义为：嵌入式系统是“用于控制、监视或者 2．1 存储模块设计 辅助操作机器和设备的装置”。嵌入式系统具有“嵌 面对海量的数据，将这些数据全部保存下来是无 入”、“专业性”、“计算机”的基本要素和特征。 法实现的，并且运行在嵌入式设备上的系统所能够调 本文的研究目标是：设计一个可以应用于嵌入式 用的内存资源也非常有限。但为了能对数据流进行处 系统的数据流查询系统架构。这个系统被部署在无线 理，依然需要实现保存部分数据功能。目前在数据流 网络环境中，系统中所需要处理的数据流对象主要由 处理中存储数据用得最多的是滑动窗口(sliding win— 传感器数据流构成，而且这些数据流都是数值型的数 dow)模型。基于容量的滑动窗口模型如图1所示，其 据。该系统在实现对用户感兴趣的敏感数据实时提取 滑动窗口的大小是固定的。当一个数据到来时如果滑 的同时，实现对数据的过滤与筛选，以有效减少在网络 动窗口没有满，则将它添加到滑动窗口中；如果此时滑 中传输的数据流量，使用户终端能够得到更加优质的 动窗口已满，则将滑动窗口中最旧的数据删除后再插 数据。 入新数据，滑动窗口用队列实现。 l 系统硬件平台 嵌入式系统可以使用的硬件资源非常少，通常内 存在几kB到几十MB范围内；同时对实时性的要求 很高，该特点与数据流的实时性特点是完全一致的。 这一点对该系统设计工作提出了很高的要求，既要尽 — — — — — — — — — + 肛窗口容量 最大可能地减少内存的资源占用，又要提高效率、缩短