嵌入式系统中数据库信息管理技术的应用
雷志坤
（广西机电职业技术学院，广西南宁530007）
在我们的日常生活中，我们很容易发现嵌入式系统的存在，比如汽车、手机、数字电视、空调、医疗器械、录像机、微波炉甚至是手表等。而嵌入式数据库作为支持嵌入式系统中后台数据库系统的主要技术，在很多的方面都得到了广泛的应用。尤其是近几年随着指纹识别嵌入式系统的发展，我们对嵌入式系统的数据库研究和应用也有了更进一步的拓展，将嵌入式数据库创造性地运用到指纹识别数据库系统中，能够有效提高其数据库的整体处理能力，还能对提升其嵌入式硬件的功能有很重要的作用。
1指纹识别系统
近几年来，指纹识别技术在门禁、安防和金融等方面都有广泛的应用，我们有必要对指纹识别系统进行深入探究，指纹识别系统的主要工作部件包括数字信号处理器和指纹传感器。数字信号处理器的作用是能够实时将指纹的识别信息转化成数字信息，并进行核算。指纹传感器用于为系统采集指纹图像，而除此外，指纹识别系统中还有相对强大的数据库和通信能力。数据库的作用是对数字信号处理器转换的数据进行存储、整理、检索和比对等。虽然当前的数据库主要应用在基于C/S 结构的关系型数据库系统中，比如像My
SQL这类，但是由于系统软硬件资源的限制，这类数据库产品中的数据就显得格外的拥挤，甚至会影响系统正常工作，这类数据库系统并不能够满足嵌入式系统的要求。为了省去安装庞大复杂的数据库服务器的麻烦，我们可以生成一个简单的发生于磁盘文件的数据库系统，这样的方式使数据库应用程序极大地得到了简化。在此系统中，嵌入式数据库的优势变得尤其明显了。嵌入式数据库通常是在嵌入式操系统中附带的，其不能自行独立的运行，而是由程序直接控制的应用程序的编程接口来完成对数据的储存、管理和输出的工作。指纹嵌入式数据库也归属于基本的数据库，具有相同的本质：是一种程序驱动式，而一般的数据库产品只是能够响应引擎的操作，相比较来说，嵌入式数据库的一个重要优点是其体积很小，非常省空间，这在移动设备中的应用就显得极有竞争力。从嵌入式数据库的发展趋势来看，必须能够实现体现整个系统面向不同的行业选择的不同技术路线，因而对不同类型的嵌入式数据库进行深入研究具有非常重要的意义。
2指纹识别系统中的嵌入式数据库
2.1嵌入式数据库
嵌入式数据库的运行不需要外部施加操作，而是能够自动独立运行，这种特性的数据库应用到指纹识别系统中具有显著的优点。与一般的数据库系统不同的是，嵌入式数据库中没有数据库服务器，应用的程序通过嵌入在程序中的函数库就可以完成对数据的存储、检索、修改、查询等操作，不需要首先与数据
库服务器进行网络连接和访问；而且，函数库负责完成所有与数据库相关的操作，这样不仅能够使系统中的多个进程，甚至是相同进程中的多个阶段都可以被函数库在同一个时间内完成，就算是最简单的加密数据、存储整理和事务日志等都可以在嵌入式数据库的函数库中完成，这些操作对于应用程序来说是完全可视和可操作的。对嵌入式数据库的操作要运用专门的应用程序编程接口来完成，这些接口可以实现插入、查询、删除等操作。
嵌入式数据库虽然是一种小型的关系数据库，但它具有数据库的大多数特征，能够支持大多数的SQL92标准。此数据库是零配置设置，无需进行安装和特殊的管理，整个数据库是存储在一个单一的磁盘文件中，数据库资源的被共享能力是很强的，可以被不同字节顺序的机器自由共享。支持大小到2TB的数据库，源码经过编译之后体积会250KB以内。采用嵌入式数据库进行调度，不但操作简单，并且比一般的关系型数据库要快捷。因此，嵌入式数据库一经发布，就因其本身的体积小、运行速度块、操作较为简便等一系列优点受到广泛的应用。嵌入式数据库对操作、维护与管理等要求相对较低，和其他的数据库相比较，嵌入式数据库的简单化应用是更好的选择。图1展示了嵌入式数据库的结构。
另外，嵌入式数据库具有和C语言连接的编程接口，这样就使得数据库的操作更为简单化，简单到只是一个对函数的调用过程，调用的函数是3个应用程序编程接口函数，优点在于其接口和变成完毕的C库直接连接，即使在运用不同语言编程的应用程序编程接口的环境下，应答程序还是会执行C库。SQL 语句由接口送入到针对SQL编译器，此时标记处理器（tokeniz－er）会将编译的数据分解成柠檬分析器（pa
rser），此分析器最大优点在于对不同种类的标示符都可以进行准确迅速的辨别，然后分析器又将这些标识符重新组合并在代码生成器（codegen－
摘要：嵌入式系统作为最近几年人们纷纷研究的对象，以其独特的功能和作用，在越来越多领域中都得到了广泛应用，而相应的，嵌
入式数据库的技术也变得越来越成熟，在工业控制、信息家电、安全保障、交通管理、环境工程等领域都不乏嵌入式数据库应用的身影。
通过对嵌入式数据库在指纹识别系统系统的分析，来研究嵌入式系统中数据库信息管理技术的应用。
关键词：嵌入式系统；嵌入式数据库；
指纹识别系统
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广东科技２０１２．１１．第２１期
eratot）生成虚拟机器码中发挥作用，这些虚拟机器码在经过虚拟机的执行后，最终完成开始输入的SQL语句的指令。整个过程中，虚拟机是执行的核心，不仅能够执行和数据相关的指令，还能够起到客户和存储之间信息交换中间站的作用。嵌入式数据库与各个操作系统实现对接是通过一个抽象层接口（OSin－terface）实现的，这样信息能够很简便地被移植到各个操作系统中。
2.2数据库的功能
指纹识别系统的一般流程如图2所示，指纹采集子系统的功能是完成活体指纹采集，它主要是由指纹传感器构成，再加上一些相关联的外围电路，其工作流程是这样的：用户需要进行指纹鉴别时，不需要复杂的操作，只需将手指放在指纹传感器上，这时指纹采集子系统就能自动、智能地完成指纹采集的工作；指纹识别子系统可以对采集的活体指纹图像进行一系列处理，并提取其相应的特征，然后将这些特征和此时运用指纹机的用户原指纹模版进行比较和匹配。其实此系统是一个对指纹进行识别运算的系统，其核心结构是高速数字信号处理芯片和存储器。首先使用用户需在指纹机系统中设定好自己的编号
或者用户名，并让指纹机采集好自己的指纹，存储器就会将不同的用户和其指纹进行分类整理，并储存起来作为指纹模版，当用户需要进行指纹鉴定时，可先在指纹机上输入自己预先设定的编号或者用户名，并将自己的手指放到指纹机上，让指纹采集子系统进行指纹采集，然后识别子系统就会将对应编码或用户名的指纹特征从数据库中提取出来，与获取的活体指纹图像进行特征对比和配对，如果配对成功，即用户指纹鉴别成功，就可以通过此系统的限制关卡，否则不能通过。指纹识别系统数据库的功能十分强大，可用于对数据进行存储、输入、查询、提取、修改等。
2.3指纹识别系统可运行的原理
本文所介绍的指纹识别技术采用了嵌入式数据库来进行处理，在数据库的选择上我们采用了占资源少，且兼容性强的SQLite数据库。SQLite数据库的特点是具有C语言的应用程序编程接口，它能让数据库的操作变得非常灵活便捷，主要是对应用程序编程接口的函数进行调用，（1）（2）（3）步骤为进行函数调用时的代码。
生活中常见的数据库应用
（1）打开数据库
Int sqlite3_open(
Const char*filename,/*数据库文件名（UTF-8）*/
SQLITE3**ppDb/*输出SQLite数据库句柄*/
):
（2）执行数据库
Int sqlite3_exec(
Sqlite3*,/*已经打开的数据库句柄*/
const char*sql/*要执行的SQL语言*/
sqlite_callback，/*回调函数*/
void*，/*回调函数的第一个参量*/
char**cmnsg/*错误信息返回*/
):
（3）关闭数据库
Int sqlite3_close(sqlite3*):
/*参数就是打开时的结构体，即为数据库句柄*/ sqlite3_exec（）函数的第二个参数用来对不同的SQL语句进行处理，在进行输入时，语句间用“；”。第三个参数的Callback 函数是用来查询（SELECT）语句，第四个参数则为Callback函数的第一个参数指针。如果不是查询语句，第三、四个参数为NULL。在操作时，所有SQL操作完成之后都要归0。
本系统的指纹采集功能是通过传感器来进行的，系统先将传感器采集到的数据进行储存和处理，再由指纹识别子系统对数据进行匹配度甄别，最终实现指纹的鉴别。为了将CGI程序应用到S3C4510B+μClinux开发平台上，必须对CGI程序进行交叉编译，然后下载到ARM开发板中。交叉编译时需要用到的静态库文件，结果生将成300KB的cgi程序，通过NFS方法调试通过后，放到cgi-bin目录下，同内核一起编译后下载到开发板。实践表明，通过以上的一系列操作，就能够使指纹识别系统得以顺利运行。
3结语
嵌入式数据库在指纹识别系统中的成功运行，对嵌入式数据库在其它智能产品中的开发应用具有十分重要的借鉴意义。由于嵌入式数据库具有体积小、速度快、稳定性好、操作简单等优点，可以预见今后它将会在嵌入式系统应用领域中得到更快的发展，尤其是在工业、国防及民用产品的开发方面，随着嵌入
式系统应用的不断推广，嵌入式数据库技术将起到举足轻重的作用。进一步研究和完善嵌入式软件库将是今后嵌入式应用领域中的重点方向。
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[4]何立民.嵌入式系统的定义与发展历史[J].单片机与嵌入式系统应用. 2004，（1）.
作者简介：雷志坤（1966-），男，本科，讲师，毕业于广西机电职业技术学院，研究方向：电子技术、实验实训教学。
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