基于ARM的网络数据库设计方案

基于ARM的网络数据库设计方案1.1 课题背景及意义随着科技的进步，数据库应用的领域越来越多，它开始在社会的各个方面帮人们存贮和管理数据，发挥着不可替代的作用。

在这个信息交流和数据共享需求如此强大的社会，数据库自然也是离不开网络二字，网络数据库是指把数据库技术引入到计算机网络系统中，借助于网络技术将存储于数据库中的大量信息及时发布出去；而计算机网络借助于成熟的数据库技术对网络中的各种数据进行有效管理，并实现用户与网络中的数据库进行实时动态数据交互。

网络数据库目前在Intemet中有大量的应用，从最初的留言簿、自由论坛等到今天的远程教育和复杂的电子商务等，这些系统几乎都是采用网络数据库这种方式来实现的。

网络数据库系统的组成元素为：客户端、服务器端、连接客户端及服务器端的网络。

这些元素是网络数据库系统的基础。

使用网络数据库的最大优势是用户无需在自己的客户端安装任何与所需存取或操作数据库系统对应的客户端软件，只需要通过Web浏览器便可完成对数据库数据的常用操作。

这种方式的优点是用户不必再去学习复杂的数据库知识和数据库软件的使用，只需要掌握基本的网络操作，如填写、提交表单等就可以从任何一台连接Internet 的计算机上来访问数据库。

随着WiFi（Wireless Fidelity）网络环境的迅速发展，许多公共场所都布置了WiFi无线局域网，使人们可以随时随地连接到网络。

这种通过点对点的方式直接连接并进行使用的方式，给人们带来了便利操作体验。

WiFi在给人们带来方便的同时，已经逐步成为主流网络渠道。

人们在享受无线通道带来的便利上网方式的同时，对拥有WiFi功能的IT产品的需求越来越多。

无线连接作为一种更简洁的网络连接方式，其应用必将越来越广泛。

在本设计中我们希望选择这种更新，更有诱惑力的网络连接方式来连接网络。

考虑到手机等小型电子产品的普及及日益强大，网络数据库的应用也必将在此领域一展宏图，因此想到设计一个基于ARM的网络数据库，在手持设备日益疯狂的时代，我想这应该是非常有意义的。

本课题的目的是设计并实现一种基于ARM的网络数据库[1]，通过软键盘来输入数据，通过WiFi可以接入无线局域网，与服务器进行连接，并完成数据的查询。

1.2 研究现状及发展趋势由于企业信息化的目的就是要以现代信息技术为手段，对伴随着企业生产和经营过程而产生的数据进行收集、加工、管理和利用，以改善企业生产经营的整体效率，增强企业的竞争力。

所以，数据库是企业信息化不可缺少的工具，是绝大部分企业信息系统的核心。

数据、计算机硬件和数据库应用，这三者推动着数据库技术与系统的发展。

数据库要管理的数据的复杂度和数据量都在迅速增长；计算机硬件平台的发展仍然实践着摩尔定律；数据库应用迅速向深度、广度扩展。

尤其是互联网的出现，极改变了数据库的应用环境，向数据库领域提出了前所未有的技术挑战。

这些因素的变化推动着数据库技术的进步,出现了一批新的数据库技术，如Web数据库技术、并行数据库技术、数据仓库与联机分析技术、数据挖掘与商务智能技术、容管理技术、海量数据管理技术等。

在手持设备发展迅猛的时代，在wifi技术慢慢进入日常生活的时代，在数据库开始成为人们办公作业必不可少的工具的时代，我们有理由相信着三者的结合必将给我们带来不同的享受和体验。

1.3论文研究容及章节安排本设计的主要研究容有：（1）搜集相应背景，基于ARM的网络数据库系统的实现方案的设计及选型。

（2）嵌入式无线连接终端硬件的构成及软件开发环境的搭建。

（3）外围设备的驱动加载及其使用。

（4）用户图形界面的实现，包括PC机上运行的服务器端的界面和ARM开发板上运行的客户端界面。

（5）数据库的搭建。

本文的章节安排容如下：第1章绪论。

主要介绍了网络数据库的研究背景和意义，研究现状及发展趋势。

第2章网络数据库系统及其选型。

根据本系统的总体架构的设计，从无线网络，用户界面及嵌入式数据库三个方面，完成了设计总体方案的选型。

第3章嵌入式终端开发环境的搭建，硬件方面介绍了ARM处理器的特性及Tiny6410开发板的接口和主要功能。

系统方面介绍了Linux系统的特性及其安装，并建立了软件开发环境。

软件开发环境包括：共享文件夹的安装与设置，交叉编译工具的安装，Qt4.7 的安装[2]。

第4章终端上系统平台的设计。

从u-boot、核、文件系统及Qt4.7 的安装及配置这四个方面完成终端的嵌入式平台的搭建，为应用程序的运行提供基础[2]。

第5章基于ARM的网络数据库系统功能的实现。

整体上介绍了本系统的服务器和客户端的具体实现方案，并给出系统调试结果。

按照应用程序的功能，分四个部分介绍具体的实现方法。

四个部分为：服务器端数据库的建立、连接及使用，服务器与客户端间数据的双向传输，客户端的打印功能及客户端各子界面的实现。

客户端的子界面包括：欢迎界面，登录界面，修改密码界面。

1.4 本章小结本章主要介绍了本课题研究的背景和意义以及他的研究现状和发展趋势，然后对本文的研究容和章节安排做了简要的阐述。

第2章网络数据库系统的方案设计2.1 方案的总体设计基于ARM的网络数据库是指通过网络连接的方式与网络中的计算机进行数据交换，实现信息的查询机更新。

图2.1 基于ARM的网络数据库的总体结构设计图总体设计方案的架构如上图2.1所示，网络数据库系统图采用的是服务器/客户端的结构，在无线网络中实现服务器端与客户端的数据交互。

服务器采用PC机，存放数据，方便数据的查询与更新。

客户端采用S3C6410处理器并使用操作系统，通过无线网卡接入网络并与网络中的其它计算机（服务器）进行数据的交换。

为了方便使用，在客户端和服务器端，开发了用户界面，也便于查看客户端和服务器端之间的数据交互。

通过触摸屏上的软键盘输入用户登录信息，客户端把信息发送到服务器端，服务器根据接收到的信息在数据库中进行操作。

服务器端把操作结果的信息发送给客户端。

客户端根据接受到的信息，显示相应的容,并从打印机输出所需的容。

为了方便数据的管理，本系统的数据存储在服务器端。

PC机采用数据库对数据进行存储，这样就可以实现数据的共享及对其的集中控制、确保数据的一致性、增强数据的可维护性[3]。

2.2 网络环境的选择由于在本设计中需要用到网络连接，网络连接可以选择有线网络和无线网络，那么有线网络和无线网络都有哪些优点和缺点呢。

下面我们先比较一下这两种网络的优点和缺点，以便能够更好地选择，做到事半功倍。

（1）稳定性：有线网络有一个最大的优点是目前的无线网络所无法比拟的，这就是快且稳定。

就我国的网络环境来说，由于房屋基本都是钢筋混凝土结构，并且格局复杂多样，环境对无线信号的衰减严重，因而无线网络的不稳定性是不可避免的。

对于一个网络来说，无论是企业网络还是家庭网络，稳定性是最重要的，因为时断时续的网络，是没有人可以忍受的。

当然，也并不是说，无线网络的稳定性一点保障都没有，只是有线网络胜它一筹而已。

（2）速度：根据相关资料显示，有线网络的传输速率较快，而且也比较稳定，一般为100M、1000M，而无线的速率相对来说就稍微慢一些，衰减现象还比较严重，一般为11M、54M、108M。

由此可见，有线技术在速度上提供了目前无线技术所不能支持的专用的网络带宽，尤其是对于那些数据密集型的应用或者是大量数据的同时传输来说，无线网络的表现与有线网络相比起来确实是有点逊色。

虽然说一般的家庭用户对网络速度的要求不会太苛刻，然而，更快更爽的网上冲浪是每一位网络用户的想要的，从这个角度上来看，孰优孰次就有自有分晓了。

（3）安全性：家庭网络组网的一个重要问题就是网络安全的保障，特别是当你使用宽带连接时这点尤为重要。

虽然无线技术有很多的优点，但是无线网络的安全性永远也没有办法和有线网络的安全性相提并论，除非你部署了端到端的加密技术，否则都无法保障无线网络所谓的真正的安全通信。

有线网络可以处理非常高速的带宽，并且可以提供较好的安全性，因为有线网络不需要在网络中广播信息的，只要硬件在控制中就可以保障网络的安全。

而无线网络是通过特定的无线电波传送的，所以在这个发射频率的有效围，任何具有合适的接收设备的人都可以捕获该频率的信号，这必然会影响到一个局域网络中的安全，因而，无线网络用户对于重要数据需要特别加密以增加安全性。

（4）灵活性：传统的有线网络布局要受到布线格局的限制，如果建筑物中没有预留的线路，布线以及调试的工程量比较大。

如果使用无线网络的话可以解决了上述的麻烦，因为无线网卡体积小、重量轻、携带方便，带上它就可以随时随地组建网络而不用再拉着一根长长的网线，不必受空间的限制和网络安装时间的困扰。

组建了无线网络，家里的每一个人在家里的每一个角落，都可以使用PC、笔记本电脑甚至PDA （手持电脑）接入互联网，实现随时随地同时上网。

还有的就是，在搬家或更换上网地点时也不会损失布线费用，只需要把无线接入器拆走，就带走了所有网络部件，相当简单方便。

（5）扩展性：有线网络的扩展性比较弱，如果要增加新用户，而原有布线所预留的端口又不够用的话，那就要进行重新布置线缆等工作，虽然电缆本身并不贵，比较麻烦；而且，一旦网络建成，其功能上也比较固定。

而无线网络的扩展性就比较强，一台AP可以支持2048个用户（为保证高性能，建议接入30台计算机，但这足以满足家庭用户的需要了）；如果需要新增加用户，网络不需作任何更改，只要在计算机上安装一无线网卡就可以了。

（6）简便性：有线网络安装过程和维护过程懂简洁明了，但是安装工序比较繁琐，而且需要一定的技术。

无线网络的安装过程简单，一般只需5分钟就可以安装完成了。

只要给无线路由器接上电源，然后进行简单设置。

有的需要进行手工配置，对于特殊的配置，需要在计算机和网卡上分别进行设置，才可以实现互联网的连接了。

总评：无线网络技术在不断的发展与改善，其发展前景是良好的，但是在很多场合下，有线接入技术并真的比无线网络有更多的优势。

无线网络是对有线网络的一种补充，而不是一种替代。

两种网络各有各的好处，具体选择哪种网络还是要看具体的需求，就本次设计来说，我们以灵活性与简便性为主，因此选择使用无线网络。

对于无线网络连接，常见的解决方案有GPRS、GPS、蓝牙、WiFi及ZigBee 等。

虽然GPRS和GPS具有较广的传输围，但传输速率低，性价比不高。

短距离无线通信技术的实现价位比较低，本文主要考虑的蓝牙、WiFi及ZigBee等几种短距离。

下面是几种常见的短距离无线通信技术。

①WiFi技术WiFi使用的频段在2.4GHz附近。

WiFi的传输速度较高，最高速度由使用的标准决定，IEEE802.11b最高为11Mbps，IEEE802.11a和IEEE802.11g最高都为54Mbps[6]。