一种内嵌型时序数据库系统及其存取方法技术方案

技术编号：43736835 阅读：2 留言：0更新日期：2024-12-20 12:59

本发明专利技术提供了一种内嵌型时序数据库系统及其存取方法，属于时序数据库技术领域，其系统包括：接口服务模块和时序数据模块；所述时序数据模块用于定义时序数据的数据存储结构以及序列基本方法；所述接口服务模块用于提供数据应用程序接口，并基于所述数据应用程序接口调用所述序列基本方法，将所述时序数据以所述数据存储结构进行写入和读取。本发明专利技术可基于接口服务模块提供的数据应用程序接口将时序数据模块作为程序包被第三方应用通过内存直接调用，充分利用内存IO高性能读写能力，为时序数据的读写提供更低延时和更多并发的高性能服务，降低时序数据的读写延时。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及时序数据库，具体涉及一种内嵌型时序数据库系统及其存取方法。

技术介绍

1、时序数据库是专门设计用于存储和处理时间序列数据的数据库系统。时间序列数据是按照时间顺序排列的数据序列，通常用于记录和分析随时间变化的数据，比如传感器数据、日志数据、金融数据等，具备快速高效存储、快速查询、实时处理等优点。随着物联网、大数据分析等领域的发展，时序数据库在数据管理和分析中扮演着越来越重要的角色。

2、目前的时序数据库主要为c/s或b/s架构的独立软件，通过tcp或http等网络协议向第三方应用提供数据写入、查询、常规性计算等服务。c/s和b/s架构对外服务依赖于网络，网络io性能上远低于内存io几个数量级，导致时序数据库系统对外服务的延时较高，并发性能较差，在第三方应用需要低延时高并发数据查询和数据计算场景中，网络io成为应用瓶颈，往往需要更多的服务器资源和网络带宽去弥补，增加了软硬件成本。

3、因此，亟需提供一种内嵌型时序数据库系统及其存取方法，实现基于内存io对时序数据库与第三方应用之间的数据写入、查询等服务，降低数据传输延时，并提高并发性能。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种内嵌型时序数据库系统及其存取方法，用以解决现有技术中存在的对外服务依赖于网络，导致时序数据库系统对外服务的延时较高，并发性能较差的技术问题。

2、一方面，为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种内嵌型时序数据库系统，包括：接口服务模块和时序数据模块；

<p>3、所述时序数据模块用于定义时序数据的数据存储结构以及序列基本方法；

4、所述接口服务模块用于提供数据应用程序接口，并基于所述数据应用程序接口调用所述序列基本方法，将所述时序数据以所述数据存储结构进行写入和读取。

5、在一种可能的实现方式中，所述数据存储结构包括单一时序数据存储结构以及时间序列存储结构，所述序列基本方法包括单一时序数据基本方法和时序序列基本方法；所述时序数据模块包括时序序列库以及时序数据仓库；

6、所述时序序列库用于定义所述单一时序数据存储结构以及所述单一时序数据基本方法；

7、所述时序数据仓库用于定义所述时间序列存储结构以及所述时序序列基本方法。

8、在一种可能的实现方式中，所述单一时序数据存储结构包括监测值数据结构、监测值容器数据结构以及查询数据结构；

9、所述监测值数据结构包括监测值字段和时间戳字段，所述监测值字段用于表示监测值，所述时间戳字段用于表示所述监测值对应的时间；

10、所述监测值容器数据结构包括监测字段、设备标识字段、监测因子字段以及最大值字段，所述设备标识字段用于表示监测值对应的设备，所述监测因子字段用于表示监测值对应的数据类型，所述最大值字段用于表示数据的最大值；

11、所述查询数据结构包括开始时间字段、结束时间字段、查询类型字段、查询设备标识字段、查询监测因子字段以及查询量字段；所述开始时间字段用于表示查询数据的开始时间，所述结束时间字段用于表示查询数据的结束时间，所述查询类型字段用于表示查询意图，所述查询设备标识字段用于表示查询数据对应的设备，所述监测因子字段用于表示查询数据对应的数据类型，所述查询量字段用于表示查询数据的数据量。

12、在一种可能的实现方式中，所述单一时序数据存储结构还包括时序数据结构，所述时序数据结构包括序列字段、锁字段、最大量字段、修正值字段、删除触发量字段、实际量字段、序列最前时间字段、序列最新时间字段、设备标识字段以及监测因子字段；所述序列字段用于表示时间序列，所述时间序列为所述监测值的集合，所述锁字段用于当多线程访问所述时间序列时，保证所述线程的独占性，所述最大量字段用于表示时间序列的最大存储量，所述修正值字段用于表示修正值，所述删除触发量字段用于表示最大量和修正值之和，所述实际量字段用于表示时间序列中的监测值数量，所述序列最前时间字段用于表示时间序列中监测值的最小时间，所述序列最新时间字段用于表示时间序列中监测值的最大时间，所述设备标识字段用于表示监测值对应的设备，所述监测因子字段用于表示监测值对应的类型。

13、在一种可能的实现方式中，所述单一时序数据基本方法包括单一时序数据删除方法、单一时序数据新增方法、单一时序数据查询方法以及单一时序数据更新方法；

14、所述单一时序数据删除方法用于当所述时间序列的数据量大于所述最大量和所述修正值之和时，删除过期数据；

15、所述单一时序新增方法用于调用所述单一时序数据删除方法，确保所述时间序列的数量在设定范围内，并将新获得的监测值添加至所述时间序列；

16、所述单一时序数据查询方法用于基于查询需求确定所述时间序列中的目标时序数据；

17、所述单一时序数据更新方法用于更新指定时间节点的监测值。

18、在一种可能的实现方式中，所述时间序列存储结构包括设备标识因子字典表以及时序数据集合，所述时间序列存储结构缓存了全部的设备标识和监测因子，所述时序数据集合缓存了全部的时间序列，所述监测因子和所述时间序列一一对应。

19、在一种可能的实现方式中，所述时序序列基本方法包括新增序列方法、查询序列方法和删除序列方法；

20、所述新增序列方法用于基于设备-监测因子-时间序列二级索引将时序数据添加至所述时序数据集合；

21、所述查询序列方法用于基于所述设备-监测因子-时间序列二级索引从所述时序数据集合中确定目标时序数据；

22、所述删除序列方法用于基于所述设备-监测因子-时间序列二级索引从所述时序数据集合中删除指定时序数据。

23、在一种可能的实现方式中，所述接口服务模块包括查询数据应用程序接口和编辑数据应用程序接口；

24、所述查询数据应用程序接口提供多种数据查询方法；

25、所述编辑数据应用程序接口提供多种数据编辑方法；

26、其中，所述数据编辑方法包括单点数据写入方法和批量数据写入方法。

27、在一种可能的实现方式中，所述系统还包括算法模块，所述算法模块用于基于实际需求对从时序数据模块获取的时序数据进行处理；

28、其中，所述算法模块包括内置算法和自定义算法。

29、另一方面，本专利技术还提供了一种内嵌型时序数据库系统的存取方法，适用于上述任意一种可能的实现方式中所述的内嵌型时序数据库系统，所述方法包括：

30、基于所述接口服务模块将所述时序数据模块内嵌到第三方应用中运行；

31、为所述时序数据模块设置默认参数；

32、基于所述时序数据模块定义的数据存储结构将待写入监测数据进行编码，获得待写入目标数据，并基于所述接口服务模块调用所述序列基本方法将所述待写入目标数据写入至所述时序数据模块；

33、基于所述时序数据模块定义的数据存储结构将查询条件进行封装，获得查询指令，并基于所述接口服务模块调本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种内嵌型时序数据库系统，其特征在于，包括：接口服务模块和时序数据模块；

2.根据权利要求1所述的内嵌型时序数据库系统，其特征在于，所述数据存储结构包括单一时序数据存储结构以及时间序列存储结构，所述序列基本方法包括单一时序数据基本方法和时序序列基本方法；所述时序数据模块包括时序序列库以及时序数据仓库；

3.根据权利要求2所述的内嵌型时序数据库系统，其特征在于，所述单一时序数据存储结构包括监测值数据结构、监测值容器数据结构以及查询数据结构；

4.根据权利要求3所述的内嵌型时序数据库系统，其特征在于，所述单一时序数据存储结构还包括时序数据结构，所述时序数据结构包括序列字段、锁字段、最大量字段、修正值字段、删除触发量字段、实际量字段、序列最前时间字段、序列最新时间字段、设备标识字段以及监测因子字段；所述序列字段用于表示时间序列，所述时间序列为所述监测值的集合，所述锁字段用于当多线程访问所述时间序列时，保证所述线程的独占性，所述最大量字段用于表示时间序列的最大存储量，所述修正值字段用于表示修正值，所述删除触发量字段用于表示最大量和修正值之和，所述实

5.根据权利要求4所述的内嵌型时序数据库系统，其特征在于，所述单一时序数据基本方法包括单一时序数据删除方法、单一时序数据新增方法、单一时序数据查询方法以及单一时序数据更新方法；

6.根据权利要求2所述的内嵌型时序数据库系统，其特征在于，所述时间序列存储结构包括设备标识因子字典表以及时序数据集合，所述时间序列存储结构缓存了全部的设备标识和监测因子，所述时序数据集合缓存了全部的时间序列，所述监测因子和所述时间序列一一对应。

7.根据权利要求6所述的内嵌型时序数据库系统，其特征在于，所述时序序列基本方法包括新增序列方法、查询序列方法和删除序列方法；

8.根据权利要求1所述的内嵌型时序数据库系统，其特征在于，所述接口服务模块包括查询数据应用程序接口和编辑数据应用程序接口；

9.根据权利要求1所述的内嵌型时序数据库系统，其特征在于，所述系统还包括算法模块，所述算法模块用于基于实际需求对从时序数据模块获取的时序数据进行处理；

10.一种内嵌型时序数据库系统的存取方法，其特征在于，适用于权利要求1-9中任意一项所述的内嵌型时序数据库系统，所述方法包括：

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【技术特征摘要】

1.一种内嵌型时序数据库系统，其特征在于，包括：接口服务模块和时序数据模块；

【专利技术属性】
技术研发人员：明平寿，皮理想，张梦辉，任才，岑子政，周本胜，罗璇，袁怀月，杨恒，汪超，周旺，陈敬林，文豪，
申请(专利权)人：中冶武勘工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：

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