[发明专利]面向混合固态存储系统的嵌入式IoT时序数据库设计方法

权利要求书

1.面向混合固态存储系统的嵌入式IoT时序数据库设计方法，其特征在于，具体步骤如下:步骤1)在存储器驱动中建立时序数据存储引擎；

步骤2)在写入数据时根据IoT源的不同对时序数据进行分区；

步骤3)将时序数据以4KB的块为单位进行删冗压缩后存储在非易失性存储器NVM中；

步骤4)当NVM内数据块数量达到一定阈值时，将时效性较低的时序数据块迁移到固态硬盘SSD中，并且在NVM上保存其摘要；

步骤5)在查询数据时根据分级异构的时序数据索引机制索引NVM和SSD中的时序数据。

2.根据权利要求1所述的一种面向混合固态存储系统的嵌入式IoT时序数据库，其特征在于，所述步骤1)，具体步骤如下：

步骤1.1：在内核的系统调用库中申明时序数据库引擎系统调用函数sys_call_TSNSM(name,interval,precision,range)，参数name代表传感器的名称，在存储系统中称之为IoT源的名称，interval代表该设备发送数据的时间间隔，precision表示该设备所发送的数据值的小数位数字个数，range表示用户需要对这个设备的数据经常访问的时间范围；

步骤1.2：在内核的存储器驱动中实现时序数据库所需要的读写函数；

put_tsnsm(name,timestamp,value,batch)写函数，name表示IoT源的名称，timestamp表示时间戳，value表示数值，batch表示插入模式是普通插入还是批量插入，默认为普通插入；

read_tsnsm(name,time_start,time_end)读函数，name表示IoT源的名称，time_start和time_end分别表示要读取的时间段的起点和终点；

步骤1.3：在内核中为上述函数指定系统调用号，函数sys_call_TSNSM(),put_tsnsm(),read_tsnsm()的系统调用号分别为330、331、332。

3.利要求1所述的一种面向混合固态存储系统的嵌入式IoT时序数据库，其特征在于，所述步骤2)，具体步骤如下：

步骤2.1：在NVM中为IoT源建立信息区，包括IoT源的名称name、产生数据的时间间隔interval、数值精度precision、频繁查询时间范围range，迁移阈值threshold，并为此IoT源分配一个独立的时序数据存储区；

步骤2.2：为IoT源信息区建立Hash索引结构，将IoT源名称由字符串转换为唯一的纯数字字符串，以该纯数字字符串为Key，以该IoT源信息区地址为Value，使用平方取中法为每个IoT源分配Hash值。

4.根据要求3所述的一种面向混合固态存储系统的嵌入式IoT时序数据库，其特征在于，所述步骤3)，具体步骤如下：

步骤3.1：在时序数据存储区内，检查所含数据块的数量；

步骤3.2：若数据块的数量为零，建立一个大小为4KB的数据块，它由块首的(start_stime,start_value,p_num,next,pre)和块的主体D数组构成，start_stime表示数据块的起始时间,start_value表示起始数值,p_num表示start_value连续重复出现的个数,next表示下一个块的地址,pre表示下一个块的地址，D数组用来存储一个个压缩后的数值d；将待存储的时序数据的时间戳和数值保存在块首的start_time和start_value位置；

步骤3.3：若数据块的数量不为零，检查第一个数据块是否还有空间容纳新值，若没有，则以步骤3.2的方法生成一个新块，并使next指针指向目前第一个块，然后让目前第一个块的pre指针指向这个新建的块，从而使新建的块永远在第一个块；

步骤3.4：若第一个数据块还有空间容纳新值，则将待存储的时序数据点的数值Value与start_value进行对比，若相等，则仅让数据块块首的p_num变量自加，若不相等，则对Value进行计算得到一个数正整数d，将d存入D数组，d的计算公式为：

d＝(Value–start_value)*10^precision。