物联网环境下的数据库技术研究

2021-12-31赵思佳

科技创新与生产力 2021年12期

赵思佳，尹婷

（湖南环境生物职业技术学院，湖南衡阳 421005）

物联网是将互联网与现实生活中的真实事物运用物理设备进行有效连接，实现信息互相交换的互联互通的网络。物联网技术已经介入人们的社会生活，并将在未来社会的发展中起到决定性的作用。数据库技术是对数据进行收集、储存、加工、管理以及应用的基本理论和实现方法。数据库的分析结果可以给各企业提供精准的决策信息，对其发展起到了良好的促进作用。

1 物联网与数据库技术之间的联系

物联网数据主要来源于人们日常生活中的真实事物。随着感测设备和网络技术的快速发展，物联网的发展逐渐超越互联网。传统互联网的核心是人，人的参与促进了如电子邮件、网络聊天等互联网技术的发展。物联网则不同于互联网，其能够为社会提供更多便利，能促使社会更好地发展。简而言之，物联网是将人们生活中的真实事物通过物联技术进行连接。首先，物联网是基于计算机信息网络的虚拟网络，扩展到现实世界，实现网络与对象的有效接触。物联网就是根据计算机信息网络，以虚拟网络为基础，不断扩展到现实世界之中，实现物体与网络的有效联系。其次，物联网普遍性较强，物体间的信息可通过网络实现有效交换。将现实世界中的真实事物用符号表示转换成信息世界中的数据描述。数据描述是基于用户的基本需求，运用数据科学地表现出物体的属性和状态。物联网可让人们找到自己生活中需要的所有东西，甚至包括自己身体的健康数据。大数据时代之下，物联网数据库技术正显示出巨大的商业价值[1]。

2 物联网环境下数据库技术特点

1）数据的非结构化。物联网环境下，数据库技术的应用发生了巨大的转变，人们可以充分利用网络，以信号进行信息的有效传播。这种数据库应用技术可以有效节省系统运行时间，数据传输不受距离限制，应用效果更好。数据使用过程中，要确保数据源的正确性，保障数据库的稳定性，在不影响功能之间连接的同时，物联网环境还需保障软件更新的高效性，对与之相关的问题能及时预防和控制。数据的非结构化是物联网快速发展的特性，在非结构化数据库技术中，为提高数据的利用效率，有必要从多角度、多层次分析数据库技术，使其能快速实现非结构化与结构化的转换，进而提升物联网数据库的安全性。

2）数据更新迅速。物联网数据具有实时性、动态变化性、海量性、异构性等特点。通过物联网可以实现多个数据库的有效联系，进而有效使用和共享信息资源。在物联网环境下，数据库中的实时信息可以得到及时更新或调整。具体事物的真实信息可以通过网络传输实现实时共享和交换，在提高数据利用效率的同时，也将数据传输的距离影响控制到最小，更加方便人们的生产生活。

3）数据量庞大。物联网环境下，随着信息量的增加，在进行信息共享的同时，信息的访问通道也随之增加。网络环境风险会严重影响数据库的使用，为了实现更好的数据库控制效果，可以通过网络环境测试检查其可靠性，以便及时发现并采取相关措施进行解决，最大程度上减小其影响，进而有效提高数据库运行的稳定性。在物联网环境下，要尽量使物联网信息的传递和获取效率迅捷，同时，数据库压缩技术也被广泛使用，通过使用网络中的非封闭式存储空间，可提高实时数据的储存量，满足数据库存储要求，大大提高最终安全管理效果[2]。

3 数据库检索

1）信息内容检索。在物联网环境下，有效检索数据库内的信息可使得数据的利用效果有效提升。内容检索是数据和信息的可靠性解析，需要重复检测数据库的运行状态，只有通过这种方法，才能找到现有问题，并采取相关技术进行防控。

2）使用信息检索功能。为了获得更好的数据分析效果，采取恰当的方法可以解决当前系统运用和使用过程中存在的问题。特别是在软件功能的设计中，应利用网络环境进行更有效的信息检索，实现功能的相互结合，进而保证软件运用过程中的数据库稳定。数据库是软件功能实现的中心部分，其信息的准确性直接关乎最终功能的实现效果。为了优化数据库的运行模式，可以优先获取设施信息，并观察信息的运用状况，确定是否能为软件运行提供足量的信息条件，进而在不受网络安全影响的情况下实现其所有功能。

4 数据库技术的应用

1）分布式文件系统技术。在多台计算机上设置分布式文件系统实现文件的合理储存，可以在计算机节点中储存相应的系统文件，使多个计算机节点有效结合，以形成计算机集群，实现分布式文件系统的有效运用。实际工作中，人们通常采用 “客户端/服务器”模式。在这个过程中，必须充分考虑系统的可靠性，合理分析系统的性能，并加强使用尖端技术。从物联网环境下数据库的发展来看，HDFS是分布式文件系统的主要内容。HDFS不仅能够有效保存冗余数据，而且能确保数据更加可靠安全，并能很大程度提高数据传输速度。此外，HDFS还具有读写大规模数据集和提升交叉平台兼容性等优点[3]。大部分事物都具有两面性，HDFS也不例外，其也具有一些缺点，比如HDFS不适用于低延迟数据访问，而且小文件存储量少，无法在短时间内进行更改，这样会不利于后续工作的开展。

2）分布式数据库技术。分布式数据库技术在物联网环境下主要是指分布式数据库HBase，该数据库具有一定的可伸缩性，且其中的数据比较可靠，总体性能较强。一般来说，HBase主要用于存储非结构化数据。HBase能够支持各种类型的接口对其进行访问，在选择特定的访问窗体时，需要结合应用程序的实际情况，才能有效发挥出其优势。与传统数据库相比，HBase的数据模型相对来说较为简单，在对数据进行储存过程中，为最大限度地确保数据的安全性，可以将其变换成未说明的字符串，用户可以应用各种形式的程序，将数据转换成与之对应的字符串，并保存在HBase中。此外，HBase可以为数据维护、数据索引和数据可扩展性提供良好的基础，但HBase不支持事务等的限制。因此物联网环境下的数据库技术应用过程应科学合理应用分布式数据库技术，避免产生不利影响。

3）云数据库技术。物联网环境下，云数据库技术可以实现工作的虚拟化，大大提高了数据库本身的信息存储容量，最大限度地避免了重复配置。云数据库技术虚拟化功能强大，能更好地进行软件和硬件升级。在整个云数据库技术中，云数据库可以给不同的数据库提供更多高品质的服务，用户不需要近距离接触就可以直接享受云数据的便利性。在特定的使用环境下，用户不需要知道太多的事情，而且不需要过多了解物理实现细节就可以为用户提供更多的便利。同时，用户可以根据自己的需要有条件地存储对应的数据信息。在存储设备中，可以使用不同的网络平台，不仅可以在短时间内存储数据信息，还可以在特定范围内确保数据信息的可靠性和精准度。使用云数据库存储数据信息时，可以使用检索功能检索所需的数据信息[4]，为用户保留更多的时间和空间。此外，云数据库技术具有便于使用和高性能特点，在使用过程中可为用户提供很多便利，可大大提高工作质量和效率。

4）NoSQL数据库技术。在物联网环境下，NoSQL技术是数据库较为重要的一项技术。由于NoSQL技术没有相对固定的表结构，因此通常不进行连续操作。在实际使用中，不遵从交易的一致性特点，与以往的数据库技术进行比较，NoSQL数据库技术不仅具有较强的灵活性，而且具有令人满意的可扩展性。NoSQL还可以对各种数据进行科学有效地分析，使数据得到充分利用。但是，根据现阶段NoSQL数据库技术的应用情况来判断，其也有很多缺点。例如，应用范围相对窄，成熟度远远不足，在实际应用程序中还存在较高的风险，不能对业务进行良好的适配等[5]。NoSQL数据库技术包含着HadoopDB，BigTable等众多有差异的数据库技术，不同的数据库技术有不同的特性，在数据库的应用过程中，应该充分结合实际情况，促使数据库工作很好地开展，进而充分发挥出不同数据库的价值。