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作者:鄭智銘(2005-08-08);推薦:徐業良(2005-08-18)

可攜式遠距居家監測系統之分散式資料伺服器資料儲存格式規劃

1.     分散式資料伺服器之資料儲存類型

「可攜式遠距居家監測系統(Portable Tele-homecare Monitoring System, PTMS)」之「分散式資料伺服器(Distributed Data Server, DDS)」,以PIC_SERVER為運算與通訊核心,並以MMC(MultiMediaCard)卡儲存監測資料,遠端使用者可以藉由網頁介面與HTTP傳輸協定向DDS索取MMC卡中的監測資料。

DDS資料的規劃以能彈性擴充與動態更新為主要考量,系統資訊分為硬體資訊與動態資訊兩類,硬體資訊是各項硬體設備及感測器之相關參數,動態資訊則是使用者可自行變更、或是更換MMC卡後會動態變更的資訊。

DDS的硬體資訊儲存在PIC_SERVER記憶體中,包含取樣頻率、感測器數目、感測器名稱、資料記錄格式等,設定完成後無法由使用者自行變更,而是隨著硬體或主程式升級才能作改變,變更時需要將整個硬體的主程式重新燒錄。動態資訊則儲存在MMC卡中,包含此張MMC卡起始時間、容量、可記錄天數、感測資料、感測器校正值以及其他使用者定義之應用資訊。更換MMC卡時不需要更改硬體的主程式,PTMS系統主程式運算時會向MMC卡索取相關資訊,以確認寫入MMC位置與其他應用所需要的參數,將感測器的監測資料寫入至相對應的位置。

在得到遠端使用者向DDS索取資訊的要求時,DDS的硬體資訊與動態資訊均是以動態網頁egi網頁形式呈現在PIC_SERVER網頁上,提供後端VB或瀏覽器程式擷取所需要資訊。此外由於MMC是屬於可以抽換的形式,也可以單純由PC與讀卡機讀取MMC的資料,在MMC上也必須存放此張MMC卡使用時的硬體資訊,使用者方能單以此張MMC卡進行資料的判讀,否則使用者無法獲知MMC卡內的資料的存放格式與意義,因此DDS開機後也會將硬體資訊寫入MMC卡中的硬體資訊檔中。以下各節即詳述DDS資料儲存格式規劃。

2.     MMC卡資料儲存規劃

2.1 MMC卡檔案規劃

MMC卡必須由批次檔或是一個專門設計的VB程式進行格式化,並且將特定大小與特定檔名的檔案依序置入MMC卡中。MMC卡中的檔案內容如圖1所示,包括一個Information資料夾,以及以年份與月份命名、放置感測器監測資料的各資料夾,隨著MMC卡容量大小與起始日期不同,資料夾數量與名稱會不一樣,以圖1為例,此張MMC卡為200410月開始使用,使用年限為200610月。

1. MMC檔案規劃

Information資料夾中共存放5個檔案,如圖2所示,包含MMC記憶卡資訊檔(MMC_Info.info)、系統資訊檔(Device_Info.info)、感測器資訊檔(Sensor_Info.info)、感測器校正(Sensor_Adj.info)、以及感測器計算公式(Sensor_Formu.info)5個檔案。檔案中部分內容為硬體資訊(固定不可變更),部分為動態資訊(使用者可以更改)。檔案內容分述如下:

(1)   MMC記憶卡資訊檔(Device_Info.info)

MMC記憶卡資訊檔均為固定不可變更的資料類型,由VB程式格式化時寫入,無法變更的固定資訊,包括MMC起始使用日期、MMC容量、MMC可使用天數等訊息。

(2)   系統資訊檔(Device_Info.info)

包含由主程式開機時寫入,無法變更的固定資訊(取樣頻率、程式版本等),以及可以由使用者修改維護的動態資訊(PTMS放置位置與描述等)。

(3)   感測器資訊檔(Sensor_Info.info)

包含由主程式開機時寫入,無法變更的固定資訊(感測器類型等),以及可以由使用者修改維護的動態資訊(感測器描述等)。

(4)   感測器校正檔(Sensor_Adj.info)

感測器校正檔均為動態資料類型,由使用者修改感測器校正資料。

(5)   感測器計算公式(Sensor_Formu.info)

感測器計算公式均由主程式開機時寫入無法變更的固定資訊,描述感測器資料存放的數字格式,以環境監測為例,分別有S1~S1111個欄位可以存放感測器資料。例如目前規劃溫度資料整數部分存放於S1位置,而小數點後一位存放於S11位置,因此資料讀出時必須先讀取Sensor_Formu.info檔案中的公式“!tem=s1+s11*0.1!”,方能瞭解資料存放的格式。

2. 系統資訊檔

上述MMC內檔案,均由批次檔或VB程式將MMC format後依序置入,程式執行程序如下:

(1)   Format此張MMC

(2)   新建Information資料夾

(3)   依序置入Sensor_Info.infoSensor_Formu.infoSensor_Adj.infoDevice_Info.infoMMC_Info.info5個檔案

(4)   新建日期資料夾(如200410月的資料夾為200410

(5)   在資料夾內依序放置此月份每日的監測資料檔案(如20041001.dat~20041031.dat

(6)   依序新建不同月份資料夾與此月份每日的監測資料檔案

2.2 彈性檔案格式規劃

在上述流程後,作業系統會將MMC前端切割一塊作為Fat配置表的位置,提供Windows系統瞭解此張MMC卡中所存放的檔案資訊。然而目前PIC_SERVER並無法讀取FAT格式資料,且無法指定檔名方式讀取所需內容,而且不同容量與不同廠牌的MMC卡,甚至不同讀卡機與不同作業系統所格式化後的MMC卡所佔用的Fat檔案配置表均不相同,因此規劃在每個檔案前端加上檔案編碼標記,例如MMC_Info.info的標記為188-188Device_Info.info的標記為188-170PIC_SERVER搜尋到188-188的位置之後,便可以知道這是檔案MMC_Info.info的位置,便可以依序讀出其他各檔案所包含的資訊。

檔案編碼標記為兩碼所組成,目前規劃中,感測器S1~S11欄位限制只能儲存0~99的數字,100以上數字規劃為檔案編碼標記所使用。因此由100~254的數字所組成的檔案編碼標記,最多可以提供155×155=24,025種不同應用所需。

檔案編碼標記目前規劃如附錄所示,第一碼188保留為系統資訊Information資料夾所使用,例如Sensor_Info.info(188-110)Sensor_Formu.info(188-130)Sensor_Adj.info(188-150)Device_Info.info(188-170) MMC_Info.info(188-188)。第一碼190為監測資料相關檔案(如190-191檔案記錄S1感測器的0~6小時平均值);第一碼100~179目前開放給各應用計畫使用,如179已規劃為活動力監測系統使用,其他計畫可依序往上排列。

如圖3所示,若未來其他應用計畫必須要使用MMC進行資料的儲存,批次檔或VB程式進行MMCformat時,必須依照編碼記號的順序,依序放置檔案,如此的檔案規劃與編碼記號的使用方式,可以在不影響第一碼188以及之後的監測資料位置的存放的前提下,不需更動主程式的核心內容,便可以進行彈性的應用擴充,彈性擴充的計畫資料,可以陸續增加資料夾提供不同計畫應用。

3. MMC卡彈性規劃檔案配置示意圖

附錄:檔案編碼記號規劃表

資料夾

檔案名稱

記憶體位置

編碼記號

說明

Mio_Behavior(Mio_Behavior179-100開始)

Behavior.info

0

179-100

179-100mark

1k~144K

179-101

趨勢線

145k

179-102

N value

146k

179-103

K value

147k

179-104

cell phone number

148k

 

 

149k

 

 

150k

 

 

151k

 

 

152k

 

 

153k

 

 

154k

 

 

155k

 

 

156k

 

 

157k

 

 

158k

 

 

159k

 

 

Behavior.temp

0

 

 

1k~144K

 

 

145k

 

 

146k

 

 

147k

 

 

148k

 

 

149k

 

 

150k

 

 

151k

 

 

152k

 

 

153k

 

 

154k

 

 

155k

 

 

156k

 

 

157k

 

 

158k

 

 

159k

 

 

 

Information(一碼188)

Sensor_Info.info

0

188-110

188-110mark

1k

188-111

S1註解

2k

188-112

S2註解

3k

188-113

S3註解

4k

188-114

S4註解

5k

188-115

S5註解

6k

188-116

S6註解

7k

188-117

S7註解

8k

188-118

S8註解

9k

188-119

 

10k

188-120

 

11k

188-121

 

12k

188-122

 

13k

188-123

 

14k

188-124

 

15k

188-125

 

 

Information(一碼188)

Sensor_Formu.info

0

188-130

188-130mark

1k

188-131

S1公式

2k

188-132

S2公式

3k

188-133

S3公式

4k

188-134

S4公式

5k

188-135

S5公式

6k

188-136

S6公式

7k

188-137

S7公式

8k

188-138

S8公式

9k

188-139

 

10k

188-140

 

11k

188-141

 

12k

188-142

 

13k

188-143

 

14k

188-144

 

15k

188-145

 

 

Information(一碼188)

Device_Info.info

0

188-170

188-170mark

1k

188-171

放置位置

2k

188-172

說明

3k

188-173

 

4k

188-174

 

5k

188-175

 

6k

188-176

 

7k

188-177

 

8k

188-178

 

9k

188-179

 

10k

188-180

 

11k

188-181

 

12k

188-182

 

13k

188-183

 

14k

188-184

 

15k

188-185

 

 

Information(一碼188)

MMC_Info.info

0

188-188

188-188mark

1k

188-189

MMC起始時間

2k

188-190

MMC容量

3k

188-191

MMC可使用天數

4k

188-192

 

5k

188-193

 

6k

188-194

 

7k

188-195

 

8k

188-196

 

9k

188-197

 

10k

188-198

 

11k

188-199

 

12k

188-200

 

13k

188-201

 

14k

188-202

 

15k

188-203

 

 

200410(平均值第一碼190)

20041003.dat

0~143K

 

每十分鐘的Raw Data

144k

190-191

(S1)一天平均,6hr平均四筆

145k

190-192

(S2)一天平均,6hr平均四筆

146k

190-193

(S3)一天平均,6hr平均四筆

147k

190-194

(S4)一天平均,6hr平均四筆

148k

190-195

(S5)一天平均,6hr平均四筆

149k

190-196

(S6)一天平均,6hr平均四筆

150k

190-197

(S7)一天平均,6hr平均四筆

151k

190-198

(S8)一天平均,6hr平均四筆

152k

190-199

(S9)一天平均,6hr平均四筆

153k

190-200

(S10)一天平均,6hr平均四筆

154k

190-201

(S11)一天平均,6hr平均四筆

155k

190-202

環境品質評估指標

156k

190-203

 

157k

190-204

 

158k

190-205