3、数据存储进阶：SQLite数据库入门、表结构设计、CRUD操作

各位工程师，咱们继续往下聊。

上一章我们讲了怎么把数据存到CSV文件里。说实话，那玩意儿临时用用还行。真到了工业现场，数据量一大，查询一复杂，CSV就有点力不从心了。你想想看，一个班次下来几千条记录，你要按时间查、按设备查、按报警类型查……用CSV得把整个文件读进来，再一行一行遍历，效率太低了。

所以，这一章我们来点硬核的——SQLite数据库。

3.1 为什么是SQLite？

我在HMI项目里选数据库，首选就是SQLite。原因很简单：

• 零配置：不需要安装数据库服务，一个DLL文件搞定。HMI上位机软件里直接引用就行。
• 单文件存储：整个数据库就是一个.db文件，拷贝、备份、迁移都方便。我记得有一次现场需要把历史数据拷回来分析，直接U盘一插，把.db文件拖走完事。
• 轻量级：占用内存极小，适合嵌入式HMI和工控机。
• 标准SQL支持：你会的SQL语句，90%以上都能用。

3.2 表结构设计——别急着写代码

嗯，这里我要多说两句。很多新手上来就写CREATE TABLE，结果用着用着发现字段不够、类型不对、查询巨慢。我建议你先画个表结构草图。

以我们HMI最常用的历史数据记录表为例，我一般这样设计：

为什么时间用TEXT而不是DATETIME？

说白了，SQLite没有真正的日期时间类型。用TEXT存ISO8601格式，排序、比较都方便，而且可读性强。我在项目中吃过亏，一开始用INTEGER存时间戳，调试时看数据还得拿计算器换算，太痛苦了。

3.3 CRUD操作——实战代码

好，表结构定好了，咱们开始写代码。我用C#举例，因为工业HMI开发中C#用得最多。但原理是通用的，你用Python、Java也一样。

3.3.1 创建数据库和表

using System.Data.SQLite;

// 创建或打开数据库
string connStr = "Data Source=C:\\HMI_Data\\History.db;Version=3;";
using (SQLiteConnection conn = new SQLiteConnection(connStr))
{
    conn.Open();

    // 创建表
    string sql = @"CREATE TABLE IF NOT EXISTS HistoryData (
                    ID INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
                    Timestamp TEXT NOT NULL,
                    TagName TEXT NOT NULL,
                    Value REAL,
                    Quality INTEGER DEFAULT 0,
                    AlarmFlag INTEGER DEFAULT 0
                )";

    SQLiteCommand cmd = new SQLiteCommand(sql, conn);
    cmd.ExecuteNonQuery();
}

3.3.2 插入数据（Create）

插入数据时，我建议用参数化查询，别拼字符串。为什么？防止SQL注入是一方面，更重要的是——参数化查询效率更高，SQLite会缓存执行计划。

using (SQLiteConnection conn = new SQLiteConnection(connStr))
{
    conn.Open();

    string sql = @"INSERT INTO HistoryData 
                   (Timestamp, TagName, Value, Quality, AlarmFlag) 
                   VALUES (@ts, @tag, @val, @qual, @alarm)";

    SQLiteCommand cmd = new SQLiteCommand(sql, conn);
    cmd.Parameters.AddWithValue("@ts", DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
    cmd.Parameters.AddWithValue("@tag", "温度_1号炉");
    cmd.Parameters.AddWithValue("@val", 125.6);
    cmd.Parameters.AddWithValue("@qual", 0);
    cmd.Parameters.AddWithValue("@alarm", 0);

    cmd.ExecuteNonQuery();
}

3.3.3 查询数据（Read）

查询是CRUD里最常用的操作。我一般会按时间范围查，或者按变量名查。

// 查询最近1小时的数据
string sql = @"SELECT * FROM HistoryData 
               WHERE Timestamp > @startTime 
               ORDER BY Timestamp DESC";

using (SQLiteCommand cmd = new SQLiteCommand(sql, conn))
{
    cmd.Parameters.AddWithValue("@startTime", 
        DateTime.Now.AddHours(-1).ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));

    using (SQLiteDataReader reader = cmd.ExecuteReader())
    {
        while (reader.Read())
        {
            int id = reader.GetInt32(0);
            string ts = reader.GetString(1);
            string tag = reader.GetString(2);
            double val = reader.GetDouble(3);

            // 处理每一行数据
            Console.WriteLine($"{ts} - {tag}: {val}");
        }
    }
}

3.3.4 更新数据（Update）

更新操作在HMI里用得不多，但偶尔会用到。比如修正某个错误记录的质量戳。

string sql = "UPDATE HistoryData SET Quality = 1 WHERE ID = @id";
SQLiteCommand cmd = new SQLiteCommand(sql, conn);
cmd.Parameters.AddWithValue("@id", 1024);
cmd.ExecuteNonQuery();

3.3.5 删除数据（Delete）

工业现场的数据，一般不建议物理删除。真要删，通常是清理旧数据。

// 删除30天前的数据
string sql = "DELETE FROM HistoryData WHERE Timestamp < @cutoff";
SQLiteCommand cmd = new SQLiteCommand(sql, conn);
cmd.Parameters.AddWithValue("@cutoff", 
    DateTime.Now.AddDays(-30).ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
int deletedRows = cmd.ExecuteNonQuery();
Console.WriteLine($"清理了 {deletedRows} 条旧数据");

3.4 实战中的避坑指南

做HMI数据存储这几年，我总结了几条经验，分享给你：

• 事务批量插入：如果一秒要存几十条数据，别一条一条Insert。用事务包起来，速度能快10倍以上。
• 定期VACUUM：SQLite删除数据后不会立即释放磁盘空间。我习惯每周执行一次VACUUM命令，压缩数据库文件。
• 文件路径别写死：用相对路径或者配置文件。我见过有人把路径写死在代码里，换台电脑就找不到数据库了。
• 并发写入要加锁：SQLite支持多线程读，但写操作是串行的。如果多个HMI页面同时写库，记得用锁机制。

好了，这一章的内容就到这里。SQLite入门其实不难，关键是把表结构设计好，CRUD操作写规范。下一章我们聊聊怎么把这些数据做成报表，生成PDF或者Excel，让老板和客户看得明明白白。

记住：数据存进去只是第一步，能查出来、能用起来，才是真本事。