一種錄像數據安全存儲裝置及方法
【專利摘要】本發明提供一種錄像數據安全存儲裝置，包括專用分區表模塊，索引塊模塊，數據塊模塊，數據塊模塊包括數據塊頭模塊和數據塊頭備份模塊及相應的數據記錄模塊，當數據塊頭模塊受到破壞時，可通過所述數據塊頭備份模塊的信息來訪問所述數據記錄模塊，數據塊頭模塊和數據塊頭備份模塊的組成單元完全一樣，都具有以下單元：塊號記錄單元，屬性記錄單元，壞塊標識記錄單元，空閑標識記錄單元，忙標識記錄單元，隨機數標識記錄單元，循環冗余校驗單元。通過本發明可以改善數據存儲的安全性和穩定性，克服FAT文件系統的固有缺陷。
【專利說明】一種錄像數據安全存儲裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及嵌入式文件系統領域，特別是涉及一種錄像數據存儲裝置。
【背景技術】
[0002]目前的硬盤錄像機中，基于PC和采集卡的一般采用Windows系統，文件系統則多采用NTFS或FAT32 ;而嵌入式硬盤錄像機所采用的文件系統則與廠商選擇的嵌入式操作系統及其研發能力有密切的關系。目前嵌入式硬盤錄像機中所采用的嵌入式操作系統有RTOS、pS0S、嵌入式Linux、VxWorks等，一般也都采用FAT文件系統。
[0003]隨著對硬盤錄像機需求的增長，傳統FAT格式的文件系統逐漸顯得有些力不從心，例如讀寫效率低，磁盤容量和分區大小有限制，有文件大小限制，沒有斷電保護功能，文件數據安全性低等。另外，長時間連續覆蓋使用后會存在大量文件碎片，降低磁盤使用率。據不完全統計，硬盤錄像機(DVR)的故障率60%是由硬盤引起的，這些問題在需要高安全性的安防行業顯得尤為重要。PC系統使用的FAT文件系統，對于長時間錄像產生的大數據包無法管理，只能進行分包，將一段完整的錄像，分為若干個小的文件包，如5、10、30min自動形成一個文件，或者150MB、200MB作為一個文件。這樣容易產生包與包之間丟幀現象。同時，硬盤磁頭需要頻繁地讀寫數據與文件索引，磁頭頻繁跳動，對于每天十幾?24小時連續讀寫硬盤的DVR系統，極易造成硬盤故障。此外，FAT文件系統用做錄像機錄像資料管理還存在兩個風險:一是文件分配表如果損壞，則錄像資料大多會丟失；二是系統突然斷電或遭到人為破壞，當前的錄像數據不能保存和恢復。因此，如何可靠、安全地存儲視頻數據就成為一個亟待解決的突出問題。
【發明內容】
[0004]為彌補FAT，EXT3等嵌入式文件系統在媒體數據流存儲領域中的不足之處，本發明的目的在于:提供一種錄像數據安全存儲裝置，改善數據存儲的安全性和穩定性，克服FAT, EXT3等嵌入式文件存儲系統的固有缺陷。
[0005]為實現本發明的目的，本發明的技術方案如下:
[0006]本發明提供一種錄像數據安全存儲裝置，包括專用分區表模塊，存儲裝置每次格式化后，都會寫入相應的分區表，方便對整個存儲裝置進行初始化的管理；索引塊模塊，主要是對錄入的數據進行管理；數據塊模塊包括數據塊頭模塊和數據塊頭備份模塊及相應的數據記錄模塊，當所述數據塊頭模塊受到破壞時，可通過所述數據塊頭備份模塊的信息來訪問所述數據記錄模塊，數據塊頭模塊和數據塊頭備份模塊的組成單元完全一樣，都具有以下單元:塊號記錄單元，用于記錄所述數據塊模塊的編號；屬性記錄單元，用于記錄數據塊模塊的屬性；壞塊標識記錄單元，用于記錄數據塊是否為壞塊，獲取數據塊能否使用的情況，如果發現此數據塊不能夠使用，則不再使用該數據塊，這樣每個數據塊模塊都有相對獨立的壞塊標識記錄單元，某一個單獨的數據塊損壞時不會影響其他數據塊的讀寫；空閑標識記錄單元，用于記錄數據塊還未寫入任何數據；忙標識記錄單元，用于記錄數據塊已寫入數據；隨機數標識記錄單元，用于記錄每次格式化后產生的一個相對應的隨機數，區分格式化操作的唯一性；循環冗余校驗單元，對數據差錯校驗，用于保證數據的正確性和完整性。
[0007]進一步地，專用分區表模塊的存儲容量為128M，其中每隔1M有一個512Byte的內容相同的分區表信息，記錄有磁盤容量、循環冗余校驗(crc校驗)的信息等供索引塊和數據塊使用；
[0008]進一步地，該存儲裝置中有5個索引塊和N個數據塊，N值大于等于1，5個索引塊內容和容量均完全一樣，提供存儲裝置的基本信息，索引塊和/或數據塊均勻分布在整個存儲裝置中；
[0009]進一步地，數據塊模塊容量如果太小，則寫的效率會降低，如果太大，則會造成磁盤使用率降低，且沒有那么大的內存。根據目前的測試情況，1-2M的數據塊容量是較為合適的。磁盤使用效率的估計(數據塊大小1M):目前的錄像文件大小大約是25MB/10min/cif，按最后一個塊的平均使用率50%計算，磁盤使用效率約為24.5/25 = 98%。
[0010]進一步地，索引塊里存在數據塊描述符，用于描述數據塊模塊的基本信息，方便對錄像存儲數據文件進行管理，數據塊描述符模塊還包括以下單元:每個數據塊的塊號記錄單元，用于記錄數據塊的編號；屬性記錄單元，用于記錄數據塊的屬性；格式化標識記錄單元，用于記錄數據塊模塊是否已格式化，格式化時，如果記錄所述數據塊模塊已格式化，則不再對其格式化，如果記錄所述數據塊模塊未格式化，則對其格式化；數據塊容量記錄單元，用于記錄數據塊模塊的內存容量；數據塊的總數量記錄單元，用于記錄數據塊模塊的總數量；已占用塊數記錄單元，用于記錄已經寫入數據的部分塊數，由于存儲寫入時不能在有數據的地方寫入數據，需要在沒有數據的及連續的地方寫入數據，因此需要知道已經占用的塊數；寫指針位置記錄單元，用于在存儲數據時，能夠根據寫指針的位置寫入數據，方便我們下一次視頻錄像時直接在磁盤上寫入數據；數據塊描述符索引節點個數記錄單元，用于記錄每個所述數據塊描述符索引節點(inode)個數；循環冗余校驗單元(crc校驗)，對數據差錯校驗，它是數據通信領域中的一種差錯校驗碼，用于保證數據的正確性和完整性。
[0011]另外，本發明還公開一種存儲錄像數據的方法，包括包括添加專用分區表模塊、數據塊模塊、索引塊模塊的步驟，還包括將數據塊頭模塊、數據塊頭備份模塊及記錄的數據信息添加到所述數據塊模塊中的步驟，當所述數據塊頭模塊受到破壞時，可通過所述數據塊頭備份模塊的信息來訪問所述記錄的數據信息，數據塊頭模塊和數據塊頭備份模塊的組成單元完全一樣，獲得數據塊頭和數據塊頭備份都包括以下具體步驟:
[0012]通過塊號記錄模塊記錄數據塊模塊編號；
[0013]通過屬性記錄模塊記錄數據塊模塊屬性；
[0014]通過壞塊標識記錄單元記錄數據塊是否為壞塊，獲取數據塊能否使用的情況；
[0015]通過空閑標識記錄單元記錄數據塊還未寫入任何數據；
[0016]通過忙標識記錄單元記錄數據塊已寫入數據；
[0017]通過隨機數標識記錄單元記錄每次格式化后產生的一個相對應的隨機數，區分格式化操作的唯一性；
[0018]通過循環冗余校驗單元，對數據差錯校驗，用于保證數據的正確性和完整性。
[0019]通過以上技術方案，本發明具有以下優點:
[0020]1、當數據塊頭模塊受到破壞時，可通過所述數據塊頭備份模塊的信息來訪問數據塊模塊，這樣可以提高數據存儲的安全性和穩定性。
[0021]2、每個數據塊頭模塊和數據塊頭備份模塊都有相對獨立的壞塊標識記錄單元，某一個單獨的數據塊損壞時不會影響其他數據塊的讀寫。
[0022]3、另外，在格式化時，數據庫模塊中的隨機數標識記錄單元，能夠記錄每次格式化后產生的一個相對應的隨機數，區分格式化操作的唯一性，通過該隨機數標識記錄單元可以將格式化過程分為兩種，一種是將數據塊直接格式化，另一種是以寫入數據的方式直接覆蓋相應的數據，省去直接格式化的過程。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是錄像數據安全存儲裝置總體構成的一種實施例示意圖。。
[0024]圖2是錄像數據安全存儲裝置中數據塊模塊構造的一種實施例示意圖。
[0025]其中，I表示錄像數據安全存儲裝置；2表示專用分區表模塊；3表示索引塊模塊；4表示數據塊模塊；5表示數據塊頭模塊；6表示數據塊頭備份模塊；6a表示塊號記錄單元；6b表示屬性記錄單元；6c表示壞塊標識記錄單元；6d表示空閑標識記錄單元；6e表示忙標識記錄單元；6f表示隨機數標識記錄單元；6g循環冗余校驗單元；7表示數據記錄模塊。
【具體實施方式】
[0026]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0027]專用分區表模塊2的大小為128M，其中每隔1M有一個大小為512Byte內容相同的分區表信息，包括一些磁盤基本信息如磁盤大小，循環冗余校驗等供索引塊模塊3和數據塊模塊4使用；
[0028]該存儲裝置I中索引塊模塊3的數量為5個，數據塊模塊4的數量為N個，N值大于等于I。索引塊模塊3和數據塊模塊4的大小一樣；5個索引塊模塊3的內容完全一樣，提供相關存儲裝置I的基本信息，索引塊模塊3和數據塊模塊4均勻分布在整個文件存儲裝置I中；
[0029]數據塊模塊4包括數據塊頭模塊5和數據塊頭備份模塊6及相應的數據記錄模塊7，當數據塊頭模塊5受到破壞時，可通過數據塊頭備份模塊6的信息來訪問所述數據記錄模塊7，數據塊頭模塊5和數據塊頭備份模塊6的組成單元完全一樣，都具有以下單元:
[0030]塊號記錄單元6a，用于記錄數據塊模塊的編號；
[0031]屬性記錄單元6b，用于記錄數據塊模塊的屬性；
[0032]壞塊標識記錄單元6c，用于記錄數據塊是否為壞塊，獲取所述數據塊能否使用的情況；
[0033]空閑標識記錄單元6d，用于記錄數據塊還未寫入任何數據；
[0034]忙標識記錄單元6e，用于記錄數據塊已寫入數據；
[0035]隨機數標識記錄單元6f，用于記錄每次格式化后產生的一個相對應的隨機數，區分格式化操作的唯一性；
[0036]循環冗余校驗單元6g，對數據差錯校驗，用于保證數據的正確性和完整性。
[0037]在格式化的時候，先從設備驅動中得到存儲設備的容量；格式化的時候每隔1M寫入分區表信息，共寫入10個，分區表信息加循環冗余校驗，只對分區表的16字節進行效驗，效驗放在分區表最后的0x55aa之前的4個字節；格式化時，文件系統從128M的位置開始，結束位置根據磁盤容量大小決定；如果格式化的時候出現錯誤，特別是寫分區表的時候出錯，則直接在文件系統缺省的開始處開始格式化；如果從分區表無法獲取文件系統的起始位置(效驗正確)和磁盤大小，則用缺省值。
[0038]在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0039]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0040]盡管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由權利要求及其等同物限定。
【權利要求】
1.一種錄像數據安全存儲裝置，包括專用分區表模塊，索引塊模塊，數據塊模塊，其特征在于:所述數據塊模塊包括數據塊頭模塊和數據塊頭備份模塊及相應的數據記錄模塊，當所述數據塊頭模塊受到破壞時，可通過所述數據塊頭備份模塊的信息來訪問所述數據記錄模塊，所述數據塊頭模塊和所述數據塊頭備份模塊的組成單元完全一樣，都具有以下單元: 塊號記錄單元，用于記錄所述數據塊模塊的編號； 屬性記錄單元，用于記錄所述數據塊模塊的屬性； 壞塊標識記錄單元，用于記錄所述數據塊是否為壞塊，獲取所述數據塊能否使用的情況； 空閑標識記錄單元，用于記錄所述數據塊還未寫入任何數據； 忙標識記錄單元，用于記錄所述數據塊已寫入數據； 隨機數標識記錄單元，用于記錄每次格式化后產生的一個相對應的隨機數，區分格式化操作的唯一性； 循環冗余校驗單元，對數據差錯校驗，用于保證數據的正確性和完整性。
2.根據權利要求1所述的存儲裝置，其特征在于:所述專用分區表模塊中有磁盤容量記錄單元、循環冗余校驗記錄單元。
3.根據權利要求1所述的存儲裝置，其特征在于:所述專用分區表模塊的存儲容量為1281，其中每隔101有一個5128”6的內容相同的分區表信息。
4.根據權利要求1所述的存儲裝置，其特征在于:所述索引塊模塊均勻分布在存儲裝置中。
5.根據權利要求1所述的存儲裝置，其特征在于:所述數據塊模塊均勻分布在存儲裝置中。
6.根據權利要求1所述的存儲裝置，其特征在于:所述索引塊模塊數量為5個，所述數據塊模塊數量為~個⑶多1),所述索引塊模塊的容量與內容均相同，所述數據塊模塊的容量與內容均相同。
7.根據權利要求1至6任一項所述的存儲裝置，其特征在于:所述數據塊模塊的容量范圍在11至21。
8.—種錄像數據安全存儲的方法，包括添加專用分區表模塊、數據塊模塊、索引塊模塊的步驟，其特征在于，將數據塊頭模塊、數據塊頭備份模塊及記錄的數據信息添加到所述數據塊模塊中，當所述數據塊頭模塊受到破壞時，可通過所述數據塊頭備份模塊的信息來訪問所述記錄的數據信息，所述數據塊頭模塊和所述數據塊頭備份模塊的組成單元完全一樣，獲得所述數據塊頭和所述數據塊頭備份都包括以下具體步驟: 通過塊號記錄模塊記錄所述數據塊模塊編號； 通過屬性記錄模塊記錄所述數據塊模塊屬性； 通過壞塊標識記錄單元記錄所述數據塊是否為壞塊，獲取所述數據塊能否使用的情況； 通過空閑標識記錄單元記錄所述數據塊還未寫入任何數據； 通過忙標識記錄單元記錄所述數據塊已寫入數據； 通過隨機數標識記錄單元記錄每次格式化后產生的一個相對應的隨機數，區分格式化操作的唯一性； 通過循環冗余校驗單元，對數據差錯校驗，用于保證數據的正確性和完整性。
9.根據權利要求8所述的錄像數據安全存儲的方法，其特征在于，所述索引塊模塊和數據塊模塊均勻分布在存儲裝置中，所述索引塊模塊的容量與內容均相同，所述數據塊模塊的容量與內容均相同。
10.根據權利要求8所述的錄像數據安全存儲的方法，其特征在于:添加索引塊模塊的數量為5個，添加數據塊模塊的數量為~個⑶多1)。
【文檔編號】G06F11/14GK104504349SQ201410799248
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月19日 優先權日:2014年12月19日
【發明者】陳春漢, 黃瑩, 付凱 申請人:武漢長江通信智聯技術有限公司