CN103455390A - 适用于车辆使用环境的双介质冗余存储***及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于车辆使用环境的双介质冗余存储***及其应用，该***与控制端主机连接，所述的存储***采用模块化及防振设计，包括接口模块、控制模块、缓存模块、HDD存储模块和FLASH存储模块，所述的控制模块分别与接口模块、缓存模块、HDD存储模块和FLASH存储模块连接，所述的缓存模块分别与接口模块、HDD存储和FLASH存储模块连接。与现有技术相比，本发明具有既保证设备高容量存储介质和相对较低的成本，又大幅度提高了数据存储的安全性和可靠性等优点。

Description

适用于车辆使用环境的双介质冗余存储***及其应用

技术领域

本发明涉及一种数据存储技术，尤其是涉及一种适用于车辆使用环境的双介质冗余存储***及其应用。

背景技术

车载视频监控***是针对列车内部的监控***，***中需要视频存储设备来存储图像数据。由于车载设备其特定的应用环境，所以对视频存储设备的要求比较特殊。

现有的车载监控的存储设备大多采用硬盘录像机，为每节车厢分散存储方式。车载硬盘录像机的设计通常采用机体坚固结实，散热性好，低功耗，无风扇设计和具有标准化安装尺寸的结构设计。另外，车辆运营时颠簸是难免和经常的，因振动会带来在硬盘读写时，对硬盘造成无可修复的损害，导致视频资料丢失。目前常用的方法是采用硬盘抗振盒设计来减小振动的影响。虽然一定程度上增加了可靠性，可是，硬盘一旦发生故障，当前的视频资料仍然会丢失，造成***存在很大的风险。由此可见，虽然车载硬盘录像机采用了很多的措施来适应车辆环境，但是技术上的风险依然存在。

随着闪存技术的迅速发展，固态硬盘已经逐渐进入市场，成为可能取代传统磁性硬盘的新一代永久性存储设备。从性能上来看，固态硬盘由于是电学设备，不存在寻道时间，从而可以提供相比传统磁盘高几十至几百倍的随机访问性能。固态硬盘的另一个重要特性是读写不对称性，相比读而言，固态硬盘的写操作代价要昂贵的多，这不仅仅体现在性能上，也体现在写次数过多会使闪存芯片报废，缩短固态硬盘的寿命上。

同时注意到，尽管制造工艺进步迅速，但短期内固态硬盘在容量和价格上仍然无法和传统磁盘竞争，在海量数据存储处理领域，用固态硬盘完全取代磁盘仍然有很大的难度。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用于车辆使用环境的双介质冗余存储***及其应用，既保证设备高容量存储介质和相对较低的成本，又大幅度提高了数据存储的安全性和可靠性。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种适用于车辆使用环境的双介质冗余存储***，该***与采集端摄像机和控制端主机连接，其特征在于，所述的存储***采用模块化及防振设计，包括接口模块、控制模块、缓存模块、HDD存储模块和FLASH存储模块，所述的控制模块分别与接口模块、缓存模块、HDD存储模块和FLASH存储模块连接，所述的缓存模块分别与接口模块、HDD存储模块和FLASH存储模块连接。

所述的接口模块用于与控制端主机进行数据交换和控制指令接收。

所述的控制模块用于控制缓存模块与HDD存储模块或FLASH存储模块间的数据调配，并控制每次数据的读／写操作。

所述的HDD存储模块为机械硬盘，所述的FLASH存储模块为固态硬盘，两者构成双介质存储。

所述的接口模块对接收的数据进行解码后，先存储到缓存区中，控制端主机与控制模块通信，将缓存数据写入双存储介质中，从而完成一次数据的读／写操作。

一种适用于车辆使用环境的双介质冗余存储***的应用，其特征在于，包括以下步骤：

1)控制端主机向存储***发送信息帧，询问硬盘的当前状态；

2)控制端主机等待存储***反馈硬盘信息，并设置定时器，判断是否超时，若超时，则返回步骤1)，否则，执行步骤3)；

3)控制端主机根据反馈信息分析硬盘状态；

4)控制端主机判断硬盘状态；

5)根据硬盘状态，进行读／写操作。

所述的步骤5)中的根据硬盘状态，进行读／写操作具体为：

若机械硬盘和固态硬盘都正常，则进行一次读／写操作，将缓存的数据写入机械硬盘；

若机械硬盘正常，固态硬盘不正常，进行固态硬盘故障报警，同时进行写机械硬盘操作；

若机械硬盘不正常，固态硬盘正常，进行机械硬盘故障报警，同时进行写固态硬盘操作；

若机械硬盘和固态硬盘都不正常，进行硬盘严重告警，数据上传至控制端主机。

与现有技术相比，本发明具有既保证设备高容量存储介质和相对较低的成本，又大幅度提高了数据存储的安全性和可靠性，具体为：

1)本发明应用在车载视频监控***中，采用防振结构和模块化的产品设计适应车辆环境，增加***可靠性；

2)本发明使用冗余存储设计方法，通过增加双硬盘存储介质，从而提高了数据的读／写速率，提高了设备的存储性能，提高了数据存储的可靠性和稳定性；

3)本发明采用写缓存技术，数据先不直接写硬盘，先写入内存，写满缓存区后再一次性写入硬盘，由此减少读写磁盘次数，保护存储介质；

4)本发明在数据存储过程中增加存储介质检测与故障信息上报环节，提高了数据存储的安全性和可靠性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1所示，一种适用于车辆使用环境的双介质冗余存储***，该***分别与控制端主机6和采集端摄像机7连接，所述的存储***采用模块化及防振设计，包括接口模块1、控制模块2、缓存模块3、HDD存储模块4和FLASH存储模块5，所述的控制模块2分别与接口模块1、缓存模块3、HDD存储模块4和FLASH存储模块5连接，所述的缓存模块3分别与接口模块1、HDD存储模块4和FLASH存储模块5连接。

所述的接口模块1用于与控制端主机6进行数据交换和控制指令接收，具有16路模拟视频和4路网络视频数据接口，其中图1中A为控制指令传输线，B为数据信息传输线。

所述的控制模块2用于控制缓存模块3与HDD存储模块4或FLASH存储模块5间的数据调配，并控制每次数据的读／写操作。

所述的HDD存储模块4是指机械硬盘，FLASH存储模块5是指固态硬盘，其中机械硬盘为2T HDD硬盘，固态硬盘为128G SSD硬盘，支持720p高清图像。

根据实际应用案列来详细介绍该方法在列车视频监控***中的实现过程。轨道交通的每节车厢安装多路摄像机进行图像采集。数据进行压缩编码后通过车载跳接环网传送到本节车厢的本发明存储***中。本发明中的接口模块对接收的数据进行解码后，先存储到缓存区中，控制端主机与控制模块通信，将缓存数据写入双介质存储模块，从而完成一次数据的读／写操作。

如图2所示，本发明双介质冗余存储***的工作流程如下：

1)控制端主机向存储***发送信息帧，询问硬盘的当前状态；

2)控制端主机等待存储***反馈硬盘信息，并设置定时器，判断是否超时，若超时，则返回步骤1)，否则，执行步骤3)；

3)控制端主机根据反馈信息分析硬盘状态；

4)控制端主机判断硬盘状态；

5)根据硬盘状态，进行读／写操作。

所述的步骤5)中的根据硬盘状态，进行读／写操作具体为：

若机械硬盘和固态硬盘都正常，则进行一次读／写操作，将缓存的数据写入机械硬盘；若机械硬盘正常，固态硬盘不正常，进行固态硬盘故障报警，同时进行写机械硬盘操作；若机械硬盘不正常，固态硬盘正常，进行机械硬盘故障报警，同时进行写固态硬盘操作；若机械硬盘和固态硬盘都不正常，进行硬盘严重告警，数据上传至控制端主机。

通过以上流程可知，本发明实现两种介质的存储过程。当两种存储介质都正常时，数据正常存储：当有一种介质损坏时，设备会上报告警，并将数据存储在备用硬盘中。此方法既保证设备高容量存储介质和相对较低的成本，又大幅度提高了数据存储的安全性和可靠性。

Claims (7)

1.一种适用于车辆使用环境的双介质冗余存储***，该***与控制端主机连接，其特征在于，所述的存储***采用模块化及防振设计，包括接口模块、控制模块、缓存模块、HDD存储模块和FLASH存储模块，所述的控制模块分别与接口模块、缓存模块、HDD存储模块和FLASH存储模块连接，所述的缓存模块分别与接口模块、HDD存储模块和FLASH存储模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于车辆使用环境的双介质冗余存储***，其特征在于，所述的接口模块用于与控制端主机进行数据交换和控制指令接收。

3.根据权利要求1所述的一种适用于车辆使用环境的双介质冗余存储***，其特征在于，所述的控制模块用于控制缓存模块与HDD存储模块或FLASH存储模块间的数据调配，并控制每次数据的读／写操作。

4.根据权利要求1所述的一种适用于车辆使用环境的双介质冗余存储***，其特征在于，所述的HDD存储模块为机械硬盘，所述的FLASH存储模块为固态硬盘，两者构成双介质存储。

5.根据权利要求4所述的一种适用于车辆使用环境的双介质冗余存储***，其特征在于，所述的接口模块对接收的数据进行解码后，先存储到缓存区中，控制端主机与控制模块通信，将缓存数据写入双存储介质中，从而完成一次数据的读／写操作。

6.一种如权利要求4所述的适用于车辆使用环境的双介质冗余存储***的应用，其特征在于，包括以下步骤：

1)控制端主机向存储***发送信息帧，询问硬盘的当前状态；

2)控制端主机等待存储***反馈硬盘信息，并设置定时器，判断是否超时，若超时，则返回步骤1)，否则，执行步骤3)；

3)控制端主机根据反馈信息分析硬盘状态；

4)控制端主机判断硬盘状态；

5)根据硬盘状态，进行读／写操作。

7.根据权利要求6所述的适用于车辆使用环境的双介质冗余存储***的应用，其特征在于，所述的步骤5)中的根据硬盘状态，进行读／写操作具体为：

若机械硬盘和固态硬盘都正常，则进行一次读／写操作，将缓存的数据写入机械硬盘；

若机械硬盘正常，固态硬盘不正常，进行固态硬盘故障报警，同时进行写机械硬盘操作；

若机械硬盘不正常，固态硬盘正常，进行机械硬盘故障报警，同时进行写固态硬盘操作；

若机械硬盘和固态硬盘都不正常，进行硬盘严重告警，数据上传至控制端主机。

Images