车载关键数据安全存储方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及一种车载关键数据安全存储方法，至少包括下述步骤：S1、震动检测模块实时采集公交车辆行驶过程中的震动数值，将该数值进行震动等级划分，同时将当前震动等级实时上传至专用文件系统；当等级高于设定的上限阈值时，至步骤S2；当等级不高于上限阈值时，则机械硬盘继续工作；S2、专用文件系统停止机械硬盘读写，并复位机械硬盘磁头到停留区域，在机械硬盘暂停工作期间如有数据写入请求，则将数据写入到数据暂存模块；S3、专用文件系统获得的当前震动等级不高于设定的上限阈值时，重新启动机械硬盘，并将暂存区数据同步到机械硬盘中。该方法避免由于车辆行驶震动所导致的数据丢失和频繁启动熄火所导致的数据存储不完整性。

Safety storage method and system for vehicle key data

The invention relates to a safe storage method of key data in vehicle, at least including the following steps: S1 and vibration detection module collect the vibration value of the bus in real time, divide the value into the vibration level, and upload the current vibration level to the special file system in real time; when the level is higher than the set limit The threshold is to step S2; when the level is not higher than the upper limit threshold, the mechanical hard disk continues to work; the S2, the dedicated file system stops the mechanical hard disk read and write, and replaces the mechanical hard disk head to the residence area, and writes the data to the data storage module during the time of the mechanical hard disk suspension, and the data is written to the data storage module; S3. When the current vibration level obtained by the file system is not higher than the set upper limit threshold, the mechanical hard disk is restarted and the temporary storage data is synchronized to the mechanical hard disk. This method avoids data loss caused by data loss caused by vehicle running vibration and frequent start up.

【技术实现步骤摘要】
车载关键数据安全存储方法及其系统
本专利技术涉及车载数据存储领域，具体涉及一种车载关键数据安全存储方法及其系统。
技术介绍
现代化的智能终端设备已成为城市公交车中必不可少的配置，作为大容量数据存储的机械硬盘也被广泛的应用于车载智能终端中，如车载监控视频内容保存、车载运行数据保存等。由于公交车运行中产生的机械振动和频繁的启动熄火等特点，现有的智能终端仅采用了物理方法对机械硬盘进行减震处理，该种方式在一定程度上减少了硬盘故障率，但由于机械硬盘的工作特性，工作时读写磁头与盘片的浮动高度只有几微米，当震动强度或频率达到一定值时，机械硬盘读写头会划伤盘片，以致硬盘物理损坏而数据发生错误，同时由于频繁启动熄火而导致的数据意外丢失，由于公交车辆行驶过程中来自发动机的自身规律性震动和道路引起的突发性震动都是不可避免的，同时公交车辆行驶过程熄火和启动较为频繁也是不可避免的。现有的物理减震方案中，如图1所示，减震装置包括设置在内左右两侧与壳体左右两侧之间的两套侧面减震单元，每套侧面减震单元包括一减震橡胶固定金属支架、减震橡胶。其减震原理是通过减震橡胶的阻尼特点达到在一定程度上吸收车辆的震动能量。单纯的物理减震方法对低强度的高频震动有效好的吸收性，但对于公交车辆行驶过程中突发性的高强度振动，通过反复测试极容易导致硬盘扇区物理损坏。并且单一物理减震并不能解决由于熄火时车辆电源突然断电所致的数据丢失。针对上述问题，现有技术采用电子硬盘代替机械硬盘来解决公交车辆数据存储安全性和完整性方案，电子硬盘天然的抗震性确实能很好的应对公交车车辆行驶过程中产生的各种震动，电子硬盘由SATA桥和NANDFLASH组构成，如图2所示。电子硬盘采用并行存储策略，也就是将一个数据组分解为多个部分同时写入多个NANDFLASH器件中。电子硬盘由于不存在机械部件，因此有良好的抗震动性能。电子硬盘的天然优点是机械硬盘不可比拟的，但在公交车车辆应用中也存在实际问题，现代化公交车车载存储由于要存储视频信息，并按公安部要求需保存6个月，因此一般公交车车辆存储容量在2T到4T之间，上T级的电子硬盘价格非常高。另一方面，由于电子硬盘存储数据策略，一旦存储陈列中的一个单元损坏将导致所有数据不可恢复，对于完全监控的车载视频存储需求带来巨大风险。而在机械硬盘的存储策略中，即使一个扇区损坏，也只是丢失一小部分内容，不会导致整体性数据损坏。综上所述，大容量电子硬盘在公交车车载应用中应用性不强。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种车载关键数据安全存储方法，适合公交车行驶特点，为以机械硬盘为主要数据存储介质的高稳定性数据存储方法。其采用结合基于LINUX的专用文件系统驱动软件和硬件实现基于机械硬盘的高稳定数据存储方法，采用主动防震技术实现对机械硬盘的保护，并结合备用电源与电子数据存储介质实现数据存储的完整性，避免由于车辆行驶震动所导致的数据丢失和频繁启动熄火所导致的数据存储不完整性。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是一种车载关键数据安全存储方法，至少包括下述步骤：S1、震动检测模块实时采集公交车辆行驶过程中的震动数值，将该数值进行震动等级划分，同时将当前震动等级实时上传至专用文件系统；当等级高于设定的上限阈值时，至步骤S2；当等级不高于上限阈值时，则机械硬盘继续工作；S2、专用文件系统停止机械硬盘读写，并复位机械硬盘磁头到停留区域，在机械硬盘暂停工作期间如有数据写入请求，则将数据写入到数据暂存模块；S3、专用文件系统获得的当前震动等级不高于设定的上限阈值时，重新启动机械硬盘，并将暂存区数据同步到机械硬盘中。进一步的，所述步骤S1还包括：震动检测模块根据震动数值判断得当前震动等级高于设定的下限阈值且不高于上限阈值时，系统根据预设时间T_pr内震动等级变化大小进行机械硬盘读写工作的停止或继续，具体的：当预设时间T_pr内的震动等级依时间逐渐递增，且逐渐递增的增幅大于预设最大增幅时，进入步骤S2；否则，机械硬盘继续工作。再进一步的，所述当预设时间T_pr内的震动等级依时间逐渐递增，且逐渐递增的增幅大于预设最大增幅时，在机械磁盘停止读写之前还包括延时处理，所述延时处理包括下述方法：当延时时间内的最大值大于上限阈值，机械磁盘继续停止读写的操作；当延时时间内发生所述震动等级的逐渐递减，且该时间内的最大值小于或等于上限阈值，机械磁盘停止读写操作取消；当延时时间内发生的所述震动等级变化为非逐渐递减的，机械磁盘继续停止读写的操作；其中，所述延时时间为1～3s。本专利技术方法中数据暂存模块的启用和停用时的具体技术方案包括下述。所述步骤S2中所述将数据写入到数据暂存模块具体为：将数据暂存模块的SRAM中未保存到硬盘中的数据保存到NANDFLASH中；所述步骤S3中所述将暂存区数据同步到机械硬盘具体为：将NANDFLASH的数据读出并转存到机械硬盘中，同时清除NANDFLASH中已读出的数据。为进一步避免主电源断电时对暂存的影响，所述方法还包括对主电源供电状态的实时监测，当主电源断开时，备用电源启用，以支撑专用文件系统和数据暂存模块的正常工作。本专利技术另一方面还提供了一种车载关键数据安全存储系统，所述系统包括硬件层和系统软件层，所述硬件层至少包括机械硬盘模块，被配置为依据系统软件层指令进行读写工作的停止或重启，在读写工作停止时复位机械硬盘磁头到停留区域；震动检测模块，采集车辆行驶过程中的当前震动数值，将该数值进行震动等级划分，同时将当前震动等级实时上传至系统软件层；数据暂存模块，被配置为在机械硬盘模块暂停工作期间发生数据写入请求时，写入数据；还被配置为在重新启用机械硬盘时将数据同步到机械硬盘模块；所述软件层包括专用文件系统和操作系统，所述专用文件系统配置为将当前震动等级数据对应预设震动应急规则选择是否停止机械硬盘读写；在判断为机械硬盘读写工作停止时，向机械硬盘模块发送读写工作停止指令，同时向数据暂存模块发送开启指令；在判断为机械硬盘读写工作重启时，向机械硬盘模块发送重启指令，并指引数据暂存模块将数据同步到机械硬盘模块。进一步的技术方案中，所述数据暂存模块包括NANDFLASH存储器和SRAM存储器，以及控制存储器的暂存控制器；所述SRAM存储器作为数据缓存，采用先进先出机制，由暂存控制器将数据缓冲区内的缓冲数据保存到NANDFLASH中；当机械硬盘模块重启时，将NANDFLASH中的数据读出并转存到机械硬盘模块，同时清除NANDFLASH已读出的数据。进一步的，所述机械硬盘模块周边安装有减震装置；或者所述机械硬盘模块包裹有减震装置。进一步的，所述震动检测模块为设置在机械硬盘表面或内部的振动传感器。本专利技术系统再一个改进的技术方案中，所述硬件层还包括备用电源模块，所述备用电源模块用于在主电源断开时，启用以支撑专用文件系统和数据暂存模块的正常工作。又一个改进的技术方案，所述专用文件系统还包括延时处理模块，所述延时处理模块被配置为当机械硬盘模块属于预设震动应急规则中需要延时的情况时，对所述专用文件系统向机械硬盘模块下达的停止指令进行延时操作，在延时时间内根据震动等级变化再次确认停止指令的是否截停。本专利技术车载关键数据安全存储方法结合震动检测模块和数据暂存模块实现对机械硬盘的保护以及实现在机械硬盘保护期本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车载关键数据安全存储方法，其特征在于，至少包括下述步骤：S1、震动检测模块实时采集公交车辆行驶过程中的震动数值，将该数值进行震动等级划分，同时将当前震动等级实时上传至专用文件系统；当等级高于设定的上限阈值时，至步骤S2；当等级不高于上限阈值时，则机械硬盘继续工作；S2、专用文件系统停止机械硬盘读写，并复位机械硬盘磁头到停留区域，在机械硬盘暂停工作期间如有数据写入请求，则将数据写入到数据暂存模块；S3、专用文件系统获得的当前震动等级不高于设定的上限阈值时，重新启动机械硬盘，并将暂存区数据同步到机械硬盘中。

【技术特征摘要】
1.一种车载关键数据安全存储方法，其特征在于，至少包括下述步骤：S1、震动检测模块实时采集公交车辆行驶过程中的震动数值，将该数值进行震动等级划分，同时将当前震动等级实时上传至专用文件系统；当等级高于设定的上限阈值时，至步骤S2；当等级不高于上限阈值时，则机械硬盘继续工作；S2、专用文件系统停止机械硬盘读写，并复位机械硬盘磁头到停留区域，在机械硬盘暂停工作期间如有数据写入请求，则将数据写入到数据暂存模块；S3、专用文件系统获得的当前震动等级不高于设定的上限阈值时，重新启动机械硬盘，并将暂存区数据同步到机械硬盘中。2.如权利要求1所述的车载关键数据安全存储方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：震动检测模块根据震动数值判断得当前震动等级高于设定的下限阈值且不高于上限阈值时，系统根据预设时间T_pr内震动等级变化大小进行机械硬盘读写工作的停止或继续，具体的：当预设时间T_pr内的震动等级依时间逐渐递增，且逐渐递增的增幅大于预设最大增幅时，进入步骤S2；否则，机械硬盘继续工作。3.如权利要求2所述的车载关键数据安全存储方法，其特征在于，所述当预设时间T_pr内的震动等级依时间逐渐递增，且逐渐递增的增幅大于预设最大增幅时，在机械磁盘停止读写之前还包括延时处理，所述延时处理包括下述方法：当延时时间内的最大值大于上限阈值，机械磁盘继续停止读写的操作；当延时时间内发生所述震动等级的逐渐递减，且该时间内的最大值小于或等于上限阈值，机械磁盘停止读写操作取消；当延时时间内发生的所述震动等级变化为非逐渐递减的，机械磁盘继续停止读写的操作；其中，所述延时时间为1～3s。4.如权利要求1所述的车载关键数据安全存储方法，其特征在于，所述步骤S2中所述将数据写入到数据暂存模块具体为：将数据暂存模块的SRAM中未保存到硬盘中的数据保存到NANDFLASH中；所述步骤S3中所述将暂存区数据同步到机械硬盘具体为：将NANDFLASH的数据读出并转存到机械硬盘中，同时清除NANDFLASH中已读出的数据。5.如权利要求1所述的车载关键数据安全存储方法，其特征在于，所述方法还包括对主电源供电状态的实时监测，当主电源断开时，备用电源启用，以支撑专用文件系...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳哲，杨锐，
申请(专利权)人：北京中电万联科技股份有限公司，北京公共交通控股集团有限公司，北京市公共交通研究所，北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11