[发明专利]一种安防视频监控设备专用的文件系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种文件系统，尤其是一种安防视频监控设备专用的文件系统，属于安防视频监控领域。

背景技术

目前市场上主要的计算机外存储设备是磁盘和闪盘，存储方式是将磁盘或闪盘划分成若干个分区，然后将各分区分别格式化成指定的文件系统，若操作系统内核能支持分区上的文件系统，便能挂载分区后在分区挂载目录上进行一般的读写操作。以Linux操作系统为例，其工作流程如图1-1，其中的格式化操作只在首次使用该指定的文件系统或擦出数据时才进行。

分区模式目前流行的只有MBR和GPT，比较固定；而文件系统种类繁多，有FAT、EXT2、NTFS、XFS、ReiserFS等标准文件系统系列，并且还在快速发展中。

如图1-1所示，在操作系统上，无论格式化成什么标准的文件系统，挂载后进行一般的读写操作是一致，那是因为Linux操作系统的有虚拟文件系统VFS(Virtual File System)机制，是种适配器机制，也就是内核层使用对应的文件系统驱动，而对用户层提供相同的系统调用接口。其工作流程如图1-2。

安防行业的视频监控设备是计算机系统衍化而来的一种应用设备，其存储介质和存储方式同普通的计算机一样。目前市场上普遍存在的视频监控设备，外存设备仅被用于存储流媒体文件及一些附带信息，若使用标准文件系统至少存在以下五个方面的不足：

1、适应性没得到施展，标准文件系统能支持各种大小的普通、链接、设备及管道文件等，却只被用于存储密度均匀的流媒体文件。

2、功能没得到充分的使用，标准文件系统所能具备日志、压缩、加密等高级的功能全被闲置。

3、存储介质空间利用率低，标准文件系统的强大是建立在经典的数据结构和算法基础上，格式化时元数据需要消耗空间，运行时在上层写入数据过程中文件系统创建的索引需要消耗空间。在被闲置的状况下，元数据和索引的数据结构中大多项都是冗余的，造成了不必要的空间浪费。

4、性能问题，标准文件系统的索引并非为视频监控设备上的流媒体数据存储量身定做的，很难在它的数据结构上替代或扩充专用的参数项，这就意味着流媒体数据一些关键信息需要使用额外的文件保存,而这些关键信息文件和流媒体数据文件被同等对待，也就是同等使用缓冲buffer/cache，显然前者要求和标准文件系统索引一样高的缓冲优先级而后者不适合用缓冲的。此外，标准文件系统的索引数据结构的大小和索引所指向的数据块大小的比重也不一定和实际环境协调。这两种情况都会带来更高的磁头移动频率和内存开销，从而降低了系统性能。

5、信息安全问题，标准文件系统上的数据可以被非授权用户以文件的形式被获取并读取里面的内容。

发明内容

本发明是要克服上述现有技术中存在的不足，而提供一种功能简单、容易实现的安防视频监控设备上专用的文件系统，以满足安防视频监控设备上的使用需求。

本发明采用的技术方案是：一种安防视频监控设备专用的系统，它包括数据结构和运行机制。所述的数据结构静态地以一定的排列存放在存储介质上，动态地存在于内存以支持文件系统的运行机制。所述的数据结构包括文件系统参数、冲突簇号表、目录项表、索引项表和数据区；所述的运行机制包括运行时机制、下层缓冲机制、上层操作机制和适配机制。

所述数据结构中的文件系统参数为和标准的文件系统类似，存放文件系统的工作参数，它包括：循环覆盖标志、关闭标志、文件数据开始时间、文件数据结束时间、文件数据开始簇号、文件数据结束簇号、每扇区字节数、每簇扇区数、保留簇数、索引项表偏移、目录项表偏移、数据区偏移、总簇数、错误簇计数、访问权限、错误标志、冲突簇号表偏移、冲突簇号个数、当前指向的冲突簇号、文件系统的魔数、站位对齐字节。

所述数据结构中的目录项表为存放目录项的表，包括：事件类型、标志、相对簇号、前项簇号、后项簇号、开始时间、结束时间、簇的实际使用大小、首项簇号、图像质量、同一秒内申请的簇编号、文件类型、通道号、站位对齐字节。

所述数据结构中的索引项表为存放索引项的表，包括通道号和标志；所述数据结构中的冲突簇号表为存放冲突簇号的表；所述数据结构中的数据区为存放用户使用文件系统时写入的数据，它包括流媒体数据和附加信息。

所述运行机制中的运行时机制是用于维护文件系统的运行时间段和簇号使用状态，协调下层缓冲机制和上层操作机制。

所述的下层缓冲机制是指对于读取后没被修改的数据无需再次去硬件上读取，对于修改后的数据无需立即刷新到硬件上。