一种新型视频监控专用数据存储系统的设计与实现

摘要

随着社会经济的发展进步和人们生活水平的提高，人们对于家居环境的安全性要求也越来越高，这使得家居安防成为人们生活不可或缺的重要组成部分。视频监控技术是近年来发展起来的一种较为流行的安防技术，它融入了嵌入式处理技术、流媒体技术以及网络传输技术等多项先进技术。
　　作为视频监控系统关键子系统之一的数据存储系统，是视频监控系统的重要研究课题。本论文的主要内容是设计一种新型的视频监控专用数据存储系统，它克服了通用文件系统在视频监控应用中的局限性。在具体实现过程中，重点说明了新型文件系统的设计思路和重要接口的设计以及文件系统之上存储策略层程序的设计，并且针对该文件系统数据恢复程序的设计也做了详细的说明。
　　本论文首先根据视频监控系统对数据存储性能的特殊要求，从存取性能、磁盘空间利用率、数据循环覆盖和数据安全性等几个层面对通用文件系统在该领域的应用进行了分析，针对通用文件系统在大码流、大文件存储性能上的不足以及对内存资源的高占用率等方面的缺陷，提出了一种高速、安全、结构简单、数据可循环覆盖的适合大流量视频存储的新型文件系统的设计需求。然后具体分析新型文件系统在设计中需要用到的各种技术细节，最后对新型文件系统所具备的特点进行说明。
　　在上述分析的基础之上，最终完成了文件系统相关接口的设计，该文件系统可运行于Linux平台之上。通过完成文件系统存储策略层程序和数据恢复程序的设计，一个视频监控数据存储子系统的整体设计就结束了。
　　经过严格测试和大规模应用，证明此存储系统可以很好地满足实际应用需求，在数据存取效率、数据安全性和系统稳定性等方面都达到了相应的指标，具有较高的实用价值。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题的背景和意义

1．2 国内外研究现状分析

1．3 课题研究内容

第二章 数据存储关键技术研究

2．1 硬盘存储原理

2．2 文件系统相关技术研究

2．2．1 时间戳记录技术

2．2．2 内存与磁盘数据结构

2．3 二分查找算法应用分析

2．4 数据高速缓存机制研究

2．5 数据覆盖技术研究

2．6 新型文件系统特点

2．7 本章小结

第三章 文件系统整体设计

3．1 文件系统整体规划图

3．2 关键数据结构分析

3．2．1 系统分区信息表结构分析

3．2．2 磁盘驱动器结构分析

3．2．3 目录及索引结构分析

3．2．4 用户卡号结构及时间段冲突数组分析

3．2．5 文件句柄结构分析

3．2．6 时间数据结构分析

3．3 文件系统相关接口设计

3．3．1 索引区和目录区操作接口设计

3．3．2 文件系统启动相关接口设计

3．3．3 磁盘分区及格式化接口设计

3．3．4 文件读写相关接口设计

3．3．5 文件查询及相关接口设计

3．3．6 文件定位接口设计

3．4 本章小结

第四章 存储策略层关键接口设计

4．1 读写类接口设计

4．1．1 UML类图

4．1．2 新建文件接口设计

4．1．3 读写接口设计

4．2 备份刻录类接口设计

4．2．1 UML类图

4．2．2 备份刻录接口类

4．2．3 管理接口类

4．3 本章小结

第五章 数据安全层设计

5．1 数据恢复类UML图

5．2 数据恢复流程

5．3 数据恢复效果验证

5．4 本章小结

第六章 系统调试及功能图展示

6．1 系统应用背景

6．2 系统性能测试

6．3 系统功能展示

6．3．1 存储相关功能展示

6．3．2 文件系统分区功能展示

6．4 测试结果分析

6．5 本章小结

第七章 总结与展望

7．1 论文总结

7．2 未来工作展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果和参加的科研项目