专利名称：利用外置无线存储设备扩展内置存储器的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明的核心涉及一种利用外置无线存储设备扩展内置存储器的方法及系统，即数码设备将获取的数据通过高速无线网络实时传输至外置存储设备，并可以通过高速无线网络从外部存储设备读取已存储的数据。
背景技术：
随着数码设备的普及，人们对高容量小型存储设备的需求也越来越大。尤其是数码相机、数码摄像机等手持设备，它们采用增加像素、增加采样率等手段获取图像更清晰、颜色更鲜艳的相片和视频，这就对存储设备的存储速度和存储容量提出了更高要求。
为了提升小型化存储设备的容量和速度，现有的解决思路是尽可能增加存储芯片的存储密度和存储速度。由于受到工艺等因素制约，它们的容量和读写速度都落后于硬盘等传统磁储设备，且价格较为昂贵。为了适应更小的数码设备，存储设备尺寸越来越小，按照传统方法提升存储容量变得相当困难。
越来越多的高像素数码相机已经问世，但是由于受到存储卡容量和价格制约，用户往往不使用相机的最大像素拍摄照片，并无法长时间拍摄视频，这使得高像素数码相机的性能没有被充分发挥。现在数码摄像机为了提升存储速度和增加存储容量，采用内置硬盘或内置光盘刻录机作为存储设备，这造成这些手持摄录设备体积较大，重量较重，且较为耗电。
发明内容
本发明提出一种在不改变数码设备硬件和软件的前提下，使用外置存储设备，通过无线网络来扩展数码设备存储容量的方法及系统。
根据本发明的一个方面，提供一种扩展数码设备存储容量的方法如下采用最新无线网络技术(如WUSB)，利用其较高的传输速度，通过插入数码设备(如数码相机、数码摄像机等)的无线模块，将数码设备实时获取的数据(如照片、视频等)无线传输至外置便携存储设备。这样的设计将数据存储设备外置于数据获取设备，不但可以缩小这些手持设备的尺寸，减轻它们的重量，而且能够以低廉的价格为其配置高容量的存储设备。
根据本发明的另一个方面，提供一种扩展数码设备存储容量的系统，由U卡、存储中心、U卡虚拟存储容量、以及U卡与存储中心的数据操作组成。
U卡一种可插入数码设备存储卡插槽的无线数据收发设备，该设备包括控制单元、数码设备接口、无线模块、缓存。
存储中心一种具有无线收发功能的外置高容量存储器设备，该设备包括控制单元、存储模块、无线模块、缓存、USB模块、显示模块、电源模块。存储模块所使用的存储器件可以是硬盘、NAND FLASH MEMORY等。
U卡虚拟存储容量在U卡与存储中心伙伴关系建立后，且两者无线连接正常时，U卡可以虚拟存储中心的存储容量，以达到数码设备利用外置无线存储设备扩展内部存储器的目的。若U卡与存储中心无法建立无线连接、或已建立的无线连接中断、或U卡未与任何存储中心建立伙伴关系时，U卡仍可作为普通存储卡供数码设备存储和读取数据。
所述伙伴关系指的是U卡与存储中心之间经过安全认证的无线连接关系，它的建立使得U卡能与指定的存储中心进行数据交互，保证了数据无线传输的安全性与可靠性。
U卡与存储中心的数据操作数码设备存储数据时，U卡将数据存入其内部缓存，同时通过无线模块发送至存储中心；存储中心将无线接收到的数据存入其内部缓存，待到缓存将满时一并写入存储器件。数码设备读取数据时，按照先U卡缓存、再存储中心缓存、最后存储中心存储器件的数据搜索顺序。数码设备删除数据时，分别清除U卡缓存、存储中心缓存和存储中心存储器件中的数据和表项。
图1给出了U卡和存储中心的构想图；图2给出了U卡结构框图；图3给出了存储中心的结构框图；图4给出了数码设备存储数据至U卡的流程图；图5给出了U卡传输数据至存储中心的流程图；图6给出了数码设备读取数据的流程图；图7给出了数码设备删除数据的流程图。
具体实施方法U卡和存储中心的构想图由图1所示，包括数码设备1A(本实例为数码相机)、数码设备内部的U卡1B，存储中心1C，存储中心内部的存储器件1D，LCD显示屏1E，控制按钮1F。图1所示的配置用于形象说明本发明的一个实例，不是U卡与存储中心的实际外观，并可在不违背系统结构精神下进行修改。
为了使用本发明所述扩展内部存储卡容量的功能，需要将U卡插入数码设备。U卡的结构由图2所示，包括用于整体控制的控制单元2A，用于连接数码设备的数码设备接口2B，用于暂存数据的缓存2C，和用于发送和接收数据的无线模块2D。所述控制单元2A控制U卡其他模块，同时进行虚拟存储容量等计算工作。数码设备通过数码设备接口2B将数据发送至U卡，或通过2B读取U卡内的数据。缓存暂存存储来自数码设备接口2B或无线模块2D的数据。无线模块2D向存储中心发送或从存储中心接收数据或控制信息。
U卡需要与存储中心配合使用。存储中心的结构如图3所示，包括用于整体控制的控制单元3A，大容量的存储模块3B，用于暂存数据的缓存3C，用于发送和接收数据的无线模块3D，和用于调整及显示的输入输出模块3E。所述控制单元3A控制存储中心其他模块。存储模块3B是数据的最终存储地点，保存来自数码设备的全部数据。缓存3C暂存来自无线模块3D和存储模块3B的数据。无线模块3D向U卡发送或从U卡接收数据或控制信息。显示模块3E用于向用户显示当前状态信息。用户可通过USB模块3F连接计算机来访问存储模块。
为使用存储中心作为外置存储设备，U卡需要与存储中心建立伙伴关系，使U卡能够与指定的存储中心收发数据。伙伴关系的建立需要U卡与存储中心相互配合、并要求用户参与完成。U卡与某一存储中心建立伙伴关系后，始终保持该关系，并不再与其它存储中心建立伙伴关系，直至该伙伴关系被解除。如果已建立伙伴关系的U卡需要与其他存储中心传输数据，必须先解除它原先建立的伙伴关系。伙伴关系的解除需要用户与U卡的配合，但不需要存储中心的参与。
U卡通过虚拟存储中心的存储容量，将自己虚拟成具有存储中心容量大小的存储卡，使数码设备认为U卡是真实的物理设备。U卡虚拟存储容量，包括以下5种情况
(A)U卡与存储中心建立了伙伴关系，且数码设备开机后，它们的无线连接成功；(B)U卡与存储中心建立了伙伴关系，且数码设备开机后，它们的无线连接成功，但一段时间后，由于某种原因导致无线连接中断(如U卡与存储中心距离变化超出无线范围)；(C)U卡与存储中心建立了伙伴关系，但数码设备开机后，U卡无法与存储中心建立无线连接(如存储中心关机)；(D)U卡与存储中心建立了伙伴关系，且数码设备开机后，U卡无法与存储中心建立无线连接，但一段时间后，它们重新建立无线连接(如存储中心重新开机)；(E)U卡未与任何存储中心建立伙伴关系。
对于情况(A)，U卡虚拟存储容量；对于情况(B)，无线连接成功时，U卡虚拟存储容量，当无线连接中断后，提示U卡暂停虚拟存储容量；对于情况(C)，U卡不虚拟存储容量，可作为普通存储卡使用；对于情况(D)，无线连接失败时，U卡不虚拟存储容量，可作为普通存储卡使用，无线连接重新建立后，提示U卡恢复虚拟存储容量；对于情况(E)，U卡不虚拟存储容量，可作为普通存储卡使用。
当U卡与存储中心建立了伙伴关系，并且两者无线连接正常时，U卡可与存储中心进行数据操作。图4、图5、图6、图7分别显示了数据操作的4个部分，即数码设备存储数据至U卡、U卡发送数据至存储中心、数码设备读取数据、数码设备删除数据。
(1)数码设备存储数据至U卡，如图4所示，包括以下3个步骤(A)U卡检测其缓存中是否有未被发送的数据4E，如果有，则通过无线模块发送至存储中心4F，如果没有，则等待数码设备存储数据；(B)U卡接收到来自数码设备的数据后4A，将数据存入U卡缓存4B，并通过无线模块将其发送至存储中心4C；(C)数据存入U卡缓存4B后，向数码设备告知存储成功4D，并等待下一数据的存入。
(2)U卡发送数据至存储中心，如图5所示，包括以下3个步骤(A)存储中心无线模块等待来自U卡的数据5A；
(B)无线模块接收到数据后，将数据传输至缓存中5B，同时判断缓存是否达到阈值5C；(C)如果达到阈值，则发送缓存中所有新数据到存储器件，直至缓存接收数据结束5D。
当数据写入存储中心缓存时，为了使缓存不被写满，以及存储器件有足够时间启动，故设置阈值，保证数据流的正常。
阈值＝存储器件准备时间×无线网络模块传输速率(3)数码设备读取数据，如图6所示，包括以下3个步骤(A)数码设备发送数据请求至U卡6A，U卡收到数据请求后判断数据是否在其缓存中6B，若是，则将数据从缓存中发送给数码设备6G；若否，则U卡将数据请求发送给存储中心6C；(B)存储中心收到数据请求后判断数据是否在其缓存中6D，若是，则将数据从存储中心缓存中发送给U卡6F，U卡将其发送给数码设备6G；(C)若数据不在存储中心缓存中，则启动存储器件，读取数据至存储中心缓存6E，将数据发送给U卡6F，U卡将其发送给数码设备6G。
(4)数码设备删除数据，如图7所示，包括以下5个步骤(A)数码设备将删除命令发送至U卡7A，U卡将命令发送给存储中心7B；(B)存储中心检查欲删除数据是否在缓存中7C，若否，则删除存储器件中的数据7E；(C)若数据在存储器件缓存中，继续检查数据是否已经存入存储器件7D，若是，则删除存储器件中的数据7E；若否，则删除缓存中的数据7F；(D)存储中心返回“删除成功”至U卡7G，U卡删除相应数据7H；(E)U卡向数码设备返回“删除成功”7I。
U卡与存储中心的双缓存设计有利于节省电能，加快数据操作速度。U卡缓存暂存数据以备数码设备再次读取，有助于减少无线模块启动次数，加快数据读取速度；存储中心缓存暂存数据，待其将满时一并写入存储设备，有助于减少存储设备启动次数和运行时间，提高运行效率。
存储中心可与计算机通过USB接口连接，供用户通过计算机访问其存储的数据。USB连接后，存储中心控制单元检测缓存中是否有未存储到存储器件的数据，如果有，则需将数据存储至存储器件。此时，存储器件存有数码设备获取的全部数据。
权利要求
1.一种利用外置无线存储设备扩展内置存储器的方法，该方法包括采用无线网络技术，通过插入数码设备的无线模块，将数码设备实时获取的数据无线传输至外置便携存储设备。
2.一种利用无线外置存储设备扩展内置存储器的系统，该系统包括U卡、存储中心、U卡虚拟存储容量、U卡与存储中心的数据操作。
3.U卡一种可插入数码设备存储卡插槽的无线数据收发设备，该设备包括控制单元、数码设备接口、无线模块、缓存。
4.存储中心一种具有无线收发功能的外置高容量存储设备，该设备包括控制单元、存储模块、无线模块、缓存、USB模块、显示模块、电源模块。
5.U卡虚拟存储容量，即U卡的控制单元将U卡的存储容量虚拟为存储中心的存储容量，包括以下5种情况和相应步骤(A)U卡与存储中心建立了伙伴关系，且数码设备开机后，它们的无线连接成功；(B)U卡与存储中心建立了伙伴关系，且数码设备开机后，它们的无线连接成功，但一段时间后，由于某种原因导致无线连接中断；(C)U卡与存储中心建立了伙伴关系，但数码设备开机后，U卡无法与存储中心建立无线连接；(D)U卡与存储中心建立了伙伴关系，且数码设备开机后，U卡无法与存储中心建立无线连接，但一段时间后，它们重新建立无线连接；(E)U卡未与任何存储中心建立伙伴关系。对于情况(A)，U卡虚拟存储容量；对于情况(B)，无线连接成功时，U卡虚拟存储容量，当无线连接中断后，提示U卡暂停虚拟存储容量；对于情况(C)，U卡不虚拟存储容量，可作为普通存储卡使用；对于情况(D)，无线连接失败时，U卡不虚拟存储容量，可作为普通存储卡使用，无线连接重新建立后，提示U卡恢复虚拟存储容量；对于情况(E)，U卡不虚拟存储容量，可作为普通存储卡使用。
6.U卡与存储中心的数据操作，由4部分组成(1)数码设备存储数据至U卡，包括以下3个步骤(A)U卡检测其缓存中是否有未被发送的数据，如果有，则通过无线模块发送至存储中心，如果没有，则等待数码设备存储数据；(B)U卡接收到来自数码设备的数据后，将数据存入U卡缓存，并通过无线模块将其发送至存储中心；(C)数据全部存入U卡缓存后，向数码设备告知存储成功，并等待下一数据的存入。(2)U卡发送数据至存储中心，包括以下3个步骤(A)存储中心无线模块等待来自U卡的数据；(B)无线模块接收到数据后，将数据传输至缓存中，同时判断缓存是否达到阈值；(C)如果达到阈值，则发送缓存中所有新数据到存储器件，直至缓存接收数据结束。(3)数码设备读取数据，包括以下3个步骤(A)U卡收到数据请求后判断数据是否在其缓存中，若是，则将数据从缓存中发送给数码设备；若否，则U卡将数据请求发送给存储中心；(B)存储中心收到数据请求后判断数据是否在其缓存中，若是，则将数据从存储中心缓存中发送给U卡缓存，并将其发送给数码设备；(C)若数据不在存储中心缓存中，则启动存储器件，读取数据至存储中心缓存，将数据发送给U卡缓存，并将其发送给数码设备。(4)数码设备删除数据，包括以下5个步骤(A)数码设备将删除命令传输至U卡，U卡将命令发送给存储中心；(B)存储中心检查欲删除数据是否在缓存中，若否，则删除存储器件中的数据；(C)若数据在存储器件缓存中，继续检查数据是否已经存入存储器件，若是，则删除存储器件中的数据；若否，则删除缓存中的数据；(D)存储中心返回“删除成功”至U卡，U卡删除相应数据；(E)U卡向数码设备返回“删除成功”。
全文摘要
本发明涉及一种利用外置无线存储设备扩展内置存储器的方法，该方法包括采用无线网络技术，通过插入数码设备的无线模块，将数码设备实时获取的数据无线传输至外置便携存储设备。本发明涉及的系统包括U卡、存储中心、U卡虚拟存储容量、U卡与存储中心的数据操作。本发明涉及的方法和系统不修改数码设备硬件和软件，不改变数码设备基本操作，可供用于解决内置存储器尺寸、容量、速度之间的矛盾，为数码设备提供高容量、高速、灵活、廉价的存储解决方案。
文档编号H04L12/00GK101082888SQ20061008127
公开日2007年12月5日 申请日期2006年5月29日 优先权日2006年5月29日
发明者冯锐, 赵海源, 卜庆军, 吴峰, 王健敏 申请人:冯锐, 赵海源, 卜庆军