一种数据中断传输的保护方法和基于该保护方法的数据存储器与流程

本发明涉及数据存储领域，尤其是一种数据中断传输的保护方法和基于该保护方法的数据存储器。

背景技术：

数据存储器(Memory)是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备，特别是如移动硬盘、U盘等移动数据存储器，由于其便携性和大存储空间，已成为大众的日常用品。

由于便携式数据存储器的便携特性，导致其内部存储的数据存在着巨大的安全风险，一是数据泄露风险，二是数据被篡改的风险，三是丢失不易找回的风险。特别是对于财务人员、银行从业人员。而目前数据存储器的安全机制，大多都是采用软件加密方式，其具有已破解、安全性低等缺陷。

而在数据存储器的使用过程中，特别是数据传输过程中，当用户需暂时离开时，用户若为数据存储器的安全性，而强制拔除数据存储器，则影响数据的完整性，因此，本发明提出一种数据中断传输的保护方法及基于该保护方法的数据存储器。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种数据中断传输的保护方法和基于该保护方法的数据存储器。

本发明采用的技术方案如下：一种数据中断传输的保护方法，应用在物理断开第一装置与第二装置的数据传输接口时的数据中断保护方法，所述保护方法包括以下步骤：

S1，当第一装置采集到触摸信号时，检测其是否处于与第二装置进行数据收发的状态，若是则跳转至步骤S2；

S2，第一装置获取第二装置的身份ID号，以及当前传输的数据信息，并匹配生成数据中断节点，所述当前传输的数据信息包括第一装置的存储器中当前数据的第一读/写位置、第二装置的存储器中当前数据的第二写/读位置、当前传输的数据列表和当前数据传输点。

基于上述实施例，进一步的，本发明所述保护方法还包括两种带电锁定方式：锁定中断步骤和锁定续传步骤。

① 在执行锁定中断步骤前，首先执行数据封装步骤S3：在步骤S2后，根据数据中断节点对当前已传输的数据进行封装，形成封装数据包。然后执行锁定中断步骤S4：在步骤S3后，第一装置自动锁定，切断第一装置与第二装置的数据发送通道和数据接收通道。

当第一装置再次采集到触摸信号时，第一装置对该触摸信号进行身份认证，若通过认证则第一装置自动解锁，打开第一装置与第二装置的数据发送通道和数据接收通道，并跳转至步骤S7。

S7：对封装数据包进行解码，根据数据中断节点，执行数据续传。

② 锁定续传步骤S5：在步骤S2后，第一装置将当前的数据传输转为后台传输，将第一装置修改为第二装置的隐藏盘符，并确定第一装置的存储器中待读/写区域，锁定第一装置的存储器，将存储器中除待读/写区域之外的其它区域设为不可读写区域，限定第一装置仅执行当前的数据传输动作和解锁动作。

当当前的数据传输动作执行完毕，且第一装置未解锁时，则第一装置自动锁定整个存储器，切断第一装置与第二装置之间的数据发送通道和数据接收通道。

当第一装置再次采集到触摸信号时，第一装置对该触摸信号进行身份认证匹配，若通过认证匹配则第一装置自动解锁，将第一装置修改为第二装置的显示盘符。

基于上述任一实施例，进一步的，本发明在采集到触摸信号后，调取该触摸信号相匹配的锁定指令，所述锁定指令包括断电锁定指令，第一装置根据断电锁定指令执行数据封装步骤S3：在步骤S2后，根据数据中断节点对当前已传输的数据进行封装，形成封装数据包。

进一步的，本发明还包括断电续传步骤S6：当第一装置与第二装置的数据传输接口再次接通后，第一装置获取第二装置的身份ID号，并与数据中断节点中的身份ID号进行匹配比对。

若匹配成功，则跳转至步骤S7：根据数据中断节点，执行数据续传。

基于上述任一实施例，进一步的，本发明所述保护方法还包括节点信息上传步骤S8：在第一装置生成数据中断节点后，通过无线通信模块将所述数据中断节点上传至云服务器，用户通过智能移动终端的客户端软件进行查看和管理该云服务器中的数据。

基于上述任一实施例，进一步的，本发明所述触摸信号包括指纹信号。

本发明还提出了一种基于上述任一实施例所述保护方法的数据存储器，所述数据存储器即所述第一装置，所述数据存储器包括触摸信号采集单元、身份ID获取单元、传输数据状态获取单元、中断节点生成单元、数据封装单元、锁定单元和身份认证单元。

① 所述触摸信号采集单元用于采集触摸信号。

② 所述传输数据状态获取单元用于检测其是否处于与第二装置进行数据收发的状态，采集当前传输的数据信息，包括第一装置的存储器中当前数据的第一读/写位置、第二装置的存储器中当前数据的第二写/读位置、当前传输的数据列表和当前数据传输点。

③ 所述身份ID获取单元用于获取第二装置的身份ID号。

④ 所述中断节点生成单元用于匹配所述身份ID号和当前传输的数据信息，生成数据中断节点。

⑤ 所述数据封装单元用于根据数据中断节点对当前已传输的数据进行封装。

⑥ 所述锁定单元用于限制数据存储器与第二装置之间的数据接收通道和数据发送通道，用于限制第二装置对数据存储器的访问。

⑥ 所述身份认证单元用于验证触摸信号的合法性，还用于将身份ID获取单元获取的身份ID号与数据中断节点中的身份ID号进行匹配比对。

基于上述实施例，进一步的，所述触摸信号采集单元包括指纹识别模块。

基于上述任一实施例，进一步的，所述指纹识别模块包括指纹采集电路、补偿电路、噪声抑制电路、积分运算电路、数模转换电路和控制器；所述指纹采集电路的输出端为节点A，并与积分运算电路的输入端连接，积分运算电路的输出端通过数模转换电路与控制器的指纹输入端连接，所述补偿电路的输出端与指纹采集电路的补偿端连接，其补偿控制端与控制器的补偿电路控制端连接，所述噪声抑制电路的测试信号输出端与节点A连接，其测试控制端与控制器的噪声测试控制端连接。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明提出了一种数据中断传输的保护方法，在采集到触摸信号时，特别是指纹信号，即生成数据中断节点，以便于后续的带电续传及数据封装后以便掉电续传，有效保护数据的安全性。本发明还提出了一种具有数据中断传输保护的数据存储器，特别适用于移动硬盘和U盘等移动存储器。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为本发明保护方法的流程示意图。

图2为本发明数据存储器的系统框图。

图3为本发明数据存储器的结构示意图。

图4为本发明指纹识别模块的结构框图。

图5为本发明中电压缓冲器的电路框图。

图6是本发明中电压缓冲器的电路原理图。

图7是本发明中积分运算电路的电路原理图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1所示，图1描述了一种数据中断传输的保护方法，应用在物理断开第一装置与第二装置的数据传输接口时的数据中断保护方法，所述保护方法包括以下步骤：

S1，当第一装置采集到触摸信号时，检测其是否处于与第二装置进行数据收发的状态，若是则跳转至步骤S2；

S2，第一装置获取第二装置的身份ID号，以及当前传输的数据信息，并匹配生成数据中断节点，所述当前传输的数据信息包括第一装置的存储器中当前数据的第一读/写位置、第二装置的存储器中当前数据的第二写/读位置、当前传输的数据列表和当前数据传输点。

基于上述实施例，进一步的，本发明所述保护方法还包括两种带电锁定方式：锁定中断步骤和锁定续传步骤。

① 在执行锁定中断步骤前，首先执行数据封装步骤S3：在步骤S2后，根据数据中断节点对当前已传输的数据进行封装，形成封装数据包。然后执行锁定中断步骤S4：在步骤S3后，第一装置自动锁定，切断第一装置与第二装置的数据发送通道和数据接收通道。

当第一装置再次采集到触摸信号时，第一装置对该触摸信号进行身份认证，若通过认证则第一装置自动解锁，打开第一装置与第二装置的数据发送通道和数据接收通道，并跳转至步骤S7。

S7：对封装数据包进行解码，根据数据中断节点，执行数据续传。

② 锁定续传步骤S5：在步骤S2后，第一装置将当前的数据传输转为后台传输，将第一装置修改为第二装置的隐藏盘符，并确定第一装置的存储器中待读/写区域，锁定第一装置的存储器，将存储器中除待读/写区域之外的其它区域设为不可读写区域，限定第一装置仅执行当前的数据传输动作和解锁动作。

当当前的数据传输动作执行完毕，且第一装置未解锁时，则第一装置自动锁定整个存储器，切断第一装置与第二装置之间的数据发送通道和数据接收通道。

当第一装置再次采集到触摸信号时，第一装置对该触摸信号进行身份认证匹配，若通过认证匹配则第一装置自动解锁，将第一装置修改为第二装置的显示盘符。

基于上述任一实施例，进一步的，本发明在采集到触摸信号后，调取该触摸信号相匹配的锁定指令，所述锁定指令包括断电锁定指令，第一装置根据断电锁定指令执行数据封装步骤S3：在步骤S2后，根据数据中断节点对当前已传输的数据进行封装，形成封装数据包。

进一步的，本发明还包括断电续传步骤S6：当第一装置与第二装置的数据传输接口再次接通后，第一装置获取第二装置的身份ID号，并与数据中断节点中的身份ID号进行匹配比对。

若匹配成功，则跳转至步骤S7：根据数据中断节点，执行数据续传。

基于上述任一实施例，进一步的，本发明所述保护方法还包括节点信息上传步骤S8：在第一装置生成数据中断节点后，通过无线通信模块将所述数据中断节点上传至云服务器，用户通过智能移动终端的客户端软件进行查看和管理该云服务器中的数据。

基于上述任一实施例，进一步的，本发明所述触摸信号包括指纹信号。

本发明的应用场景如下：第一装置在同第二装置执行数据传输过程中，用户触摸第一装置，当第一装置检测到指纹信号后，可在第二装置上弹出会话窗口，提供锁定续传虚拟按键和锁定中断虚拟按键，还可提供断电续传按键，第一装置根据用户的选择，执行相应的锁定指令，包括锁定续传指令、锁定中断指令和断电锁定指令。或者，可由用户预先为不同的锁定指令匹配设置相应的指纹，当第一装置采集到相应的指纹信号后，直接调用相应的锁定指令，执行相应的动作。

锁定中断模式下：第一装置自动断开与第二装置的数据传输通道，避免用户通过第二装置读取、修改、拷贝第一装置内的数据，在再次通过用户的指纹身份验证时，可续传文件。

锁定续传模式下：第一装置确定待传输文件在存储器中的位置区域，并使第一装置继续保持当前的数据传输动作，且限制第二装置对存储器其他位置区域的读写权限，使得第一装置的其它位置区域的数据对第二装置不可见，有效保护其他位置区域的安全性。

断电锁定模式下：第一装置在生成数据中断节点后，若是第一装置接收第二装置的文件，则第一装置将中断文件进行封装，该中断文件仅需是一个完整的数据包，并不对当次传输的整个数据列表的数据进行封装。当该两个装置再次连接后，第一装置提取未完成的数据传输列表，并根据传输节点进行数据续传，当然，数据传输前，可向第二装置弹出会话窗口，以供用户选择。若是第一装置发送文件至第二装置，则第一装置只需向第二装置发送封装控制指令，由第二装置对中断数据进行封装。

如图2所示，本发明还提出了一种基于上述任一实施例所述保护方法的数据存储器，所述数据存储器即所述第一装置，所述数据存储器包括触摸信号采集单元、身份ID获取单元、传输数据状态获取单元、中断节点生成单元、数据封装单元、锁定单元和身份认证单元。

① 所述触摸信号采集单元用于采集触摸信号。

② 所述传输数据状态获取单元用于检测其是否处于与第二装置进行数据收发的状态，采集当前传输的数据信息，包括第一装置的存储器中当前数据的第一读/写位置、第二装置的存储器中当前数据的第二写/读位置、当前传输的数据列表和当前数据传输点。

③ 所述身份ID获取单元用于获取第二装置的身份ID号。

④ 所述中断节点生成单元用于匹配所述身份ID号和当前传输的数据信息，生成数据中断节点。

⑤ 所述数据封装单元用于根据数据中断节点对当前已传输的数据进行封装。

⑥ 所述锁定单元用于限制数据存储器与第二装置之间的数据接收通道和数据发送通道，用于限制第二装置对数据存储器的访问。

⑥ 所述身份认证单元用于验证触摸信号的合法性，还用于将身份ID获取单元获取的身份ID号与数据中断节点中的身份ID号进行匹配比对。

基于上述实施例，进一步的，所述触摸信号采集单元包括指纹识别模块。

如图3所示，图3为本发明数据传输器的结构示意图，包括外壳1和内置电路板，所述内置电路板集成有如上述任一实施例所述的数据存储器，所述外壳1上开设有与USB接口模块相匹配的第一开口2，所述外壳1上还开设有与指纹识别模块相匹配的第二开口3，所述第二开口3呈左右对称，且其的对称轴线与机壳1的中轴线之间的夹角为锐角。

进一步的，所述外壳1的一角还设有吊环4，便于携带，防止丢失。所述第二开口3的四周为梯形状的倾斜面。所述外壳1外表面还套有一滑动套件（图中未标注），该滑动套件能在USB接口模块的轴线方向上滑动，其滑动行程大于或等于USB接口模块的USB接口的长度，该滑动套件上开设有与第二开口3相匹配的窗口，所述第二开口3的长度小于滑动套件的滑动行程，使得当滑动套件滑出时，滑动套件能套住USB接口，其窗口内无指纹识别模块；当收回滑动套件时，USB接口完全外露，指纹识别模块的外接电极也全部出现在窗口中，起到同时保护USB接口和指纹识别模块的功能。

如图4所示，本发明所述指纹识别模块包括指纹采集电路、补偿电路、噪声抑制电路、积分运算电路、数模转换电路和控制器；在采集指纹信号时，本发明通过补偿电路提供补偿信号，放大指纹采集电路所采集的指纹谷信号和指纹脊信号的信号差，进行电荷补偿，提高指纹识别的准确性，以及提高指纹图像的成像质量。本发明还可通过噪声抑制电路消除电路中的指纹噪声，以便于过滤所采集的指纹信号中的指纹噪声，进一步提高指纹识别的准确性和成像质量。

其中，所述指纹采集电路的输出端为节点A，并与积分运算电路的输入端连接，积分运算电路的输出端通过数模转换电路与控制器的指纹输入端连接，所述补偿电路的输出端与指纹采集电路的补偿端连接，其补偿控制端与控制器的补偿电路控制端连接，所述噪声抑制电路的测试信号输出端与节点A连接，其测试控制端与控制器的噪声测试控制端连接。

本发明所述指纹采集电路包括第一信号源、外部电极、检测传感器和隔离电极，所述外部电极的电源端与第一信号源连接，其输出端与检测传感器的第一输入端连接，所述检测传感器的第二输入端与隔离电极的输出端连接，所述隔离电极的输入端与指纹采集电路的补偿端连接，所述检测传感器的输出端与节点A连接。

本发明所述补偿电路包括电压缓冲器和补偿信号源，所述电压缓冲器的输入端与补偿信号源的输出端连接，其输出端与补偿电路的输出端连接，所述补偿信号源的控制端与控制器的补偿电路控制端连接。

如图5所示，图5描述了本发明中电压缓冲器的结构框图，所述电压缓冲器主要包括缓冲放大器、电压控制器、电平位移器、失真反馈电路和恒流电流源。其中，所述电压控制器的第一端与工作电源端VDD连接，其第二端与缓冲放大器的第一端连接，其第三端通过电平位移器与缓冲放大器的第二端连接。所述缓冲放大器的第二端还与电压缓冲器的输入端Vin连接，其第三端与电压缓冲器的输出端Vout连接。所述恒流电流源的第一端与缓冲放大器的第三端连接，其第二端通过失真反馈电路与电压缓冲器的输入端Vin连接，其第三端与模拟地对接，其偏置端接入偏置电压Vb。

如图6所示，图6描述了本发明中电压缓冲器的一种电路原理图，所述电压缓冲器可包括PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M3、PMOS管M4、电容C1和电容C2。其中，PMOS管M1相当于电压控制器，PMOS管M2相当于缓冲放大器，PMOS管M3和PMOS管M4相当于一个共源共删的恒流电流源，电容C1相当于电平位移器，电容C2相当于失真反馈电路。

所述PMOS管M1的漏极与工作电源端连接，其源极与PMOS管M2的漏极连接，其栅极通过电容C1与电压缓冲器的输入端连接。所述PMOS管M2的栅极与电压缓冲器的输入端连接，其源极与电压缓冲器的输出端连接。所述PMOS管M3的漏极与电压缓冲器的输出端连接，其源极与PMOS管M4的漏极连接，其栅极与偏置电压端Vb3连接。所述PMOS管M4的漏极与PMOS管M3的源极之间还通过电容C2与电压缓冲器的输入端连接，其源极与模拟地对接，其栅极与偏置电压端Vb4连接。

本发明所述噪声抑制电路包括第二信号源和噪声抑制电容器，所述噪声抑制电容器的第一端与节点A连接，其第二端与第二信号源连接，其容值设置端与控制器的噪声测试控制端连接。

如图7所示，本发明所述积分运算电路包括运算放大器、反馈电容器、电容C3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、调零电位器Rw、第四开关S4、第五开关S5和基准信号源。所述运算放大器的反向输入端通过电阻R1与第四开关S4的常闭端连接，所述第四开关S4的第一常开端与积分运算电路的输入端连接，所述第四开关S4的第二常开端与地对接；所述电容C3并联在运算放大器的反向输入端和输出端之间，所述运算放大器的输出端还通过电阻R3和第五开关S5与运算放大器的反向输入端连接。所述运算放大器的正向输入端通过电阻R2与基准信号源连接；所述运算放大器的输出端与积分运算电路的输出端连接；所述运算放大器的调零端的正负极之间并联调零电位器Rw；所述运算放大器的工作电压正极与工作电压端+Vc连接，其工作电压负极与工作电压端-Vc连接；所述调零电位器Rw的控制端与运算放大器的工作电压端-Vc连接。

闭合第四开关S4至第二常开端，闭合第五开关S5，对积分运算电路进行消振和调零，然后断开第五开关S5，调整调零电位器Rw，控制运算放大器的输出时间，一般的，降低运算放大器的输出时间，使运算放大器的输出随时间的变化尽量慢。再讲第四开关S4与第一常开端连接，控制器采集运算放大器的输出电压Vo1，经一定时间后，再将第四开关S4与第二常开端闭合，采集运算放大器的输出电压Vo2，根据输出电压Vo1和输出电压Vo2，判断积分运算电路的电压保持能力，若保持时间小于预设阈值，则继续调整调零电位器Rw，知道保持时间大于或等于预设阈值为止，以此使积分运算电路的保持一个高线性度、低漂移的状态。

本发明指纹识别模块还包括第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3，所述第一开关连接在指纹采集电路与补偿电路之间，所述第二开关连接在节点A与指纹采集电路之间，所述第三开关连接在节点A与噪声抑制电路之间，所述第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3的控制端分别与控制器的开关控制端连接，接收相应的开关控制信号。

本发明指纹识别模块还包括均与控制器连接的存储器和通信接口，所述存储器用于存储指纹数据、控制参数和/或控制指令，所述控制器通过通信接口与上位机进行数据交互。

本发明指纹识别模块的工作原理：指纹识别模块的手指接触面上排列多个外部电极，组成一个电极阵列，当手指接触指纹识别模块时，外部电极采集手指的指纹信号，包括指纹谷信号和指纹脊信号，且由于指纹谷与指纹脊的高度不同，导致指纹谷信号和指纹脊信号不同，指纹谷信号和指纹脊信号的差值也不同。具体包括以下多个步骤。

S1，电荷清零步骤：在手指未接触外部电极之前，闭合第一开关和第二开关，断开第三开关，进一步的，对于积分运算电路，还需闭合第五开关，将第四开关闭合至第一常开端，将指纹采集电路、补偿电路和积分运算电路中的电荷清零。

S2，噪声检测步骤：断开第二开关，闭合第三开关，控制器通过噪声测试控制端给噪声抑制电容器设置初始电容值，第二信号源输出方波信号或正弦波信号，使噪声抑制电容器上产生预定的电荷量，输出噪声检测信号，并通过积分运算电路和数模转换电路将噪声检测信号传送至控制器，由控制器判断该噪声检测信号是否为数模转换器的最大量程的一半，若不是，则调整噪声抑制电容器的电容值，直到满足该条件为止。

S3，指纹信号采集步骤：手指接触外部电极时，闭合第一开关、第二开关、第三开关，第一信号源发出方波信号，经过外部电极后变化为待测指纹信号V1，再经外部电极与检测传感器之间的寄生电容Cp1耦合到检测传感器，检测传感器输出外部电极和隔离电极之间的电荷差信号。

S4，信号补偿步骤：控制器控制补偿电路输出补偿信号V2，改变待测指纹信号V1中的正半周信号与负半周信号，其中，补偿信号V2的值为负半周信号的值的平均值，从而使得在补偿信号V2耦合到隔离电极时，检测传感器所输出的待测指纹信号V1中，负半周信号的值约等于零。

由于手指在接触外部电极时，不仅使外部电极与检测传感器的之间的寄生电容Cp1发生变化，手指还相当于一个噪声源将噪声引入后续电路，从而对指纹的识别产生影响，无法识别出正确的指纹图像，因此，在处理指纹信号时，需消除指纹信号所引入的指纹噪声。

S5，噪声抑制步骤：第二信号源输出方波信号或正弦波信号，噪声抑制电容器上产生预定的电荷量，输出噪声抑制信号，抑制指纹信号中的共模噪声。

S6，积分运算步骤：积分运算电路接收到补偿后的待测指纹信号V1和噪声抑制信号的叠加信号，经过预设的积分周期长度，输出指纹积分信号。

S7，数模转换器将指纹积分信号进行数模转换，并转发给控制器，控制器根据电压值计算得到对应的像素图像，再根据每个外部电极的像素图像生成所采集的指纹图像。

本发明可直接通过通信接口输出指纹图像数据，还可将采集的指纹图像与存储器中的预设指纹图像进行比较，通过通信接口输出相应的身份验证指令。

本发明还提出了一种基于指纹解锁的数据存储器，主要包括指纹采集电路、补偿电路、噪声抑制电路、积分运算电路、数模转换电路和控制器。

其中，所述指纹采集电路的输出端为节点A，并与积分运算电路的输入端连接，积分运算电路的输出端通过数模转换电路与控制器的指纹输入端连接，所述补偿电路的输出端与指纹采集电路的补偿端连接，其补偿控制端与控制器的补偿电路控制端连接，所述噪声抑制电路的测试信号输出端与节点A连接，其测试控制端与控制器的噪声测试控制端连接。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。