专利名称：一种车载硬盘监控系统及车载硬盘录像机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于智能交通技术领域，具体地说，是涉及ー种为确保车载硬盘安全运行而设计的车载硬盘监控系统以及车载硬盘录像机。
背景技术：
DVR是Digital Video Recorder的英文简称，即数字视频录像机或者数字硬盘录像机，习惯上称为硬盘录像机。它是ー套进行图像存储处理的计算机系统，具有对图 像和语音进行长时间录像、录音、远程监视和控制的功能。在目前智能交通系统的构建中，车载DVR被广泛应用在交通车辆上，并赋予了 GPS定位、车载娱乐播放、无线网传等附加功倉^:。车载DVR的工作环境是复杂多变的，根据实际測量结果显示，在夏天太阳直射的情况下温度可能会达到60°C以上，个别情况还可能会达到70°C以上；而我国北方的冬天低温则可能会降低到-20°C，甚至更低。硬盘作为一个商业级的部件，适合其工作的温度范围通常在5 55°C之间，不同厂家生产的硬盘其工作的温度范围可能略有不同，因此，作为车载DVR中的硬盘，其工作的环境温度经常会超出其规定的温度范围。硬盘在这种环境下工作，不但不能保证数据读写的准确性，甚至还会损坏硬盘。而目前应用于智能交通领域的车载DVR,都没有对硬盘在硬件上做特殊处理，只是在软件上采取ー些容错算法，因此不能对硬盘起到有效地保护作用，严重影响了车载DVR的使用寿命。
发明内容本实用新型为了避免由于环境温度过高或者过低对硬盘造成的损坏，提供了ー种车载硬盘监控系统，采用在极端温度条件下控制硬盘停止工作的处理方式，达到了保护硬盘的设计目的。为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现一种车载硬盘监控系统，包括硬盘、处理器単元、温度传感器、辅助存储介质、以及与硬盘连接的硬盘电源管理模块；所述温度传感器检测硬盘所处的环境温度，并传输至处理器单元；所述处理器单元连接硬盘和辅助存储介质，并在检测到环境温度超出设定范围时输出控制信号至所述的硬盘电源管理模块，控制硬盘电源管理模块切断硬盘电源，切換至辅助存储介质进行数据存储。进ー步的，所述处理器単元包括主CPU芯片和从CPU芯片，所述主CPU芯片连接所述的硬盘和辅助存储介质，所述从CPU芯片连接所述的温度传感器和硬盘电源管理模块。又进ー步的，所述主CPU芯片和从CPU芯片通过UART总线连接通信，在从CPU芯片检测到环境温度超出设定范围时，通知主CPU芯片切换至辅助存储介质进行数据的读写操作。优选的，所述主CPU芯片通过SATA接ロ连接所述的硬盘；通过并行总线连接所述的辅助存储介质。[0010]其中，所述辅助存储介质优选采用温度性能较好的SD卡。再进ー步的，所述温度传感器为测量温度范围在-40°C至125°C的模拟感温芯片，连接所述从CPU芯片的ADC接ロ。更进一歩的，在所述硬盘电源管理模块中包含有一开关元件，所述开关元件的控制端连接从CPU，接收从CPU输出的控制信号，开关元件的开关通路连接在硬盘电源与硬盘的电源端子之间。优选的，所述开关元件优选采用P沟道MOS管，其栅极连接从CPU的GPIO ロ，源极连接硬盘电源，漏极连接所述硬盘的电源端子。基于上述车载硬盘监控系统的组建结构，本实用新型还提供了一种车载硬盘录像机，内置有硬盘、处理器単元、温度传感器、辅助存储介质、以及与硬盘连接的硬盘电源管理模块；所述温度传感器检测硬盘所处的环境温度，并传输至处理器単元；所述处理器単元连接硬盘和辅助存储介质，并在检测到环境温度超出设定范围时输出控制信号至所述的硬盘电源管理模块，控制硬盘电源管理模块切断硬盘电源，切换至辅助存储介质进行数据存储。与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是本实用新型通过对车载硬盘所处的环境温度进行实时检测，并在环境温度超出硬盘所规定的工作温度范围时切断硬盘的电源供应，控制硬盘停止工作，将数据的存储任务切换至温度性能相对较好的辅助存储介质完成，由此在确保数据完整存储的同时，避免了由于环境温度过高或者过低对硬盘造成的损坏，达到了保护硬盘，确保数据准确读写的设计目的。结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
图I是本实用新型所提出的车载硬盘监控系统的总体架构图；图2是本实用新型所提出的车载硬盘监控系统的ー种实施例的电路原理框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细地描述。实施例一,本实施例为了使车载硬盘工作在安全的温度范围内，确保硬盘安全运行，在车载DVR设备中内置温度传感器和硬盘电源管理模块，采用软硬件结合的处理方式，构建形成车载硬盘监控系统。利用温度传感器实时检测车载DVR内部硬盘所处的环境温度，并在环境温度过高或者过低时，通过采用控制硬盘停止工作的方式来避免硬盘发生损坏，进而达到了保护车载硬盘的设计目的。本实施例的车载硬盘监控系统主要包括硬盘、处理器単元、温度传感器、硬盘电源管理模块和辅助存储介质等部分，參见图I所示。其中，温度传感器用于检测车载硬盘所处的环境温度，针对车载DVR设备来说，可以直接将其内置于车载DVR中，以提高温度检测的准确度。将通过温度传感器检测到的环境温度传输至处理器単元，与预先设定的温度范围进行比较(所述温度范围可以根据系统中所选用的车载硬盘的安全工作温度范围具体确定)，若超出设定的温度范围，则认为硬盘当前处于极端温度条件下。为了避免硬盘遭受损坏，通过处理器単元生成控制信号输出至硬盘电源管理模块，控制硬盘电源管理模块关断硬盘电源，使硬盘断电停止运行，进而达到保护硬盘的设计目的。在硬盘断电停止运行的期间内，为了确保数据能够正常存储，采用温度性能相对较好的辅助存储介质(例如SD卡等)连接所述的处理器单元，将数据的存储任务切换至辅助存储介质，并将相关的切换记录写入系统日志。待环境温度重新进入适合硬盘工作的温度范围内时，处理器単元重新将数据的存储介质切换回硬盘，并在系统日志中记录相关的切換记录。由此ー来，当系统需要读取存储的数据时，例如要播放存储在车载DVR中的音视频文件时，可以根据系统日志中写入的切换记录到硬盘或者辅助存储介质中读取相应的数据，实现数据读取的连续性，即实现音视频文件的连贯播放。针对车载DVR设备来时，可以利用其内部配置的主CPU芯片和从CPU芯片共同构建所述的处理器单元，參见图2所示。其中，将主CPU芯片连接硬盘和辅助存储介质，本实 施例以SD卡作为所述的辅助存储介质为例进行说明，负责对硬盘和SD卡进行数据的读写操作；将从CPU芯片连接温度传感器和硬盘电源管理模块，负责根据环境温度对硬盘进行通断电控制，实现对硬盘的保护。主从CPU芯片之间通过串ロ连接通信，比如可以采用UART总线或者I2C总线通信方式等，在从CPU芯片对硬盘的工作状态进行切换时，可以及时通知主CPU芯片切换存储介质，确保数据完整存储。在本实施例中，考虑到车载DVR的工作环境温度可能会在_20°C至70°C之间，为了在任一时刻都能获得准确的温度采样值，所述温度传感器优选采用測量温度范围在-40°C至125°C的精密模拟感温芯片，实时采集设备内部温度，并生成线性正比于采样温度的输出电压，传输至从CPU芯片的ADC接ロ，进而利用从CPU芯片中集成的模数转换器将模拟电压信号转换成与之对应的温度数据，并通过软件滤波的方法去除瞬间的温度跳变，然后再与从CPU芯片中保存的设定温度范围进行比较，以判断出当前车载DVR设备中的环境温度是否超出了硬盘安全工作的温度范围。对于硬盘电源管理模块，可以采用开关元件进行搭建。本实施例以P沟道MOS管为例进行说明，将MOS管的栅极连接从CPU芯片，具体可以连接至从CPU芯片的GPIO ロ，并与硬盘电源(例如+5V直流电源)相连接；将MOS管的源极连接所述的硬盘电源，漏极连接硬盘的电源端子。当温度传感器检测到环境温度正常时，从CPU芯片通过其GPIO ロ发出低电平控制信号，控制MOS管饱和导通，进而连通硬盘的供电回路，利用硬盘电源为硬盘供电，控制硬盘进入通电工作状态，并通知主CPU芯片将硬盘作为存储介质，将数据保存至硬盘中。当车载DVR设备运行的过程中，若从CPU芯片检测到通过温度传感器反馈的环境温度采样值超出了设定的温度范围，则通过其GPIO ロ输出高电平控制信号，控制MOS管截止，切断硬盘的供电回路，使硬盘断电停止运行，进入保护状态。同时，从CPU芯片通过串ロ通知主CPU芯片将数据切换至SD卡保存，并将相关的切换记录写入系统日志。当然，所述硬盘电源管理模块也可以采用晶体管、继电器等其他多种开关元件搭建实现，只需将开关元件的开关通路连接在硬盘电源与硬盘的电源端子之间，开关元件的控制端连接从CPU芯片的GPIO ロ，接收从CPU芯片发出的控制指令即可，本实施例并不仅限于以上举例。由上述的工作过程可以看出，由于写入到系统中的数据有可能存储在硬盘中，也有可能存储在SD卡中，因此，为了确保数据输出的连贯完整性，本实施例在车载DVR设备输出数据的过程中，例如播放音视频文件时，若发生环境温度超出硬盘安全工作温度的情況，则采用控制车载DVR关机的处理方式，以避免车载硬盘发生损坏，确保设备安全运行。在本实施例中，所述从CPU芯片优选采用ー颗基于ARM的微控制器，例如运行频率高达 72MHz 的 LPC2364 芯片，集成有 10/100 Ethernet MAC, USB 2. 0 全速接 ロ、4 个 UART 接ロ、2路CAN通道、I个SPI接ロ、2个同步串行端ロ SSP、3个I2C总线接口和I个I2S接ロ，其工作的温度范围可以达到-40°C至85°C，适合在车载设备中开发应用。作为ー种优选设计方案，所述主CPU芯片优选通过SATA接ロ(即串行ATA硬盘接ロ)连接所述的硬盘，通过并行总线连接所述的SD卡，以实现数据的高速读写操作。本实用新型的车载硬盘监控系统采用软硬件结合的方式设计实现，结构简単，易于实现，在确保硬盘安全运行方面效果显著，尤其适合应用在车载DVR设备中，以提高设备运行的可靠性。 当然，以上所述仅是本实用新型的ー种优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种车载硬盘监控系统，其特征在于包括硬盘、处理器单元、温度传感器、辅助存储介质、以及与硬盘连接的硬盘电源管理模块；所述温度传感器检测硬盘所处的环境温度，并传输至处理器单元；所述处理器单元连接硬盘和辅助存储介质，并在检测到环境温度超出设定范围时输出控制信号至所述的硬盘电源管理模块，控制硬盘电源管理模块切断硬盘电源，切换至辅助存储介质进行数据存储。
2.根据权利要求I所述的车载硬盘监控系统，其特征在于所述处理器单元包括主CPU芯片和从CPU芯片，所述主CPU芯片连接所述的硬盘和辅助存储介质，所述从CPU芯片连接所述的温度传感器和硬盘电源管理模块。
3.根据权利要求2所述的车载硬盘监控系统，其特征在于所述主CPU芯片和从CPU芯片通过UART总线连接通信。
4.根据权利要求2所述的车载硬盘监控系统，其特征在于所述主CPU芯片通过SATA接口连接所述的硬盘。
5.根据权利要求2所述的车载硬盘监控系统，其特征在于所述主CPU芯片通过并行总线连接所述的辅助存储介质。
6.根据权利要求5所述的车载硬盘监控系统，其特征在于所述辅助存储介质为SD卡。
7.根据权利要求2所述的车载硬盘监控系统，其特征在于所述温度传感器为测量温度范围在_40°C至125°C的模拟感温芯片，连接所述从CPU芯片的ADC接口。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的车载硬盘监控系统，其特征在于在所述硬盘电源管理模块中包含有一开关元件，所述开关元件的控制端连接从CPU，接收从CPU输出的控制信号，开关元件的开关通路连接在硬盘电源与硬盘的电源端子之间。
9.根据权利要求8所述的车载硬盘监控系统，其特征在于所述开关元件为P沟道MOS管，其栅极连接从CPU的GPIO 口，源极连接硬盘电源，漏极连接所述硬盘的电源端子。
10.一种车载硬盘录像机，其特征在于包含有如权利要求I至9中任一项权利要求所述的车载硬盘监控系统。
专利摘要本实用新型公开了一种车载硬盘监控系统及车载硬盘录像机，包括处理器单元、温度传感器、辅助存储介质、以及与硬盘连接的硬盘电源管理模块；所述温度传感器检测硬盘所处的环境温度，并传输至处理器单元；所述处理器单元连接硬盘和辅助存储介质，并在检测到环境温度超出设定范围时输出控制信号至所述的硬盘电源管理模块，控制硬盘电源管理模块切断硬盘电源，切换至辅助存储介质进行数据存储。本实用新型通过对车载硬盘所处的环境温度进行实时检测，并在环境温度超出硬盘所规定的工作温度范围时切断硬盘的电源供应，控制硬盘停止工作，将数据的存储任务切换至温度性能相对较好的辅助存储介质完成，由此达到了保护硬盘的设计目的。
文档编号H04N5/907GK202422747SQ201220037779
公开日2012年9月5日 申请日期2012年2月7日 优先权日2012年2月7日
发明者于水川, 朱中, 李月高 申请人:青岛海信网络科技股份有限公司