CN108885605A - 用于存储和查看数据的小型独立网络设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于存储和查看数据的小型独立网络设备，用于在现场和静态两种条件下收集和存档各种来源的数据，然后在不同设备之间交换数据，并且在内置信息显示设备和外接信息显示设备例如监视器、电视机或投影仪上查看数据。本发明包括中央处理器、随机存取存储器、长期存储设备、用于与外部物理数据载体交互的模块、无线通信模块、独立电源以及内部显示器，还包括认证模块、音频模块以及高分辨率多媒体数据传输模块。内置显示器是高分辨率触摸显示器，本设备的运行由本设备的操作系统来控制，能够控制其各模块的运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种小型独立网络数据存储和查看设备，用于在现场和静态两种条件下收集和存档各种来源的数据，然后在不同设备之间交换数据，并且在内置和外接两种显示设备(监视器、电视机或投影仪)上查看数据。
背景技术
目前，存储在各种设备上的数据量呈指数增长，导致两个主要问题：与长期数据存储有关的问题，以及与今后使用这些数据有关的问题。例如，照相机和摄像机传感器的分辨率的提高，特别是在移动设备上的提高，导致媒体文件的数量和大小呈指数增长。可用的高质量音频设备需要更大大小的更高音质的素材。这种增长比移动电话的内部存储器容量的增长或照片和视频设备中使用的存储卡的增长快得多，并且比环境中异构无线数据基础设施的带宽增长速度快。使用高分辨率的可能性导致希望以具有冗余信息和无压缩的格式来创建和存储具有高质量图像的视频和照片素材，例如：RAW(“原始”，即没有任何改变)，无损7.1音频(8通道音频流，无压缩，无质量损失)，UHDTV(Ultra-High DefinitionTelevision，超高清电视)，3D(三维视频)，具有可变深度的照片等，这导致所需的存储器容量呈指数增长。创建和使用各种数据的最新模式包括对在各种设备之间进行数据传输的广泛应用。例如，在移动电话或照相机上创建的数据、音频视频数据等经常被传输到计算机进行编辑或存储，或者传输到第三方服务器进行因特网发布等。为了舒适地进行海量数据处理，需要高数据传输速率，其结果是，家庭无线网络带宽不足，更不用说移动网络、因特网或公共网络服务的带宽。第二个问题是：如果没有云数据同步(数据同步意味着根据创建日期或最后修改日期在不同的存储位置维护数据安全)，一旦移动设备丢失或损坏，则它上面所存储的全部数据可能丢失。通常，这种数据阵列存储在家庭计算机或外部硬盘驱动器上。如果必须更换计算机，则必须将大量数据阵列传输到新位置。这导致需要数据存档或同步。能够通过网络服务来访问的所谓的网络连接存储(network attached storages，NAS)能够部分地解决这个问题。如果需要访问大量大媒体文件(幻灯片、UHDTV等)，则由于网络带宽原因而存在时间延迟问题。如果在公共场所进行访问，则无线网络带宽问题尤其突出，因此，当存储卡或移动设备存储器已满时，需要新的存储卡或计算机将文件传输到驱动器。如果某人离开了其家庭本地网络或家庭计算机，则可能存在与需要进行额外操作来存档或同步数据以及确保今后访问这些存档有关的问题。在网络存档的情况下，带宽存在问题，这是因为如果通过本地网络进行访问，则通常在计算机或移动设备的屏幕上查看内容。如果在外部硬盘驱动器上存储存档，则可能存在从其它设备访问存档内容的问题，以及限制分组查看(group viewing)的问题。上述诸多问题需要用户具有特殊的技巧。
已知一种NextoDI公司的NSB-25设备(http://www.nextodi.com/product/en_nsb25.html)，它允许从存储卡到内部硬盘驱动器的现场数据复制，然后在内置LCD屏幕或监视器、电视或投影仪等外部显示设备上查看数据。但是，该设备不允许通过本地网络或因特网进行数据交换以便在其它设备上或使用网络服务来进行使用。
还已知一种Sanho公司的HyperDrive ColorSpace UDMA2设备(http://www.hypershop.com/products/hyperdrive-colorspace-udma3)，它允许从存储卡到内部硬盘驱动器的现场数据复制，然后在内置LCD屏幕或外部设备的web浏览器上查看数据。但是，该设备不允许通过本地网络或因特网与其它设备或网络服务进行数据交换，不允许在监视器、电视或投影仪等外部显示设备上显示信息。
已知一种记载在US2003/0120756A1中的设备(Icp Electronics Inc.，2003年6月26日)，其涉及一种移动网络连接存储，即，通过客户端浏览器来访问的数据存储设备。但是，该设备不允许通过本地网络或因特网与其它设备或网络服务或存储卡、USB记忆棒等外部数据存储介质进行数据交换，也不允许在监视器、电视或投影仪等外部显示设备上显示信息。
已知一种记载在US2015/0304707(2015年10月22日)中的作为私人家庭云中心(private home cloud hub)的设备，以及家庭云基础设施(home cloud infrastructure)的方法和系统，它能够避免使用公共云服务而产生的问题。该发明的基本思想是使用专用软件，该专用软件提供从各种设备对云数据进行访问，例如计算机、电话或具有内置通信模块的任何其它设备。但是，该专利没有公开能够与其它设备和存储卡交换数据或在外部显示设备上显示信息的小型独立设备，而仅仅实现了将各种设备组合到家庭云结构中的概念。
已知一种NextoDI公司的NVS2825设备(http://www.nextodi.com/product/en_nvs2825.html)，它允许从存储卡到长期存储设备的现场数据复制，能够以后在内置屏幕或外部设备的Web浏览器上查看数据。但是，该设备不包含认证工具，也没有用于查看全部数据的屏幕，也没有通过无线接口使用本地网络或因特网或通过近场无线通信与其它设备或网络服务进行先进数据交换的能力(存档、修改时间同步等)，也不能在监视器、电视或投影仪等外部显示设备上显示信息。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种小型独立网络数据存储和查看设备，其具有用户认证功能，能够与各种数据源进行物理和/或无线连接以进行数据交换、存储和在设备内置的屏幕和/或外部设备的屏幕上进行查看。
为了在任意方便的地点以方便的访问方式来对数据进行交换，本发明的小型独立网络数据存储和查看设备的尺寸是便携式的尺寸，因为具有独立电源，因而便于携带和在方便的地点使用。为了确保所存储数据的安全，本设备包括认证模块，借助于指纹扫描、虹膜扫描等，本设备自身能够对用户进行认证，从而确保所存储数据的访问安全。为了在方便的地点查看和处理所存储的数据，本设备自身包括视频显示单元(屏幕、内置显示器)和音频系统(音频模块)。本设备包括用于与外部数据介质交互的模块，从而处理物理介质上的数据，物理介质例如是USB闪存驱动器(具有通用串行总线的数据存储介质)、外部硬盘驱动器、SD卡(Secure Digital Card，安全数字卡)、MMC(多媒体卡)、记忆棒、CF卡等。为了存储数据，本设备包括长期存储器，例如是硬盘驱动器和/或固态盘等。为了与具有无线数据传输或者连接到本地网络或因特网的其它设备交换数据，本设备包括无线通信模块，支持经由无线通信线路的数据传输，例如WiFi、蓝牙、NFC(近场通信)、Li-Fi(Light Fidelity(光保真)，即光无线数据传输技术)等。为了舒适地处理所存储的数据，本设备包括多媒体模块，与HDMI、DVI(Digital Video Interface，数字视频接口)、MHL(Mobile-High-Definition，移动高保真)等多媒体接口协作，允许将本设备连接到外部高分辨率显示设备。
特别是，本设备允许被认证了的用户与其它用户交换数据，允许在静态环境中和直接在数据创建场所(例如旅行时、参加各种活动时等)两种环境下存储数据。当在静态环境中使用时，本设备提供与连接到本设备的各种物理数据介质之间的数据交换，以及与各种远程设备之间的数据交换。当连接到外部显示设备时，本设备允许以分组友好的方式(group-friendly form)查看所存储的数据。
本设备(图1)大体包括：中央处理单元；随机存取存储器(RAM)；长期存储器；至少一个与外部数据介质交互的模块；至少一个无线通信模块；至少一个认证模块；至少一个多媒体模块；至少一个音频系统；至少一个信息显示单元；以及至少一个独立电源。处理器的运行由本设备的操作系统来确保，控制全部模块和外部设备的运行。RAM用于加速操作系统的运行。长期存储器例如是硬盘驱动器和/或固态盘等，存储全部用户数据以及操作系统文件，包括监视和协调各模块(设备)的运行的程序和设备进行数据处理的要素，例如设备模块活动监视程序、认证程序、数据处理程序等。
本设备还包括用于与外部物理介质交互的模块，提供与SD存储卡、MMC、CF卡、记忆棒、USB闪存驱动器、外部硬盘驱动器等外部存储介质(图2)之间的数据交换。当外部数据介质通过交互模块连接到本设备时，本设备的模块活动监视程序检测到新的连接，启动认证模块。在认证成功的情况下，本设备通过内置显示设备上的用户界面提示用户选择所需的动作，例如数据复制、数据传输、数据创建时间同步、浏览等。当用户选择了所需的动作时，在外部物理数据载体与本设备之间进行数据交换。由于各种存储设备的运行速度不同，操作系统能够预先复制数据到RAM从而加速数据交换处理。通过内置的无线通信模块，本设备在具有无线数据交换模块或不具有无线数据交换模块但连接到提供通信的网络基础设施的网络服务之间或其它外部设备之间交换数据。设备模块活动监视程序持续检查无线通信模块的活动，在检测到活动的情况下，尝试通过近场无线通信(蓝牙、NFC等)和/或通过本地网络和/或因特网(通过WiFi、4G、5G(通过移动通信进行数据传输)等)建立与配对(链路、耦合、连接)设备(即，预先协调了数据交换的设备)之间的通信。当检测到对因特网以及对Yandex.Disk、Twitter、Facebook等其它网络服务的访问时，本设备与使用无线模块的对等网络协调服务器交换数据以更新与配对数据有关的信息。此外，本设备配备有支持HDMI和/或DVI和/或MHL等高分辨率图像传输技术的多媒体模块。当连接到监视器和/或电视和/或投影仪等外部显示设备(图2)的多媒体模块时，本设备的模块活动监视程序启动认证模块，在认证成功的情况下，经由支持高分辨率标准的多媒体模块将图像从内置屏幕显示到外部显示设备。因此，本设备允许以高质量和分组友好的方式查看所存储的数据。独立电源允许在现场使用本设备。
电源控制程序管理本设备的内置模块的供电，监视独立电源的充电，以及本设备的主电源运行情况。
设备模块活动监视程序注册设备模块的活动，例如外部设备尝试通过无线通信线路连接到本设备的无线模块，或者网络服务的尝试，或者对等协调服务器的尝试，连接到外部数据介质的外部数据介质交互模块，连接到外部显示设备的多媒体模块，将本设备连接到主电源等。如果检测到某个模块的活动，则程序将控制权移交给认证程序。
用户认证程序操作认证模块。通过使用认证程序，创建本设备的新用户，以及编辑用户凭证。当创建新用户时，程序从认证模块接收凭证(指纹或视网膜的数字图像等)，将其存储在长期存储器中。为了访问本设备，认证程序从认证模块请求凭证，将其与存储在长期存储器中的凭证进行比较。在凭证一致的情况下，认证成功，将控制器移交给数据处理程序。
数据处理程序对于在不同设备或网络服务之间进行的数据交互进行配置和设置参数，提供数据查看，使用数据进行各种处理(复制、移动、删除等)。
附图说明
图1示出本发明的小型独立网络数据存储和查看设备的内部结构。
图2示出本设备与外部设备或网络服务的交互图。
具体实施方式
本小型独立网络数据存储和查看设备10(图1)的中心组件是处理器11，设备的操作系统基于处理器11而运行。操作系统控制全部程序(包括电源控制程序、设备模块活动监视程序、用户认证程序、数据处理程序等)、模块和设备的运行。为了加速操作系统和程序的运行，本设备包括随机存取存储器12。长期存储器13存储全部用户数据以及操作系统和程序文件。通过外部存储介质交互模块14，本设备能够与SD存储卡、MMC、CF卡(compactflash)、记忆棒、USB闪存驱动器、外部硬盘驱动器等外部存储介质21交换数据。为此，当经由外部物理数据介质交互模块14将外部物理数据介质21连接到设备10时，本设备的模块活动监视程序检测到新的连接，并且启动用于启动设备认证模块15的用户认证程序。用户输入他们的凭证，例如将指纹输入到指纹扫描仪，认证程序将所接收到的凭证与存储在长期存储器13中的用户凭证进行比较。在认证成功的情况下，启动数据处理程序，允许用户通过内部数据显示器16上的用户界面选择所需的动作，例如数据复制、数据传输、数据创建时间同步、浏览等。当用户选择了所需的动作时，数据处理程序开始在外部物理数据介质21与设备10之间的数据交换处理。由于各种存储设备的运行速度不同，操作系统能够预先复制数据到RAM 12从而加速数据交换处理。要存储到设备10中的数据被记录在长期存储器13中。通过无线通信模块17，设备10在具有无线通信模块或不具有无线通信模块但连接到网络基础设施的其它外部设备23、24之间与网络服务25交换数据。设备模块活动监视程序持续检查无线通信模块17的活动，在检测到活动的情况下，尝试通过近场无线通信(蓝牙、NFC等)和/或通过本地网络和/或因特网27(通过WiFi、4G、5G(通过移动通信进行数据传输)等)配对设备23、24(即，预先协调了通信的设备)。当检测到对因特网27以及对Yandex.Disk、Twitter、Facebook等其它网络服务25的访问时，设备10与对等网络协调服务器26交换数据以更新与配对设备23、24有关的信息和用于交换的数据。多媒体模块18可以包括HDMI和/或DVI和/或MHL等接口。当经由多媒体模块18连接监视器和/或电视和/或投影仪等外部显示设备22时，设备模块活动监视程序启动用户认证程序，用户认证程序启动设备认证模块15。用户输入他们的凭证，例如将指纹输入到指纹扫描仪，认证程序将所接收到的凭证与存储在设备10中的用户凭证进行比较。在认证成功的情况下，用户所选择的数据开始显示在外部显示设备22上，因而允许以高质量和高便利性查看存储在设备10中的数据，从而进行分组查看。独立电源20(例如电池)允许设备10在现场条件下操作。设备10的电源控制程序控制设备内置模块11～20的供电，并且还监视电池20的充电。
图2示出设备10与其它外部设备21～26的交互。能够通过物理连接和通过无线基础设施27～28来执行交互。可以将至少一个外部存储设备21、至少一个信息外部显示设备22(监视器、投影仪等)和至少一个计算机系统结构23连接到本设备，与之的数据交换通过本地网络或因特网27来执行。可以将至少一个网络服务25(Facebook、Instagram、Dropbox、Netflix、Twitter、VKontakte等)连接到设备10，与之的数据交换通过本地网络或因特网27来执行。可以将至少一个对等网络协调服务器26和至少一个移动设备25(例如，平板电脑、移动电话、照相机等)连接到本设备，与之的数据交换通过本地网络或因特网27来执行，或者通过近场无线通信28(蓝牙、NFC等)来执行。
为了在设备10与物理介质21之间进行数据交换，经由外部数据介质交互模块14连接物理介质21，物理介质21例如是USB闪存驱动器(具有通用串行总线的数据存储设备)、外部硬盘驱动器、SD卡(Secure Digital Card，安全数字卡)、MMC(多媒体卡)、记忆棒、CF卡等。设备10的模块活动监视程序检测到新的连接，并且启动用于启动设备认证模块15的用户认证程序。用户输入他们的凭证，认证程序将所接收到的凭证与存储在设备10中的用户凭证进行比较。在认证成功的情况下，启动数据处理程序，允许对数据执行各种操作，例如复制、传输、修改日期同步、查看等。此外，通过使用数据处理程序，能够建立设备或服务之间的数据配对。
为了进行设备10与外部设备23、24或与网络服务25之间的数据交换，配置用于进行交换的数据配对。为此，在认证成功之后，通过使用认证程序，在设备10上启动数据处理程序，确定用于进行交换的数据和参数(复制、移动、修改日期同步等)。之后，数据处理程序生成用于进行数据交换的秘密访问密钥，该访问密钥经由无线通信模块17和本地网络或因特网27被传输到对等网络协调服务器26。同时，该访问密钥通过第三方信息交换方式例如语音通信、短消息服务、电子邮件等被传输到目标外部设备的用户。在接收到了私有访问密钥之后，配对设备23、24的用户开始其数据处理程序的副本，输入秘密访问密钥。配对设备23、24的数据处理程序经由本地网络或因特网27将该密钥传输到对等网络协调服务器26，作为响应，它接收关于交换参数和数据位置的信息。之后，设备配对完成，能够自动执行后续数据交换。以相同的方式，外部设备23、24的用户能够通过使用其数据处理程序的副本来启动与其它设备(例如，与设备10)的数据配对处理。
在设备10的模块活动监视程序检测到无线通信模块17的活动之后，执行经由无线通信模块17通过近场无线通信线路(蓝牙、NFC等)的数据交换，这启动了用户认证程序。在认证成功之后，启动数据处理程序，其交换配对数据或允许设置新数据配对。当第一次连接到因特网27时，数据配对信息将被传输到对等网络协调服务器26。之后能够借助于无线通信模块17经由本地网络或因特网27在设备之间交换数据。
通过更改文件和文件夹的属性，例如文件创建日期、文件名、地理标记、服务或文件夹成员资格属性以及数据处理程序中的其它属性，用户影响为了查看而显示的数据的排序结果，还影响在各种配对数据之间的数据交换的参数，例如配对数据表、与其它设备交换数据的限制等。
独立电源20允许在任何方便的地方使用设备10。在静态条件下，设备10可以从主控室进行操作。
假设大部分时间处于静态条件下，设备10经由多媒体模块18连接到高分辨率信息外部显示设备22，例如电视、监视器或投影仪，允许从长期存储器13查看大量高质量的媒体文件，没有因在设备之间经由无线通信线路27、28进行数据传输而引起的延迟。如果数据在设备之间配对，则存储在配对设备之一的存储器中并且受配对条件(位置、配对设备表、修改时间同步等)影响的新数据能够被传输到其它配对设备，并且被显示以供查看。
Claims (28)
1.一种小型独立网络数据存储和查看设备，包括：
具有随机存取存储器的中央处理单元；
长期存储器；
用于与外部物理数据介质交互的模块；
无线通信模块；
独立电源；
内部显示器；以及
音频模块，
所述小型独立网络数据存储和查看设备还包括：
认证模块，用于将用户数据输入到所述长期存储器中，所述中央处理单元用于从所述长期存储器中请求认证数据，将所请求的认证数据与用户输入数据进行比较，并且在认证成功的情况下将控制权移交给数据处理程序；以及
高分辨率多媒体数据传输模块；
所述无线通信模块包括：
近场通信介质，用于将多媒体数据从外部设备收集到所述长期存储器以及与外部设备交换存储在所述长期存储器中的多媒体数据，从而分组使用多媒体数据和维护多媒体数据的实时性；以及
因特网中的通信介质，用于从远程设备收集多媒体数据并将所述多媒体数据记录到所述长期存储器中，以及与其它远程设备交换存储在所述长期存储器中的多媒体数据，从而分组使用多媒体数据和维护多媒体数据的实时性，
内置的显示器是高分辨率触摸屏，
所述中央处理单元用于监视和控制各模块的活动和运行，以及与外部设备的连接。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述长期存储器是硬盘驱动器和/或固态盘。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，用于与外部物理介质交互的模块提供与SD存储卡和/或MMC和/或CF卡和/或记忆棒和/或USB闪存驱动器和/或外部硬盘驱动器的数据交换。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述近场通信介质包括内置蓝牙设备和/或NFC和/或无线个人网络设备。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述外部设备包括移动电话和/或平板电脑和/或照相机和/或支持近场通信的设备。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述因特网接入设备包括内置WiFi设备。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述因特网接入设备包括内置LiFi设备。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述因特网接入设备包括支持数字数据传输技术的内置移动设备。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述内置移动设备包括支持数字数据传输技术的4G设备。
10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述内置移动设备包括支持数字数据传输技术的5G设备。
11.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述因特网接入设备允许与使用网络服务的对等网络中的设备交换数据。
12.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述因特网接入设备允许与使用云存储的对等网络中的设备交换数据。
13.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述因特网接入设备允许与使用因特网网络服务的对等网络中的设备交换数据。
14.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述因特网接入设备允许与使用因特网社交网络的对等网络中的设备交换数据。
15.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述因特网接入设备允许与使用网络服务的混合网络中的设备交换数据。
16.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述因特网接入设备允许与使用云存储的混合网络中的设备交换数据。
17.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述因特网接入设备允许与使用因特网网络服务的混合网络中的设备交换数据。
18.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述因特网接入设备允许与使用因特网社交网络的混合网络中的设备交换数据。
19.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述内置设备用于使用用户的指纹和/或视网膜的数字图像进行认证，并且用作所述认证模块。
20.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述高分辨率多媒体数据传输模块包括高分辨率数字视频数据和多通道数字音频信号传输设备。
21.根据权利要求20所述的设备，其特征在于，具有HDMI和/或DVI和/或MHL接口的所述内置装置用作支持高分辨率数字视频数据和多通道数字音频信号传输的设备。
22.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括用于高分辨率多媒体数据的外部显示设备。
23.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，所述外部高分辨率多媒体显示设备允许分组查看。
24.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述音频模块包括扬声器。
25.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备的尺寸是所述设备能够作为便携式设备来使用。
26.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述独立电源允许在现场操作所述设备。
27.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述触摸屏允许显示高分辨率视觉信息。
28.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述触摸屏允许用户输入数据。
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