專利名稱：兼具鼠標功能的智能閃存u盤及其實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種存儲器裝置，尤其涉及一種藉由通用串行總線控制器進行計算機
控制的多應(yīng)用外部存儲器裝置。
背景技術(shù)：
隨著計算機的普及和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，尤其是筆記本電腦、掌上PDA以及各 種需要搭配存儲裝置的游戲機比例高速增長，閃存U盤(簡稱U盤或優(yōu)盤)也越來越成為 用戶必備的電子外設(shè)附件。它具有眾所周知的體積小巧、存儲容量大、兼容性強，且便于攜 帶等諸多優(yōu)點。而鼠標、游戲操縱桿和電子教鞭也已是計算機的標準化或常用外設(shè)。特別 對于筆記本電腦用戶出行使用來說，通常需要攜帶上述多個不同的設(shè)備，方能使用這些不 同的功能；尤其這些設(shè)備一般都通過通用串行總線控制器(USB)接入電腦，各自占用數(shù)量 有限的USB連接座(端口)，不僅浪費了寶貴的計算機資源，也給用戶攜帶、組裝造成很大不 便。常規(guī)的閃存U盤內(nèi)數(shù)據(jù)缺乏安全保障，當(dāng)與之插接的電腦與網(wǎng)絡(luò)相連時，該閃存U盤極 易成為計算機病毒侵占、棲身之所，對其在其他計算機上的延伸使用埋下隱患。此外，通常 意義上的鼠標作為最常用的電腦附件一般采用光學(xué)或機械的原理，但無論采用何種原理的 鼠標，其使用時必須有支撐物體(如桌面等)作為輔助才能使用，從而限制了其使用場合的 任意性。例如，久臥病榻的病人或習(xí)慣于臥床使用電腦的情況，由于鼠標難以找到合適的依 托面，故而對電腦使用造成了極大的不便；又例如一些藉由筆記本電腦投影演示的工作會 議，主持人員忙碌于電腦操作及電子教鞭指示之間，使得會議效率受到很大局限。為此，尋 求一種發(fā)揮閃存U盤在數(shù)據(jù)存儲功能之外，兼具鼠標、游戲操縱桿控制功能及電子教鞭指 示功能的智能閃存U盤，便成為從事計算機外設(shè)開發(fā)人員的一個重要而迫切的研究方向。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有便攜式存儲裝置及的諸多不足，本發(fā)明的目的在于提供一種兼具
鼠標功能的智能閃存U盤及其實現(xiàn)方法，整合閃存、鼠標、游戲操縱桿、電子教鞭及基于指
紋識別技術(shù)的文件加、解密等多功能于一體。
本發(fā)明的目的，是通過如下裝置性技術(shù)方案實現(xiàn)的 —種兼具鼠標功能的智能閃存U盤，其特征在于包括指紋傳感器(U》，用于感應(yīng) 手指移動方向及點擊動作的鼠標操控，以及獲取指紋圖像的采集識別；一閃存芯片(U2a)， 用于存儲用戶資料和應(yīng)用程序；USB控制器(U》，接駁于所述指紋傳感器(U》、閃存芯片 (U2a)及用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)腢SB接頭(U4)之間。 進一步地，所述USB接頭(U4) —體化設(shè)置于智能閃存U盤內(nèi)，或通過伸縮式延長 線收納在智能閃存U盤的一端。 進一步地，所述智能閃存U盤還包括一擴展存儲容量的閃存芯片(U2b)，且與所述 閃存芯片(U2a) —并連接至USB控制器(U3)。 更進一步地，所述閃存芯片(U2a)及閃存芯片(U2b)均分區(qū)為公開區(qū)和經(jīng)指紋認證
3后允許訪問讀寫操作的保密區(qū)；其中閃存芯片(U2a)還分區(qū)具有只讀區(qū)和隱藏區(qū)。 進一步地，所述智能閃存U盤還包括一由USB控制器(U3)軟件觸發(fā)、并由USB接
頭(U4)供能的指示光發(fā)射單元(U5)。 本發(fā)明的目的，藉由上述裝置的實現(xiàn)方法是 兼具鼠標功能的智能閃存U盤實現(xiàn)方法，其特征在于所述智能閃存U盤包括指紋 傳感器(U》、閃存芯片(UJ、USB控制器(U3)及USB接頭(U4);所述指紋傳感器(U》感應(yīng) 用戶手指移動方向及點擊動作，并將感應(yīng)信號傳輸至USB控制器(U3);所述USB控制器(U3) 調(diào)用存儲在閃存芯片(U2a)只讀區(qū)內(nèi)的鼠標控制程序(I )，將指紋傳感器(U》的感應(yīng)信號 轉(zhuǎn)換成符合計算機控制語言格式的電信號；再由USB接頭(U4)面向與其相連的計算機通用 串行總線控制器輸出等同鼠標操控的電信號。 進一步地，所述指紋傳感器(U》是以手指與傳感器的接觸時間、連續(xù)按壓次數(shù)及
相對滑動時引起的反射光變化作為判斷手指點擊動作和移動方向的依據(jù)。 進一步地，所述指紋傳感器(U》通過滑動掃描獲取用戶指紋圖像并將數(shù)字化的圖
像信號傳輸至USB控制器(U3);所述USB控制器(U3)調(diào)用閃存芯片(U2a)只讀區(qū)內(nèi)的指紋
識別程序(II )及隱藏區(qū)內(nèi)的指紋特征數(shù)據(jù)進行匹配；匹配認證后由USB控制器(U3)調(diào)用
只讀區(qū)內(nèi)的U盤加密許可訪問程序(III)開啟或關(guān)閉對所述閃存芯片(U2a)、 (U2b)保密區(qū)
的訪問讀寫。 進一步地，所述指紋傳感器(U》的感應(yīng)信號經(jīng)由USB控制器(U3)轉(zhuǎn)換后USB接頭 (U4)的輸出電信號等同游戲操縱桿的操控。 進一步地，所述智能閃存U盤通過指紋傳感器(U》感應(yīng)的點擊操作，藉由USB控 制器(U3)識別并觸發(fā)指示光發(fā)射單元(U5)運作實現(xiàn)閃存U盤與電子教鞭的功能整合；所述 指示光發(fā)射單元(U5)由USB接頭(U4)供能。 更進一步地，所述閃存芯片(U2a)只讀區(qū)存儲的軟件包括鼠標控制程序(I )、指紋
識別程序(n )、u盤加密許可訪問程序(m)、計算機文件和目錄加密程序(iv)、計算機屏 保程序(v )、計算機開機安全保護程序(vi)，以及網(wǎng)絡(luò)賬號和密碼自動保護程序(vn)。 本發(fā)明兼具鼠標功能的智能閃存U盤應(yīng)用實施后，基于閃存U盤的存儲功能，通過 一個USB接頭與通用串行總線控制器的連接，實現(xiàn)了閃存、鼠標、游戲操縱桿，甚至電子教 鞭的功能整合，為用戶攜帶電腦外設(shè)提供了方便，并且節(jié)省了計算機設(shè)備有限的USB端口 資源；同時結(jié)合指紋加密技術(shù)，提高了保存資料及使用電腦的安全性。


圖1是本發(fā)明兼具鼠標功能的智能閃存U盤的原理拓撲圖； 圖2是本發(fā)明一優(yōu)選實施例的橫向剖面示意圖； 圖3是圖2所示實施例的縱向剖面示意圖； 圖4是本發(fā)明另一實施例的橫向剖面示意圖； 圖5是本發(fā)明兼具鼠標功能的智能閃存U盤演進的原理拓撲圖； 圖6是圖5所示演進實施例的橫向剖面示意圖； 圖7是本發(fā)明又一實施例的橫向剖面示意圖； 圖8是本發(fā)明再一實施例的橫向剖面示意圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明兼具鼠標功能的智能閃存U盤的結(jié)構(gòu)特征、實現(xiàn)方法及有益效果更易 于理解，以下結(jié)合若干實施例及其附圖進行詳細而非限制性的描述。 本發(fā)明出于克服普通閃存U盤功能單一、存儲數(shù)據(jù)缺乏安全的問題，把指紋控制 和識別技術(shù)結(jié)合到便攜式閃存U盤上，使之成為一個智能化的器件。該智能閃存U盤非但 仍能用于存儲資料，特別通過指紋認證加密保護資料的安全，并為任意臺計算機、文件及目 錄加密，更重要的是還能作為鼠標實現(xiàn)對計算機的常規(guī)操控，或者游戲操作桿、電子教鞭使 用。 實施例一 如圖1至圖3所示，是本發(fā)明兼具鼠標功能的智能閃存U盤的原理拓撲圖和一優(yōu) 選實施例的橫向、縱向剖面示意圖。從圖中可見，該智能閃存U盤的外殼1內(nèi)設(shè)有一可反復(fù) 拆裝的PCB板2，并在該PCB板2上采用雙面焊設(shè)的雙層結(jié)構(gòu)，集成了指紋傳感器仏、閃存 芯片U^USB控制器^和USB接頭U4，及其他電路元件(未圖示)。具體來說，頂層設(shè)置了 指紋傳感器仏、閃存芯片U^及相關(guān)貼片電容、電阻和用于指示U盤狀態(tài)的發(fā)光管；而底層設(shè) 置了USB控制芯片^、12M的貼片式晶振(未圖示)及相關(guān)貼片電容、電阻。雙層結(jié)構(gòu)中指 紋傳感器^與閃存芯片U2a (U2b)均與USB控制器U3相連接，而該USB接頭U4則該PCB板2 雙層焊接，以達到與USB控制器^的連接目的。其中， 該指紋傳感器仏用于感應(yīng)用戶手指移動方向及點擊動作等類似于鼠標操控的信
號，同時也能通過被動式掃描獲取用戶指紋的數(shù)字化圖像信號。具有實現(xiàn)該功能能力的指
紋傳感器典型型號為由ATRUA公司生產(chǎn)的ATW31X，其性能穩(wěn)定、優(yōu)越性較好。 該閃存芯片U2a、U2b用于存儲用戶資料和應(yīng)用程序，兩塊閃存芯片在U盤初始化后
均被分區(qū)形成公開區(qū)和經(jīng)指紋認證后允許訪問讀寫操作的保密區(qū)兩部分，供用戶選擇性地
進行資料存取操作。閃存芯片U^還進一步劃分形成只讀區(qū)和隱藏區(qū)兩個分區(qū)，分別存放軟
件程序及預(yù)設(shè)的指紋特征數(shù)據(jù)。其中的軟件程序包括鼠標控制程序i 、指紋識別程序n、 U
盤加密許可訪問程序III、計算機文件和目錄加密程序IV、計算機屏保程序V 、計算機開機安
全保護程序vi，以及網(wǎng)絡(luò)賬號和密碼自動保護程序vn等擴展性程序。閃存芯片的型號通用
性較大，本例中選用的是三星公司生產(chǎn)的84b K98G08UB。 該USB控制器U3主要用于接收信號，并調(diào)用軟件程序進行運算控制、信號轉(zhuǎn)換，并
向USB接頭輸出控制信號。本例中，其型號為PL2520-LPQ64的單片機芯片。 該USB接頭U4 —體化設(shè)置于智能閃存U盤的外殼1內(nèi)，負責(zé)整個設(shè)備的電源供電，
并與PCB板2雙層焊接。 上述各組成部分在完成PCB的雙層焊裝后使用時，將該USB接頭U4通過延長線接 入計算機的通用串行總線控制器(USB端口 )后，該指紋傳感器仏首先將感應(yīng)用戶手指移 動方向及點擊動作等類鼠標操作，并將感應(yīng)信號傳輸至USB控制器U3 ;然后由該USB控制器 UJ周用存儲在閃存芯片U&只讀區(qū)內(nèi)的鼠標控制程序I ，將指紋傳感器仏的感應(yīng)信號轉(zhuǎn)換 成符合計算機控制語言格式的電信號；接著再由USB接頭^向計算機輸出等同鼠標或游戲 操縱桿操控的電信號。其中，該指紋傳感器用來判斷手指點擊動作和移動方向的依據(jù)是指 紋傳感器與手指的接觸時間、連續(xù)按壓次數(shù)及位置變化。
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除上述鼠標操控功能得以實現(xiàn)外，該智能閃存U盤同樣具有指紋加密功能。連接 計算機后的智能閃存U盤，首先該指紋傳感器仏通過被動式滑動掃描獲取用戶指紋圖像并 將數(shù)字化的圖像信號傳輸至USB控制器U3 ;然后由USB控制器U3調(diào)用閃存芯片U2a只讀區(qū) 內(nèi)的指紋識別程序II及隱藏區(qū)內(nèi)的指紋特征數(shù)據(jù)進行匹配；最后經(jīng)匹配認證后由USB控制 器U3調(diào)用只讀區(qū)內(nèi)的U盤加密許可訪問程序III，允許對所述閃存芯片U2a(U2b)保密區(qū)的訪 問讀寫，但如果經(jīng)匹配后無法得到認證，則智能閃存U盤繼續(xù)保持對閃存芯片保密區(qū)的禁 止訪問，有效保證了這一分區(qū)內(nèi)資料的安全性。
實施例二 如圖4所示，是本發(fā)明另一實施例的橫向剖面示意圖。其中與實施例一相似的結(jié) 構(gòu)部分本例中不再贅述。結(jié)合圖1中虛線部分及圖4可以看到，該兼具鼠標功能的智能閃 存U盤還具有一擴展存儲容量的閃存芯片U2b，該閃存芯片U2b主要是針對對存儲空間要求 較大的特殊用戶設(shè)置的，貼片焊接在PCB板2相對于閃存芯片U2a的另一層，并同樣與USB 控制器形成連接U3。
實施例三 如圖5和圖6所示，分別是本發(fā)明兼具鼠標功能的智能閃存U盤演進的原理拓撲 圖和演進實施例的橫向剖面示意圖。從圖中可見，該智能閃存U盤透過或穿過外殼l，另接 設(shè)有一指示光發(fā)射單元U5。由于USB接頭U4是整個閃存U盤的供能源頭，因此為達到簡化 結(jié)構(gòu)的目的，對該指示光發(fā)射單元U5的供能同樣落在了 USB接頭U4上。同時，該指示光發(fā) 射單元U5是通過用戶手指點擊指紋傳感器仏后，由該USB控制器U3響應(yīng)軟件程序的指令 觸發(fā)的，從而實現(xiàn)閃存U盤的電子教鞭功能化。本實施例其他部分與實施例二均相同，故不 再贅述。 實施例四 如圖7所示，是本發(fā)明又一實施例的橫向剖面示意圖。從圖中可以看到，延續(xù)了以
上三個實施例的共同核心特征，本實施例把實現(xiàn)方法集中到USB接頭U4上來，將原本需要
通過延長線連接的閃存U盤變換為將USB接頭U4采用線圈伸縮式延長線3收納在外殼一
端的形式。當(dāng)需要將該閃存U盤連接至計算機時，只需將USB接頭U4延伸拉出即可；使用
完畢后又可以方便地將其收納回去，給用戶的攜帶、使用帶來了進一步的方便。 除以上介紹的四個實施例外，本發(fā)明還可以有其他多樣性的實施方式。例如，該外
殼1的外形不僅僅局限于圖示的矩形立方體，各種便攜、美觀的外殼結(jié)構(gòu)均可適用于本發(fā)
明的智能閃存U盤；而且上述指紋傳感器、USB控制器及閃存芯片均可隨著電子元器件的更
新?lián)Q代在型號及容量上有所替換、變化；以及如圖8所示的指紋傳感器設(shè)置方向與前述實
施例相對垂直，為閃存U盤在插接計算機背面的USB端口時提供使用便利性。 通過以上多個實施例介紹，本發(fā)明兼具鼠標功能的智能閃存U盤的有益效果顯而
易見基于閃存U盤的存儲功能，通過一個USB接頭與通用串行總線控制器的連接，實現(xiàn)了
閃存、鼠標、游戲操縱桿，甚至電子教鞭的功能整合，為用戶攜帶電腦外設(shè)提供了方便，并且
節(jié)省了計算機設(shè)備有限的USB端口資源；同時結(jié)合指紋加密技術(shù)，提高了保存資料及使用
電腦的安全性。 綜上所述，全面展現(xiàn)了本發(fā)明設(shè)計的結(jié)構(gòu)特征、實施過程及有益效果。但并非以此 限制本發(fā)明實施方式的多樣性。因此，但凡對于以上實施例進行簡單修改或等效替換所形
6成的技術(shù)方案，能夠在U盤設(shè)備上實現(xiàn)鼠標功能，均應(yīng)視為本發(fā)明申請保護的范圍內(nèi),
權(quán)利要求
兼具鼠標功能的智能閃存U盤，其特征在于包括指紋傳感器(U1)，用于感應(yīng)手指移動方向及點擊動作的鼠標操控，以及獲取指紋圖像的采集識別；一閃存芯片(U2a)，用于存儲用戶資料和應(yīng)用程序；USB控制器(U3)，接駁于所述指紋傳感器(U1)、閃存芯片(U2a)及用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)腢SB接頭(U4)之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼具鼠標功能的智能閃存U盤，其特征在于所述USB接頭(U4) —體化設(shè)置于智能閃存U盤內(nèi)，或通過伸縮式延長線收納在智能閃存U盤的一端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼具鼠標功能的智能閃存U盤，其特征在于所述智能閃存U盤還包括一擴展存儲容量的閃存芯片(UJ，且與所述閃存芯片(U2a) —并連接至USB控制器(U3)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的兼具鼠標功能的智能閃存U盤，其特征在于所述閃存芯片(U2a)及閃存芯片(U2b)均分區(qū)為公開區(qū)和經(jīng)指紋認證后允許訪問讀寫操作的保密區(qū)；其中閃存芯片(U2a)還分區(qū)具有只讀區(qū)和隱藏區(qū)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼具鼠標功能的智能閃存U盤，其特征在于所述智能閃存U盤還包括一由USB控制器(U3)軟件觸發(fā)、并由USB接頭(U4)供能的指示光發(fā)射單元(U5)。
6. 兼具鼠標功能的智能閃存U盤實現(xiàn)方法，其特征在于所述智能閃存U盤包括指紋傳感器(U》、閃存芯片(UJ、USB控制器(U3)及USB接頭(U4);所述指紋傳感器(U》感應(yīng)用戶手指移動方向及點擊動作，并將感應(yīng)信號傳輸至USB控制器(U3);所述USB控制器(U3)調(diào)用存儲在閃存芯片(U2a)只讀區(qū)內(nèi)的鼠標控制程序(I)，將指紋傳感器(U》的感應(yīng)信號轉(zhuǎn)換成符合計算機控制語言格式的電信號；再由USB接頭(U4)面向與其相連的計算機通用串行總線控制器輸出等同鼠標操控的電信號。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的兼具鼠標功能的智能閃存U盤實現(xiàn)方法，其特征在于所述指紋傳感器(U》是以手指與傳感器的接觸時間、連續(xù)按壓次數(shù)及相對滑動時引起的反射光變化作為判斷手指點擊動作和移動方向的依據(jù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的兼具鼠標功能的智能閃存U盤實現(xiàn)方法，其特征在于所述指紋傳感器(U》通過滑動掃描獲取用戶指紋圖像并將數(shù)字化的圖像信號傳輸至USB控制器(U3);所述USB控制器(U3)調(diào)用閃存芯片(U2a)只讀區(qū)內(nèi)的指紋識別程序(II)及隱藏區(qū)內(nèi)的指紋特征數(shù)據(jù)進行匹配；匹配認證后由USB控制器(U3)調(diào)用只讀區(qū)內(nèi)的U盤加密許可訪問程序(III)開啟或關(guān)閉對所述閃存芯片(U2a)、 (U2b)保密區(qū)的訪問讀寫。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的兼具鼠標功能的智能閃存U盤實現(xiàn)方法，其特征在于所述指紋傳感器(U》的感應(yīng)信號經(jīng)由USB控制器(U3)轉(zhuǎn)換后USB接頭(U4)的輸出電信號等同游戲操縱桿的操控。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的兼具鼠標功能的智能閃存U盤實現(xiàn)方法，其特征在于所述閃存芯片(U2a)只讀區(qū)存儲的軟件包括鼠標控制程序a)、指紋識別程序(n)、u盤加密許可訪問程序an)、計算機文件和目錄加密程序(IV)、計算機屏保程序(V)、計算機開機安全保護程序(VI)，以及網(wǎng)絡(luò)賬號和密碼自動保護程序(VII)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種兼具鼠標功能的智能閃存U盤及其實現(xiàn)方法，其特征在于包括用于感應(yīng)手指移動方向及點擊動作并獲取指紋圖像的指紋傳感器、用于存儲用戶資料和應(yīng)用程序的閃存芯片、一用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)腢SB接頭，以及接駁于指紋傳感器、閃存芯片、USB接頭之間的USB控制器。USB控制器接收來自于指紋傳感器的感應(yīng)信號，調(diào)用閃存芯片內(nèi)的軟件程序，將轉(zhuǎn)換后的控制信號通過USB接頭向計算機輸出，實現(xiàn)鼠標操控功能。本發(fā)明通過一個USB接頭與通用串行總線控制器的連接，實現(xiàn)了閃存、鼠標、游戲操縱桿，甚至電子教鞭的功能整合，為用戶攜帶電腦外設(shè)提供了方便，并且節(jié)省了電腦設(shè)備有限的USB端口資源；同時結(jié)合指紋加密技術(shù)，提高了保存資料及使用電腦的安全性。
文檔編號G06F3/0354GK101783163SQ20091002909
公開日2010年7月21日 申請日期2009年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者余永, 凌棕, 包建成, 孔令軍, 李蘇, 束永慧, 皇甫杰 申請人:李蘇