一種以聲音為載體來觸發信息交互的裝置與方法
2024-04-07 12:35:05
專利名稱：一種以聲音為載體來觸發信息交互的裝置與方法
技術領域：
本發明涉及無線通信領域，尤其涉及一種以聲音信號為載體來觸發通信，以模擬聲音通道為信道來進 行信息交互的裝置與方法。
背景技術：
隨著科學技術的進步，特別是近年來無線通信技術的飛速發展，無線通信在人們的生活中扮演中越來越重要的角色。操作簡單化、高速化、通信無盲點化是用戶對當前無線通信產品尤其是可攜式產品的強烈要求。現今最流行的幾種通信方式藍牙、WiFKwirelessfidelity，一種無線聯網的技術)等雖然都挺快捷方便，但是也各自存在著缺陷，無法滿足用戶日益增長的需求。如藍牙技術連接過程中需要用戶手動開啟藍牙，搜索，並且雙方之間需交換PIN(個人標識號(PIN = personal identification number )，用於保護智慧卡免受誤用的秘密標識代碼)碼，若配對成功，才開始傳輸文件；WiFi技術連接過程中只能在有WiFi覆蓋和存在接入點的區域才能進行，並且一般需要用戶輸入入網密碼，認證通過才能進行數據收發。這就給用戶帶來了諸多不便，在沒有WiFi覆蓋的區域或者無藍牙模塊的終端中，用戶之間就無法進行便捷的通信。
發明內容
為解決以上不足，本發明提供一種以聲音為載體來觸發信息交互的裝置與方法。本發明解決上述技術問題的技術方案如下一種以聲音為載體來觸發信息交互的裝置，它包括數據發送單元、數據接收單元和控制單元；
數據發送單元，用於發送控制單元產生的聲音信號；
數據接收單元，用於接收外部有效聲音信號，並將信號傳輸給控制單元；
控制單元，用於處理數據接收單元收集回的信號，即對數據接收單元收集回的寬帶信號進行存儲、解碼、運算、控制，判斷接收回的信號是否有效，並可產生多個頻點的聲音信號。進一步的，數據發送單元為揚聲器。進一步的，數據接收單元為麥克風。進一步的，它還包括輔助通信單元，輔助通信單元，用於大數據量通信。進一步的，所述控制單元上設有啟動開關，所述開關為由紅外傳感器構成的開關、由加速度傳感器構成的開關或按鍵開關。一種以聲音為載體來觸發信息交互的方法，它包括以下步驟
步驟I :主動通信一方控制單元將需要交互的信息調製到選定的聲音頻點，並通過數據發送單元發出；
步驟2 :通信的另一方通過數據接收單元接收信號，並由控制單元解碼得到原始信息。一種以聲音為載體來觸發信息交互的方法，它包括以下步驟
步驟al :主動通信一方控制單元將前導碼調製到指定的聲音頻點，並通過數據發送單兀發出；
步驟a2 :通信另一方通過數據接收單元接收信號，並由控制單元解碼獲得前導碼；步驟a3 :通信另一方控制單元選擇與主動通信一方相異的聲音頻點作為載體，並將ACK信號調製到該頻點通過數據發送單元發出；
步驟a4 :主動通信一方數據接收單元接收ACK (ACKnowledge Character,在數據通信傳輸中，接收站發給發送站的一種傳輸控制字符。它表示確認發來的數據已經接受無誤)信號，與通信另一方建立通信鏈路。一種以聲音為載體來觸發信息交互的方法，它包括以下步驟
步驟bl :通信雙方控制單元分別隨機或定向選擇一個聲音頻點作為載體； 步驟b2 :通信雙方控制單元均將前導碼調製成各自選定的聲音頻點，並通過數據發送單元發出；
步驟b3 :通信雙方控制單元分別判斷接收的信號的頻點與自己的發送信號的頻點的異同，如相同則返回步驟bl ;如相異則進行下一步驟；
步驟b4 :通信雙方控制單元將接收的信號解碼，從而獲得前導碼；
步驟b5 :通信雙方分別以自己的頻點通過數據發送單元向外發送ACK信號；
步驟b6 :通信雙方數據接收單元分別接收到ACK信號，通信雙方建立通信鏈路。一種以聲音為載體來觸發信息交互的方法，它包括以下步驟
步驟Cl :通信雙方控制單元分別隨機或定向選擇一個由多個聲音頻點組成的頻點集作為載體；
步驟c2 :通信雙方控制單元均將前導碼調製到各自選定的聲音頻點集中的頻點，形成信號集通過數據發送單元發出；
步驟c3 :通信雙方控制單元分別判斷接收的信號的頻點與自己的發送信號的頻點的異同，如全部相同則返回步驟I ;如有相異則進行下一步驟；
步驟c4 :通信雙方控制單元分別根據信道好壞選擇最佳信道，並分別解碼接收的信號獲得前導碼；
步驟c5 :通信雙方分別以選定的信道的頻點通過數據發送單元向外發送ACK信號； 步驟c6 :通信雙方數據接收單元分別接收到ACK信號，通信雙方建立通信鏈路。進一步的，所述頻點在通信雙方自身數據發送單元可以播放的音頻段範圍內。本發明的有益效果是本發明利用通信終端本身帶有的麥克風和揚聲器硬體，無需外部的網絡連接或藍牙模塊等，便可傳輸信息，只需配以相關控制軟體，並以聲音為信息承載體觸發通信，進行數據的交互。本發明無額外的開銷、實現通信的無盲點化，更加便利、更加人性化。
圖I為本發明結構示意 圖2為本發明實施例I流程 圖3為本發明實施例2流程 圖4為本發明實施例3流程 圖5為本發明實施例4流程圖；圖6為本發明應用在手機上的較佳實例示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本發明，並非用於限定本發明的範圍。實施例I :如圖I所示，一種以聲音為載體來觸發信息交互的裝置，它包括數據發送單元、數據接收單元和控制單元；
數據發送單元，用於發送控制單元產生的聲音信號；
數據接收單元，用於接收外部有效聲音信號，並將信號傳輸給控制單元；
本發明以聲音為載體來觸發信息交互的裝置還包括輔助通信單元，用於大數據量通f目。當通信雙方信息交互量較大時，如圖片、視頻文件、音樂文件等，可採用輔助通信單元進行信息交互，而通過聲音為載體的連接則用來傳遞輔助通信單元開啟時所需的IP或者物理地址信息等。控制單元，用於處理數據接收單元收集回的信號，即對數據接收單元收集回的寬帶信號進行存儲、解碼、運算、控制，判斷接收回的信號是否有效，並可產生多個頻點的聲音信號。控制單元包括物理硬體平臺及嵌入的處理軟體，物理硬體平臺是指處理器或者是處理器與建立在其之上的作業系統的總和，給處理麥克風收集回的寬帶信號提供物理基礎，嵌入式處理軟體是運行在物理硬體平臺中的應用程式，用於對麥克風收集回的寬帶信號進行存儲、解碼、運算、控制，判斷接收回的信號是否有效，並生成向外發送的聲音信號。
控制單元上設有控制數據接收單元或數據發送單元啟動的開關，所述開關為由紅外傳感器構成的開關、由加速度傳感器構成的開關或按鍵開關，數據接收單元或數據發送單元的啟動還可以是打開相關控制軟體的方式。如圖2所示，一種以聲音為載體來觸發信息交互的方法，採用主從直接連接的方法，它包括以下步驟
步驟I :主動通信一方控制單元將需要交互的信息調製到選定的聲音頻點，並通過數據發送單元發出；數據發送單元可以為揚聲器；
步驟2 :通信的另一方通過數據接收單元接收信號，並解碼得到原始信息。數據接收單元可以為麥克風。具體為(I)主動通信方A選擇發送功能，並由控制單元隨機或定向選擇一個聲音頻點 /i，d2上.作為載體；
(2)控制單元將自身想要交互的信息調製到發送頻點Zi,再通過自帶的揚聲器發送出
去，發送彳目息為64；
(3)通信另一方B選擇接收功能，通過自帶的麥克風接收到寬帶信號，在控制單元中解調出= 1,2,3,...信號，並解碼出主動通信方發出的信息；
(4)信息發送完畢，通信結束。實施例2 :如圖3所不,本實施例與實施例I不同之處為一種以聲音為載體來觸發信息交互的方法，採用主從應答連接方法，它包括以下步驟
步驟I:主動通信一方控制單元將前導碼調製到指定的聲音頻點，並通過揚聲器發出； 步驟2 :通信另一方通過麥克風接收信號，並由控制單元解碼獲得前導碼；
步驟3 :通信另一方控制單元選擇與主動通信一方相異的聲音頻點作為載體，並將ACK信號調製到該頻點發出；
步驟4 :主動通信一方麥克風接收ACK (ACKnowledge Character,在數據通信傳輸中，接收站發給發送站的一種傳輸控制字符。它表示確認發來的數據已經接受無誤)信號，與通信另一方建立通信鏈路。步驟5 :主動通信一方控制單元將需要交互的信息調製到選定的頻點，並通過揚聲器發出;
步驟6 :通信的另一方通過選擇的另一頻點，並由麥克風接收信號，並解碼得到原始信
肩、O具體為(I)主動通信方A選擇發送功能，並由控制單元隨機或定向選擇一個聲音頻點= 12,3,..作為載體；
(2 )控制單元將前導碼信息調製到發送頻點/，再通過自帶的揚聲器發送出去，發送信息為- 1,2,3,...；
將前導碼設為固定值表示「需要通信」，並隨機或定向選擇一個聲音頻點Ui = 12，3，…作為載體，將前導碼￡_(^力用選擇好的頻點調製，形成信號FtA = 1，2，3,'..，然後通過自身的揚聲器模塊向周圍環境不停廣播。( 3 )通信另一方B選擇接收功能，通過自帶的麥克風接收到寬帶信號，在控制單元中解調出=1A3,-信號，並解碼出通信方A發出的前導碼信息L — C—；
(4)通信方B得到前導碼後，選擇與A相異的發送頻點gi，i=l,2，3…作為載體，將「可以通信」的信號ACK調製到gi，i=l, 2，3…，然後通過自身揚聲器發送出去給A ;
(5)當通信方A獲得ACK信號後，通信雙方的通信鏈路就連接好了；
對於主動通信端Z頻帶是其發送通路，S2頻帶是其接收通路，對於通信另一方則相
反，頻帶是其發送通路，j頻帶是其接收通路。(6)通信雙方可進行進一步信息交互過程。實施例3 :如圖4所7]^，本實施例與實施例I的區別在於一種以聲音為載體來觸發信息交互的方法，採用主主單頻點連接方法，它包括以下步驟
步驟I :通信雙方控制單元分別隨機或定向選擇一個聲音頻點作為載體；
步驟2 :通信雙方控制單元均將前導碼調製成各自選定的聲音頻點，並發出；
步驟3 :通信雙方控制單元分別判斷接收的信號的頻點與自己的發送信號的頻點的異同，如相同則返回步驟I ;如相異則進行下一步驟；
步驟4 :通信雙方控制單元將接收的信號解碼，從而獲得前導碼；
步驟5 :通信雙方分別以自己的頻點向外發送ACK信號；
步驟6 :通信雙方分別接收到ACK信號，通信雙方建立通信鏈路。
步驟7 :通信一方控制單元將需要交互的信息調製到選定的聲音頻點，並通過揚聲器發出;
步驟8 :通信的另一方通過選定的頻點，並由麥克風接收信號，並解碼得到原始信息。具體為(1)通信雙方A、B都分別隨機或定向選擇聲音頻點/4 = 1,2, ...和
作為載體；
(2)通信雙方A、B各自將前導碼i—用選擇好的頻點調製，分別形成信號 = 12,3,-和Gt,t = 1,2,3,..,然後通過各自的揚聲器向周圍環境不停廣播；
(3)通信雙方A、B將麥克風接收到的寬帶信號進行判斷，如果信號頻點是相同的，則返回步驟1，如果信號頻點相異的，則繼續下一步；
(4)通信雙方A、B分別解調Gt’t= 1,2,3,-、FtJ- = 1,2,3,..,，得到前導碼，悉知外界有希望
進行通信的終端存在；
(5)通信雙方A、B則分別對各自獲知的通信終端回復，將各自ACK信號調製到各自發送頻點，向外發送；
(6)A、B在獲得ACK信號後，雙方通信鏈路已經建立；
發送頻率為的通信方，/,頻帶是其發送通路u頻帶是其接收通路；發送頻率為A
的通信方顱帶是其發送通路，Z頻帶是其接收通路。(7)通信雙方可進行進一步信息交互過程。實施例4 :本實施例與實施例I的區別在於一種以聲音為載體來觸發信息交互的方法，採用主主多頻點連接方法，它包括以下步驟
步驟I :通信雙方控制單元分別隨機或定向選擇一個由多個聲音頻點組成的頻點集作為載體；
步驟2:通信雙方控制單元均將前導碼調製到各自選定的聲音頻點集中的頻點，形成信號集發出；
步驟3 :通信雙方控制單元分別判斷接收的信號的頻點與自己的發送信號的頻點的異同，如全部相同則返回步驟I ;如有相異則進行下一步驟；
步驟4 :通信雙方控制單元分別根據信道好壞選擇最佳信道，並分別解碼接收的信號獲得前導碼；
步驟5 :通信雙方分別以選定的信道的頻點向外發送ACK信號；
步驟6 :通信雙方分別接收到ACK信號，通信雙方建立通信鏈路。步驟7 :通信一方控制單元將需要交互的信息調製到選定的聲音頻點，並通過揚聲器發出;
步驟8 :通信的另一方通過麥克風接收信號，並解碼得到原始信息。具體為(I)通信雙方A、B都分別隨機或定向選擇聲音頻點集
<浞和他而而…<況作為載體；
(2)通信雙方A、B各自將前導碼用選擇好的頻點集調製，分別形成信號集(巧為,F3,...,i M),M <iV和(G1, G2, G3，…，<F,然後通過各自的揚聲器向周圍環境不停廣播；
(3)通信雙方A、B將麥克風接收到的寬帶信號進行判斷，如果信號集中的頻點是相同的，則返回步驟1，如果信號集中的頻點有相異的存在，則繼續下一步；
⑷通信雙方A、B分別解調信號集
，得到前導碼，悉知外界有希望進行通信的終端存在，並根據信道好壞保留或隨機選擇一個最佳信道，即將此最佳信道作為各自的發送頻點；
(5)通信雙方A、B則分別對各自獲知的通信終端回復，將各自ACK信號調製到各自發送頻點，向外發送；
(6)A、B在獲得ACK信號後，雙方通信鏈路已經建立；
發送頻率為Z的通信方，Ii頻帶是其發送通路，&頻帶是其接收通路；發送頻率為〃
的通信方，Si頻帶是其發送通路，/;頻帶是其接收通路。(7)通信雙方可進行進一步信息交互過程。進一步的，所述頻點在通信雙方自身揚聲器可以播放的音頻段範圍內。本發明中所述聲音載體的頻帶限定在該通信終端自身揚聲器可以播放出來的音頻段，設為,，且將此頻帶總共分為N個子頻段，則每個子頻段帶寬為WiN,取每個子頻
帶中間的頻點作為聲音頻點載體，則頻點可表示為/P = U3..I。上述實施例中使用的是聲音的頻分信道，使用聲音的時分信道的效果也是可行的；主從直接連接方法適合環境比較單一場合；主主單頻點連接方法中，當外界環境嘈雜或者通信雙方的頻點相同時，通信雙方需要不停得調整發送頻點才能連接成功；主主多頻點連接方法中，大大減少了通信雙方更換頻點的概率，但是當通信雙方選擇的頻點集一致時，這種快速連接法也需要通信雙方不停更換頻點集；當通信雙方的收發鏈路已經建立好，則可進行下一步信息交互了。通過對聲音載體頻點的選擇，採用有效地匹配方法來觸發通信雙方進行進一步的信息交互過程。該裝置只需利用通信終端本身就帶有的麥克風和揚聲器硬體，採用相關控制軟體方法，便可以通過聲音載體進行數據交互。本發明無額外的開銷，實現了通信的無盲點化，更加便利、更加人性化。圖6是本發明使用在手機終端中的較佳實例，其中開啟本發明功能的方式為碰撞開啟，手機終端中具有碰撞所需傳感器，傳輸信息為某網站網址，傳輸載體為聲音頻率，採用連接方法為主從應答連接方法，實施步驟為
1)通信雙方需要進行信息交互，雙方手握手機相互輕輕碰撞；
2)碰撞通過傳感器會產生一個啟動本發明功能的信號，手機自動開啟本功能；
3)手機A根據主從應答連接方法原理，先隨機選用一個發送頻點1，將前導碼調製到該頻點1，通過自帶的揚聲器不停地向外發送帶有前導碼的聲音信息；
4)當手機B在自帶的麥克風中接收到信號，先解調、再解碼，得到該前導碼，則悉知外界有想要通信的終端存在；
5)手機B為了響應手機A，先選擇一個與手機A發送頻點I不一樣的另一頻點2，向外回復一個調製到該頻點2的ACK信號；
6)手機A通過麥克風接收到ACK信號，則悉知已經有外界終端響應，且雙方的收發鏈路已經建立，手機A的發送鏈路使用頻點I、接收鏈路使用頻點2，手機B則剛好相反；
7)手機A選中將要傳輸的網址，由於信息量較少，可直接通過聲音傳輸，將網址調製到其發送頻點I，向外發送；
8)手機B從麥克風接收到的信號中，提取出頻點I的信息，解調、解碼，得到所需信
息；
9)手機B得到信息後，通過發送頻點2，發送完成信號；
10)當手機A接收到完成信號後，雙方斷開連接，完成此次信息交互。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種以聲音為載體來觸發信息交互的裝置，其特徵在於，該裝置包括數據發送單元、數據接收單元和控制單元；其中 所述數據發送單元，用於發送控制單元產生的聲音信號； 所述數據接收單元，用於接收外部有效聲音信號，並將信號傳輸給控制單元； 所述控制單元，用於處理數據接收單元收集回的信號，即對數據接收單元收集回的寬帶信號進行存儲、解碼、運算、控制，判斷接收回的 信號的有效性，並可產生多個頻點的聲音信號。
2.根據權利要求I所述的一種以聲音為載體來觸發信息交互的裝置，其特徵在於，所述數據收發單元為揚聲器。
3.根據權利要求I所述的一種以聲音為載體來觸發信息交互的裝置，其特徵在於，所述數據接收單元為麥克風。
4.根據權利要求I所述的一種以聲音為載體來觸發信息交互的裝置，其特徵在於，它還包括輔助通信單元，所述輔助通信單元，用於大數據量通信。
5.根據權利要求1、2、3或4所述的一種以聲音為載體來觸發信息交互的裝置，其特徵在於，所述控制單元上設有啟動開關，所述開關為由紅外傳感器構成的開關、由加速度傳感器構成的開關或按鍵開關。
6.一種以聲音為載體來觸發信息交互的方法，其特徵在於，它包括以下步驟 步驟I :主動通信一方的控制單元將需要交互的信息調製到選定的聲音頻點，並通過數據發送單元發出； 步驟2 :通信的另一方通過數據接收單元接收信號，並由控制單元解碼得到原始信息。
7.根據權利要求6所述的一種以聲音為載體來觸發信息交互的方法,其特徵在於,所述步驟I之前還包括以下步驟 步驟al :主動通信一方的控制單元將前導碼調製到指定的聲音頻點，並通過數據發送單兀發出； 步驟a2 :通信另一方通過數據接收單元接收信號，並由控制單元解碼獲得前導碼；步驟a3 :通信另一方的控制單元選擇與主動通信一方相異的聲音頻點作為載體，並將ACK信號調製到該頻點通過數據發送單元發出； 步驟a4 :主動通信一方的數據接收單元接收ACK信號，與通信另一方建立通信鏈路。
8.根據權利要求6所述的一種以聲音為載體來觸發信息交互的方法,其特徵在於,所述步驟I之前還包括以下步驟 步驟bl :通信雙方的控制單元分別隨機或定向選擇一個聲音頻點作為載體； 步驟b2 :通信雙方的控制單元均將前導碼調製成各自選定的聲音頻點，並由各自的數據發送單元發出； 步驟b3 :通信雙方的控制單元分別判斷接收的信號的頻點與自己的發送信號的頻點的異同，如相同則返回步驟bl ;如相異則進行下一步驟； 步驟b4 :通信雙方的控制單元將接收的信號解碼，從而獲得前導碼； 步驟b5 :通信雙方分別以自己的頻點通過數據發送單元向外發送ACK信號； 步驟b6 :通信雙方的數據接收單元分別接收到ACK信號，通信雙方建立通信鏈路。
9.根據權利要求6所述的一種以聲音為載體來觸發信息交互的方法,其特徵在於,所述步驟I之前還包括以下步驟 步驟Cl :通信雙方的控制單元分別隨機或定向選擇一個由多個聲音頻點組成的頻點集作為載體； 步驟C2 :通信雙方的控制單元均將前導碼調製到各自選定的聲音頻點集中的頻點，形成信號集通過數據發送單元發出； 步驟c3 :通信雙方的控制單元分別判斷接收的信號的頻點與自己的發送信號的頻點的異同，如全部相同則返回步驟Cl ;如有相異則進行下一步驟； 步驟c4 :通信雙方的控制單元分別根據信道好壞選擇最佳信道，並分別解碼接收的信號獲得前導碼； 步驟c5 :通信雙方分別以選定的信道的頻點通過數據發送單元向外發送ACK信號；步驟c6 :通信雙方的數據接收單元分別接收到ACK信號，通信雙方建立通信鏈路。
10.根據權利要求6、7、8或9所述的一種以聲音為載體來觸發信息交互的方法,其特徵在於，所述頻點在通信雙方自身數據發送單元可以播放的音頻段範圍內。
全文摘要
本發明涉及一種以聲音為載體來觸發信息交互的裝置，它包括至少一個數據發送單元、至少一個數據接收單元、至少一個輔助通信單元和至少一個控制單元；數據發送單元，用於發送控制單元產生的聲音信號；數據接收單元，用於接收外部有效聲音信號，並將信號傳輸給控制單元；輔助通信單元，用於大數據量通信；控制單元，用於處理數據接收單元收集回的信號，即對數據接收單元收集回的寬帶信號進行存儲、解碼、運算、控制，判斷接收回的信號是否有效，並可產生多個頻點的聲音信號。本發明還涉及一種以聲音為載體來觸發信息交互的方法。本發明的有益效果是本發明無額外的開銷、實現通信的無盲點化，更加便利、更加人性化。
文檔編號H04L1/16GK102739372SQ20111008357
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月2日 優先權日2011年4月2日
發明者張翌維, 陳佳佩 申請人:國民技術股份有限公司