CN102325224A - 音频数据传输系统、传输方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种音频数据传输系统，包括两个或两个以上的音频终端，所述音频终端内设置有一个用于将应用数字数据信号转化为声音信号的音频发送器和一个用于将声音信号转化为应用数字数据信号的音频接收器。本发明还公开了一种音频数据传输方法，先确定一个应用数字数据信号与声音信号之间一一对应的转化规则；在发送端，先将应用数字数据信号按转化规则转化为声音信号，再发送；在接收端，将发送端发送的声音信号按转化规则转化为应用数字数据信号。本发明还公开了一种音频数据传输系统及音频数据传输方法的应用，其应用于1米内的近距离电子交易。通过本发明可以利用手机等移动终端直接进行安全、便捷的近距离电子交易。

Description

音频数据传输系统、传输方法及其应用
技术领域
本发明涉及一种数据传输系统、数据传输方法及其应用，尤其涉及一种以声音为信号传输介质的音频数据传输系统、传输方法及其应用。
背景技术
随着电子商务应用的深入，特别是在O2O(Online To Offline)模式推动下，市场更加需要能够满足通过手机等移动终端进行近场交易受理(如1米内的电子支付)的应用能力。目前，业界把主要焦点放在基于SWP技术规范的应用上，以实现NFC能力，其主要实现方式有两种：(1)基于NFC-SIM卡；(2)基于NFC-SD卡。无论是采用SWP还是采用RFID技术，它们都存在必要的硬件基础支撑，例如：外挂RFID卡片、改制手机等，这不利于商业应用的普适性、便捷性和安全性的要求，故大家都在积极寻找新的技术或应用方案。在国外已存在基于手机3.5mm耳机接口的基于电信号传输的应用。该方案的缺点是：无法实现数据的无线传输。NaRaTTe公司于2011年6月推出基于Zoosh技术的手机应用，它通过手机上的话筒和扬声器实现基于将电信号转换成超声波的数据传递方案。该方案的缺点是：它是基于超声波的，需要对手机进行改造，在实用上不具备普适性。
手机二维码是二维码技术在手机上的应用。二维码是用特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的矩形方阵记录数据符号信息的新一代条码技术，由一个二维码矩阵图形和一个二维码号，以及下方的说明文字组成，具有信息量大，纠错能力强，识读速度快，全方位识读等特点。但其缺陷是需要利用手机的摄像头识读，所以要求手机具有高精度的摄像功能，同样不具有普适性；即便有高精度的摄像功能，由于摄像受光线等外界环境的影响较大，所以仍然存在信号传输精度不足的问题，其误差较大。
专利申请号为“200910088618.7”的发明专利申请，公开了一种音频数据传输方法，包括：对音频数据进行分类，并对设定类别的音频数据进行增强处理；发送音频数据时，确定当前带宽不能同时承载增强处理的音频数据及未进行增强处理的音频数据时，丢弃未进行增强处理的音频数据。该发明同时公开了一种音频数据传输装置，包括：分类单元，用于对音频数据进行分类；增强处理单元，用于对设定类别的音频数据进行增强处理；确定单元，用于发送音频数据时，确定当前带宽不能同时承载增强处理的音频数据及未进行增强处理的音频数据时，触发丢弃单元；丢弃单元，用于丢弃未进行增强处理的音频数据。该发明主要针对接收到的音频信号进行处理，并不能解决近距离电子交易的问题。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种以声音为信号传输介质的音频数据传输系统、传输方法及其应用。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
本发明所述音频数据传输系统包括两个或两个以上的音频终端，所述音频终端内设置有一个用于将应用数字数据信号转化为声音信号的音频发送器和一个用于将声音信号转化为应用数字数据信号的音频接收器。
应用中，在发送端，音频发送器将用户可以直接识别的应用数字数据信号按照一定的转化规则转化为普通声音信号，用普通移动终端如手机的扬声器即可发送该信号；在接收端，音频接收器将普通的声音信号接收后按照对应的转化规则转化为用户可以直接识别的应用数字数据信号，即完成了信息传输，从而实现近距离的电子交易。普通的移动终端上安装一个相应的软件即可实现上述功能，所以具有普适性，能够推广应用。上述音频终端可以实现双向的信息传输，便于完成较为复杂的电子交易；上述音频终端的数量可以为2个或2个以上的任意多个，根据实际需要而定。
具体地，所述音频发送器包括卷积码编码器、调制器、带通滤波器、D/A转换电路、功放器和扬声器，所述卷积码编码器的输入端输入应用数字数据信号，所述卷积码编码器的输出端与所述调制器的输入端连接，所述调制器的输出端与所述带通滤波器的输入端连接，所述带通滤波器的输出端与所述D/A转换电路的输入端连接，所述D/A转换电路的输出端与所述功放器的输入端连接，所述功放器的输出端与所述扬声器的输入端连接所述扬声器的输出端输出声音信号；所述音频接收器包括麦克风、A/D转换电路、带通滤波器、解调器、低通滤波器和卷积码解码器，所述麦克风输入声音信号，所述麦克风的输出端与所述A/D转换电路的输入端连接，所述A/D转换电路的输出端与所述带通滤波器的输入端连接，所述带通滤波器的输出端与所述解调器的输入端连接，所述解调器的输出端与所述低通滤波器的输入端连接，所述低通滤波器的输出端与所述卷积码解码器的输入端连接，所述卷积码解码器的输出端输出应用数字数据信号。上述系统在实际应用中可选择体积极小的集成电路，如作为管理中心的音频终端；也可选择能够实现相应功能的软件，如作为支付工具的音频终端，根据实际需要而定。
具体地，所述音频终端是手机、平板电脑、笔记本电脑、POS机之一，只要具有相应的音频发送装置、音频接收装置和软件运行能力即可。
本发明所述音频数据传输方法，用于在两个或两个以上的音频终端之间传输应用数字数据信号，先确定一个应用数字数据信号与声音信号之间一一对应的转化规则；在发送端，先将应用数字数据信号按所述转化规则转化为声音信号，再发送；在接收端，先接收发送端发送的声音信号，再将接收到的声音信号按所述转化规则转化为应用数字数据信号。利用声音作为信号传输介质，兼具能够无线传输和普适性强的好处，应用于近距离电子支付，也能适应声音传输距离较近的特点。
具体地，所述将应用数字数据信号转化为声音信号的步骤为：(1)采用卷积码对用户可直接识别的应用数字数据信号进行编码，(2)将编码后的应用数字数据信号转化为与声音频率对应的数字数据信号，(3)滤除杂波，(4)将所述数字数据信号转换为声音模拟信号，(5)对所述声音模拟信号进行功率放大，(6)将放大后的所述声音模拟信号转化为声音信号输出；所述将声音信号转化为应用数字数据信号的步骤为：(1)将声音信号转化为声音模拟信号，(2)将所述声音模拟信号转换为与声音频率对应的数字数据信号，(3)滤除杂波，(4)将所述与声音频率对应的数字数据信号转化为应用数字数据信号，(5)将所述应用数字数据信号中的高频信号滤除，(6)采用卷积码对所述应用数字数据信号进行解码，得到用户可直接识别的应用数字数据信号。上述信号的转换方法，在实际应用中可选择体积极小的集成电路，如应用在作为管理中心的音频终端；也可选择能够实现相应功能的软件，如应用在作为支付工具的音频终端，根据实际需要而定。
具体地，所述音频终端是手机、平板电脑、笔记本电脑、POS机之一，只要具有相应的音频发送装置、音频接收装置和软件运行能力即可。
本发明所述音频数据传输系统和所述音频数据传输方法，应用于0.1米内的近距离电子交易，符合声音信号近距离传输的特性。
本发明的有益效果在于：
通过本发明可以利用手机等移动终端的常规功能单元，无需对移动终端进行特殊硬件改造，只需通过简单技术处理手段，即可实现移动终端即用户端的音频终端与受理终端即管理中心端的音频终端之间的近距离(通常控制在1～3cm以内)数据交换，使近距离电子交易变得安全、便捷，而且能够大面积推广。
附图说明
图1是本发明所述音频数据传输系统的结构框图之一；
图2是本发明所述音频数据传输系统的结构框图之二；
图3是本发明所述音频数据传输系统的结构框图之三；
图4是本发明所述音频数据传输系统的音频发送器的结构框图；
图5是本发明所述音频数据传输系统的音频接收器的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步具体描述：
如图2和图3所示，本发明所述音频数据传输系统包括两个或两个以上的音频终端，所述音频终端内设置有一个用于将应用数字数据信号转化为声音信号的音频发送器和一个用于将声音信号转化为应用数字数据信号的音频接收器。
如图2所示，音频终端的数量为2个，每一个音频终端内均设置有一个所述音频发送器和一个所述音频接收器。这样可以实现两个音频终端之间的双向信息传输，便于完成较为复杂的电子交易。
如图3所示，音频终端的数量为4个，每一个音频终端内均设置有一个所述音频发送器和一个所述音频接收器。这样可以实现多个音频终端之间的多向信息传输，便于完成更加复杂的电子交易。
根据实际需要，音频终端内的设置还可以变化。如图1所示，音频终端的数量为2个，其中一个音频终端内设置有一个音频发送器，另一个音频终端内设置有一个音频接收器。这种结构是最初级的应用，只能单向传输信息，所以在本发明中不作重点介绍，仅列出一种不同结构。
如图4所示，所述音频发送器包括卷积码编码器、调制器、带通滤波器、D/A转换电路、功放器和扬声器，所述卷积码编码器的输入端输入应用数字数据信号，所述卷积码编码器的输出端与所述调制器的输入端连接，所述调制器的输出端与所述带通滤波器的输入端连接，所述带通滤波器的输出端与所述D/A转换电路的输入端连接，所述D/A转换电路的输出端与所述功放器的输入端连接，所述功放器的输出端与所述扬声器的输入端连接所述扬声器的输出端输出声音信号。
如图5所示，所述音频接收器包括麦克风、A/D转换电路、带通滤波器、解调器、低通滤波器和卷积码解码器，所述麦克风输入声音信号，所述麦克风的输出端与所述A/D转换电路的输入端连接，所述A/D转换电路的输出端与所述带通滤波器的输入端连接，所述带通滤波器的输出端与所述解调器的输入端连接，所述解调器的输出端与所述低通滤波器的输入端连接，所述低通滤波器的输出端与所述卷积码解码器的输入端连接，所述卷积码解码器的输出端输出应用数字数据信号。
上述音频发送器和音频接收器的系统在实际应用中可选择体积极小的集成电路，如作为管理中心的音频终端；也可选择能够实现相应功能的软件，如作为支付工具的音频终端，根据实际需要而定。
结合图1-图3，所述音频终端是手机、平板电脑、笔记本电脑、POS机之一，只要具有相应的音频发送装置、音频接收装置和软件运行能力即可。
结合图1-图3，本发明所述音频数据传输方法，用于在两个或两个以上的音频终端之间传输应用数字数据信号，先确定一个应用数字数据信号与声音信号之间一一对应的转化规则；在发送端，先将应用数字数据信号按所述转化规则转化为声音信号，再发送；在接收端，先接收发送端发送的声音信号，再将接收到的声音信号按所述转化规则转化为应用数字数据信号。利用声音作为信号传输介质，兼具能够无线传输和普适性强的好处，应用于近距离电子支付，也能适应声音传输距离较近的特点。
结合图4，所述将应用数字数据信号转化为声音信号的步骤为：(1)采用卷积码对用户可直接识别的应用数字数据信号进行编码，(2)将编码后的应用数字数据信号转化为与声音频率对应的数字数据信号，(3)滤除杂波，(4)将所述数字数据信号转换为声音模拟信号，(5)对所述声音模拟信号进行功率放大，(6)将放大后的所述声音模拟信号转化为声音信号输出。
结合图5，所述将声音信号转化为应用数字数据信号的步骤为：(1)将声音信号转化为声音模拟信号，(2)将所述声音模拟信号转换为与声音频率对应的数字数据信号，(3)滤除杂波，(4)将所述与声音频率对应的数字数据信号转化为应用数字数据信号，(5)将所述应用数字数据信号中的高频信号滤除，(6)采用卷积码对所述应用数字数据信号进行解码，得到用户可直接识别的应用数字数据信号。
结合图4和图5，上述信号的转换方法，在实际应用中可选择体积极小的集成电路，如应用在作为管理中心的音频终端；也可选择能够实现相应功能的软件，如应用在作为支付工具的音频终端，根据实际需要而定。
结合图1-图5，本发明中音频数据传输系统和音频数据传输方法，应用于0.1米内的近距离电子交易，符合声音信号近距离传输的特性。
结合图1-图5，以A先生网上订购电影票后到电影院进行近距离票费电子支付为例，对本发明作具体说明：
先假设A先生的手机已经下载并安装了本发明的音频数据传输系统。A先生在网上订购了一张电影票(网上订购比窗口购买更优惠，一般可在原价基础上执行8、9折的折扣价)，网站会将该电影的价格、开场时间等信息综合打包为一个对应的应用数字数据信息，A先生将该信息下载到自己的手机中，即完成了该电影票的订购。到了电影快要开放的时间，A先生到达电影院，直接拿着手机到电影院管理中心的音频处理终端，将手机靠近该音频处理终端，一键发送事先下载的订购信息，手机会发出一个特定频率的声音，音频处理终端接收到该声音信号后将其转化为对应的应用数字数据信息，并将该信息与网站保存的对应的电影票订购记录进行对比，如果一致，则确认该信息有效，并向A先生的手机发送话费扣除等确认信息，手机自动扣除对应电影票价格费用，整个交易过程结束，实际所需时间可能只有1秒至数秒，简单、快捷；如果该音频处理终端在对比信息后发现信息不一致，则发出警报，并通知管理员禁止A先生入场。

Claims (8)

1.一种音频数据传输系统，其特征在于：包括两个或两个以上的音频终端，所述音频终端内设置有一个用于将应用数字数据信号转化为声音信号的音频发送器和一个用于将声音信号转化为应用数字数据信号的音频接收器。
2.根据权利要求1所述的音频数据传输系统，其特征在于：所述音频发送器包括卷积码编码器、调制器、带通滤波器、D/A转换电路、功放器和扬声器，所述卷积码编码器的输入端输入应用数字数据信号，所述卷积码编码器的输出端与所述调制器的输入端连接，所述调制器的输出端与所述带通滤波器的输入端连接，所述带通滤波器的输出端与所述D/A转换电路的输入端连接，所述D/A转换电路的输出端与所述功放器的输入端连接，所述功放器的输出端与所述扬声器的输入端连接所述扬声器的输出端输出声音信号；所述音频接收器包括麦克风、A/D转换电路、带通滤波器、解调器、低通滤波器和卷积码解码器，所述麦克风输入声音信号，所述麦克风的输出端与所述A/D转换电路的输入端连接，所述A/D转换电路的输出端与所述带通滤波器的输入端连接，所述带通滤波器的输出端与所述解调器的输入端连接，所述解调器的输出端与所述低通滤波器的输入端连接，所述低通滤波器的输出端与所述卷积码解码器的输入端连接，所述卷积码解码器的输出端输出应用数字数据信号。
3.根据权利要求1所述的音频数据传输系统，其特征在于：所述音频终端是手机、平板电脑、笔记本电脑、POS机之一。
4.一种音频数据传输方法，用于在两个或两个以上的音频终端之间传输应用数字数据信号，其特征在于：先确定一个应用数字数据信号与声音信号之间一一对应的转化规则；在发送端，先将应用数字数据信号按所述转化规则转化为声音信号，再发送；在接收端，先接收发送端发送的声音信号，再将接收到的声音信号按所述转化规则转化为应用数字数据信号。
5.根据权利要求4所述的音频数据传输方法，其特征在于：所述将应用数字数据信号转化为声音信号的步骤为：(1)采用卷积码对用户可直接识别的应用数字数据信号进行编码，(2)将编码后的应用数字数据信号转化为与声音频率对应的数字数据信号，(3)滤除杂波，(4)将所述数字数据信号转换为声音模拟信号，(5)对所述声音模拟信号进行功率放大，(6)将放大后的所述声音模拟信号转化为声音信号输出；所述将声音信号转化为应用数字数据信号的步骤为：(1)将声音信号转化为声音模拟信号，(2)将所述声音模拟信号转换为与声音频率对应的数字数据信号，(3)滤除杂波，(4)将所述与声音频率对应的数字数据信号转化为应用数字数据信号，(5)将所述应用数字数据信号中的高频信号滤除，(6)采用卷积码对所述应用数字数据信号进行解码，得到用户可直接识别的应用数字数据信号。
6.根据权利要求5所述的音频数据传输方法，其特征在于：所述音频终端是手机、平板电脑、笔记本电脑、POS机之一。
7.一种如权利要求1所述的音频数据传输系统的应用，其特征在于：所述音频数据传输系统应用于0.1米内的近距离电子交易。
8.一种如权利要求4所述的音频数据传输方法的应用，其特征在于：所述音频数据传输方法应用于0.1米内的近距离电子交易。
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