CN102595317B - 一种通讯信号自适配传输方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通讯信号自适配传输方法和系统。所述方法包括：主机获取自身的位置信息和各终端的位置信息，然后根据所获取的位置信息计算得到自身与各终端之间的相对位置关系；主机根据自身与各终端之间的相对位置关系，将待传输的各通讯信号与各终端进行匹配，并根据匹配后的对应关系向各终端无线传输相应的通讯信号。本发明的技术方案，能够省略有线传输的复杂的布线和插线流程，并且实现了信号的自适配传输，提高了工作效率。

Description

一种通讯信号自适配传输方法和系统
技术领域
本发明涉及信号传输技术领域，特别涉及一种通讯信号自适配传输方法和系统。
背景技术
目前，在自动控制、通信等领域，往往需要传输各种不同的音频信号、视频信号和控制信号等。而且，多路信号通讯的应用非常普遍。例如，对于5.1声道的环绕音响系统、红绿灯信号控制系统以及现在比较常用的多屏拼装大型户外显示系统等，都存在多路通讯信号与不同终端的匹配问题。
传统的解决方式是首先根据具体型号定义部署好终端的连接关系(布线过程)，然后通过插线(有线接入的方式)连接到对应的信号通道。这种有线连接的部署方式在终端数量较少的情况还不是很困难，但是对于终端数量较多的情况，比如大型户外设备或者演唱会现场音响设备，都涉及几十个甚至几百个(如LED户外大屏幕)信号终端，如果按照功率放大器中的输出接口插线连接对应的音响终端，则既复杂费时，而且可靠性不高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种通讯信号自适配传输方法和系统，本发明的技术方案，能够省略有线传输的复杂的布线和插线流程，并且实现了信号的自适配传输，提高了工作效率。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明公开了一种通讯信号自适配传输方法，该方法应用于包括一个主机和多个终端的系统中，该方法包括：
主机获取自身的位置信息和各终端的位置信息，然后根据所获取的位置信息计算得到自身与各终端之间的相对位置关系；
主机根据自身与各终端之间的相对位置关系，将待传输的各通讯信号与各终端进行匹配，并根据匹配后的对应关系向各终端无线传输相应的通讯信号。
本发明还公开了一种通讯信号自适配传输系统，该系统包括：一个主机和多个终端；
主机，用于获取自身的位置信息和各终端的位置信息，根据所获取的位置信息计算得到自身与各终端之间的相对位置关系，根据自身与各终端之间的相对位置关系，将待传输的各通讯信号与各终端进行匹配，并根据匹配后的对应关系向各终端无线传输相应的通讯信号；
终端，用于获取自身的位置信息并发送给主机，接收主机传输的通讯信号。
由上述可见，本发明这种包括一个主机和多个终端的系统中，主机获取自身的位置信息和各终端的位置信息，然后根据所获取的位置信息计算得到自身与各终端之间的相对位置关系，主机根据自身与各终端之间的相对位置关系，将待传输的各通讯信号与各终端进行匹配，并根据匹配后的对应关系向各终端无线传输相应的通讯信号的技术方案，由于主机和各终端之间采用了无线传输方式，因此避免了复杂的布线和插线流程，并且主机获取其自身与各终端之间的相对位置关系，根据该相对位置关系匹配通讯信号和终端，然后进行通讯信号的无线传输，因此能够实现无线信号的自适配传输。
附图说明
图1是本发明实施例中的一种通讯信号自适配传输方法的流程图；
图2是本发明实施例中的位置信息计算的示意图；
图3是本发明实施例中的主机采用自动控制继电器实现通讯信号和终端的匹配的示意图；
图4是本发明实施例中的采用软件匹配模式实现通讯信号和终端的匹配的示意图；
图5是本发明实施例中的音频播放系统的示意图；
图6是本发明实施例中的5.1声道系统的示意图；
图7是本发明实施例中的信号灯系统的示意图；
图8是图7所示实施例中的信号灯2、3位置互换后的示意图；
图9是本发明实施例中的电影院信号灯系统的示意图；
图10是本发明实施例中的一个分屏电视的示意图；
图11是本发明实施例中的一种通讯信号自适配传输系统的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1是本发明实施例中的一种通讯信号自适配传输方法的流程图，该方法应用于包括一个主机和多个终端的系统中，如图1所示，该方法包括：
101，主机获取自身的位置信息和各终端的位置信息，然后根据所获取的位置信息计算得到自身与各终端之间的相对位置关系；
102，主机根据自身与各终端之间的相对位置关系，将待传输的各通讯信号与各终端进行匹配，并根据匹配后的对应关系向各终端无线传输相应的通讯信号。
图1所示的方法，能够省略有线传输的复杂的布线和插线流程，并且实现了信号的自适配传输，提高了工作效率。
图1所述的方法，可以应用于单一主机系统中，此时图1所示方法中所述的主机和终端是同一设备中的不同模块。图1所述的方法也可以应用于多组件系统中，此时图1所示方法中的主机和终端都是独立的设备。
在多组件系统中，主机和终端之间通过无线的方式进行连接，如蓝牙、WiFi等。
所述主机设备可以发送音频信号，也可以发送控制信号，也可以发送视频信号等等。所述终端设备可以是音箱，信号灯，分屏电视等设备。
图1中的步骤101中所述的主机获取自身的位置信息和各终端的位置信息的具体实现包括：
主机和各终端均包括定位模块，主机通过各定位模块之间的协同工作，获取自身的位置信息和各终端的位置信息。
在本发明中，主机和各终端的定位模块可以采用现有技术中的任一中定位方法实现位置信息的获取以及计算。因此，所述定位模块可以为：GPS模块、麦克风阵列或者3G网络接收器等。
这里给出举例给出本发明的一个实施例中所采用的一种位置信息的计算方法，参见图2。
图2是本发明实施例中的位置信息计算的示意图。参见图2，主机和各终端的定位模块获取的位置信息通过预处理行成一个二维坐标系中是点坐标(Xn，Yn)，其中主机的位置信息包括两个位置点，其坐标分别为D0(X0，Y0)和Dt(Xt，Yt)，通过两点定义的方向矢量(D0→Dt)作为判断终端各个点的极坐标的基准，其中D0作为极坐标系中的极点。通过在二维极坐标系中的计算，可以获取每一个终端与主机之间的指向角度和距离信息(Φn，Rn)，并按照Φ的大小进行排序，从而得到一个偏转角坐标序列，并将之编号为(1...n)，每一个终端坐标的序号，就是其在系统中的通讯位置坐标。
图1中的步骤102中所述主机将待传输的各通讯信号与各终端进行匹配可有多种方式实现。在本发明中给出两种实现方式，分别如图3和图4所示。
图3是本发明实施例中的主机采用自动控制继电器实现通讯信号和终端的匹配的示意图。参见图3，主机采用自动控制继电器，先将各终端与自动控制继电器的通讯信道进行链接，然后通过自动控制继电器中的物理链路的切换实现各通讯信号与各通讯信道的对接。
图4是本发明实施例中的采用软件匹配模式实现通讯信号和终端的匹配的示意图。参见图4，主机先将各终端与各通讯信道接口进行匹配，不同地址的通讯信道接口传输不同的数据包，在软件中实现地址的对应关系，实现“软总线”控制逻辑，然后主机通过修改各通讯信号数据包的目的通讯信道接口地址，实现各通讯信号与各通讯信道接口的对接。
如果图1所示的方法应用于由多个对等设备组成的系统中，则该方法在所有步骤之前进一步包括：采用预设方式从多个对等设备中选出一个设备作为主机，其他设备作为终端。这里，采用预设方式可以为：通过人为的配置设定主机角色和终端角色，或者，各对等设备之间通过协商确定出主机角色和终端角色。
下面给出应用图1所述的方法的几个具体实施例
实施例一
本实施例中主要实现声音信号的自适配传输。所述主机为播放音频信号的设备，所述终端为音箱。
图5是本发明实施例中的音频播放系统的示意图。如图5所示，该音频播放包括一个播放音乐的播放主机和两个音箱。播放主机和音箱设备本身都支持无线通讯协议，相互之间可进行无线通讯，则具体步骤如下：
1)将系统中所有成员的无线通讯协议打开，由播放主机来搜索并连接设备组中的其它成员，即音箱1和音箱2。
2)判断音箱1和音箱2相对于主机的位置情况，播放主机通过无线通讯协议分别发送控制信号给音箱1和音箱2，由音箱1和音箱2各自播放一段音频文件并由播放主机接收，播放主机上面的麦克风阵列会通过声源定位算法来判断音箱1和音箱2相对于自己的位置情况，如图5所示，当音箱1和音箱2分别发声的时候，播放主机上面的麦克风阵列的四个麦克风接收到声音的时间是不同的，因此音箱发出的声音信号到达主机系统4个麦克风的时间差可以由系统计算出来，在16K采样频率下，要求最左侧到最右侧麦克风的间距不可小于5cm，48K采样频率下，要求其间距不小于2cm。如果采用具有方向感应的指向性麦克风，还可以获得音箱的具体方向角。这样更有利于计算多音箱的情况。记录t(1，1)为麦克风1收到音箱1的时刻，t(4，1)为麦克风4收到音箱1的时刻，我们定义，如果t(1，1)＞t(4，1)则其位置为主机的左侧，反之为主机右侧，这样就可以将左声道的信号送到音箱2，将右声道的信号送到音箱1。
3)当判断出音箱1和音箱2与主机的相对位置以后，播放主机进行如下处理：将左声道的音频信号传送到音箱2，右声道的音频信号传送到音箱1，这时音箱1和音箱2就可以分别通过自身的无线通讯协议来接收各自的音频信号并输出。
通过上述实施例可以看出，只要摆放好音箱的位置由播放主机自动判断出每个音箱的相对位置，并向每个音箱发送相应声道的音频信号，从而实现声音信号的自适配传输，减少了很多不必要的插线麻烦。
图6是本发明实施例中的5.1声道系统的示意图。如图6所示，是一个5.1声道系统，用上述判断位置的方法也可以判断出6个音箱相对于主机的位置情况，播放主机就会将不同声道的音频信号传送给对应的音箱，由各个音箱接收各自的音频信号并输出。
实施例二
本实施例中主要实现控制信号的自适配传输。所述主机为控制主机，所述终端为信号灯。
控制信号的应用有很多，比如说红绿灯的切换，某个设备的开关状态等。
图7是本发明实施例中的信号灯系统的示意图。如图7所示，该信号灯系统包括一个控制主机和至少两个信号灯，每个信号灯可以显示红或绿两种状态，控制主机和信号灯都装有定位设备。在图7中，将信号灯1和信号灯2编为一组，信号灯3和信号灯4编为一组，当然，信号灯的分组情况可以根据自身的需求来改变，本实施例中只是一种可能情况。控制主机会通过预定的位置信息的计算方法来定位4个信号灯相对于自己的相对位置。当控制主机发现信号灯1在自己旁边，信号灯2在控制主机的远端(对端)即可将1、2号等进行统一编组，而信号灯3、4分别在控制主机的左右两侧，则将3、4编成一组。完成位置判定后，控制主机会将需要显示的控制信号按照编组方式，分别传送到两个分组，而控制信号和通讯信道的切换可以通过控制主机中的自动控制继电器完成的。
图8是图7所示实施例中的信号灯2、3位置互换后的示意图。如图8所示，控制主机就会重新定位信号灯的相对位置，当定位完各个信号灯的相对位置后，就会发送相应的控制信号到4个信号灯，这时候信号灯2和信号灯4就会成为一组共享同一个通讯信道，而信号灯3和信号灯1则会成为一组共享另一个通讯信道。这样就实现了控制信号的自适配。
上述应用场景的举例说明：比如说电影院的入场口和出场口，绿灯亮的地方代表入场口，红灯亮的地方代表出场口，那么就可以通过本实施例的方法来实现，控制方式可以是控制主机的左边信号灯红灯亮，右边信号灯绿灯亮，摆放方式可以如图9所示，图9是本发明实施例中的电影院信号灯系统的示意图。这样当要改变出场口和入场口的位置的时候，只需要控制主机再次判断一下各自的位置就可以切换控制信号了。
实施例三
本实施例中主要实现视频信号的自适配传输。所述主机为播放视频信号的设备，所述终端为显示屏幕
图10是本发明实施例中的一个分屏电视的示意图。如图10所示，该分屏电视包括一个播放主机和9个屏幕，播放主机和9个屏幕都支持无线通讯协议，并且播放主机和每个屏幕上面都装有配套的定位设备，播放主机会通过预定的位置信息的计算方法来判断9个屏幕的相对位置，然后通过无线通讯协议将不同屏幕的信号输出到对应的屏幕上面，即将屏幕1对应的信号传送的屏幕1上，屏幕2对应的信号传送的屏幕2上，屏幕3对应的信号传送的屏幕3上，依此类推，每个屏幕可以通过自身的无线接收装置来接收各自的信号并显示输出。
这样只需要播放主机判断出每个屏幕相对于自己的相对位置就可以将不同的视频信号输出到对应的屏幕上面，不需要每次都通过插线来对应每个屏幕了。
基于上述实施例给出本发明中的一种通讯信号自适配传输系统。
图11是本发明实施例中的一种通讯信号自适配传输系统的示意图。如图11所示，该系统包括：一个主机1101和多个终端1102；
主机1101，用于获取自身的位置信息和各终端1102的位置信息，根据所获取的位置信息计算得到自身与各终端1102之间的相对位置关系，根据自身与各终端1102之间的相对位置关系，将待传输的各通讯信号与各终端1102进行匹配，并根据匹配后的对应关系向各终端1102无线传输相应的通讯信号；
终端1102，用于获取自身的位置信息并发送给主机1101，接收主机1101传输的通讯信号。
在图11中，主机1101和各终端1102均包括定位模块1103，主机1101通过各定位模块1103之间的协同工作，获取自身的位置信息和各终端1102的位置信息；
所述定位模块1103可以为：GPS模块、麦克风阵列或者3G网络接收器等。
在图11中，所述主机可以包括：自动控制继电器(在图10中没有画出)；
所述主机1101，用于先将各终端与自动控制继电器的通讯信道进行匹配，然后通过自动控制继电器中的物理链路的切换实现各通讯信号与各通讯信道的对接；
或者，图11中的所述主机不包括自动控制继电器；所述主机采用软件匹配模式，先将各终端与各通讯信道接口进行链接，不同地址的通讯信道接口传输不同的数据包，然后通过修改各通讯信号数据包的目的通讯信道接口地址，实现各通讯信号与各通讯信道接口的对接。
在图11中，所述主机1101为播放音频信号的设备，所述终端1102为音箱；
或者，所述主机1101为控制主机，所述终端1102为信号灯；
或者，所述主机1101为播放视频信号的设备，所述终端1102为显示屏幕。
在本发明的一个实施例中，图11所示系统中的主机1101和各终端1102均包括协商模块1104，通过各协商模块1104之间的协商通信确定主机角色和终端角色。
综上所述，本发明这种包括一个主机和多个终端的系统中，主机获取自身的位置信息和各终端的位置信息，然后根据所获取的位置信息计算得到自身与各终端之间的相对位置关系，主机根据自身与各终端之间的相对位置关系，将待传输的各通讯信号与各终端进行匹配，并根据匹配后的对应关系向各终端无线传输相应的通讯信号的技术方案，由于主机和各终端之间采用了无线传输方式，因此避免了复杂的布线和插线流程，并且主机获取其自身与各终端之间的相对位置关系，根据该相对位置关系匹配通讯信号和终端，然后进行通讯信号的无线传输，因此能够实现无线信号的自适配传输。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种通讯信号自适配传输方法，其特征在于，该方法应用于包括一个主机和多个终端的系统中，该方法包括：
主机获取自身的位置信息和各终端的位置信息，然后根据所获取的位置信息计算得到自身与各终端之间的相对位置关系；
主机根据自身与各终端之间的相对位置关系，将待传输的各通讯信号与各终端进行匹配，并根据匹配后的对应关系向各终端无线传输相应的通讯信号；
其中，所述主机获取自身的位置信息和各终端的位置信息包括：
主机和各终端均包括定位模块，主机通过各定位模块之间的协同工作，获取自身的位置信息和各终端的位置信息；所述定位模块为：GPS模块、麦克风阵列或者3G网络接收器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将待传输的各通讯信号与各终端进行匹配包括：
主机采用自动控制继电器，先将各终端与自动控制继电器的通讯信道进行链接，然后通过自动控制继电器中的物理链路的切换实现各通讯信号与各通讯信道的对接；
或者，主机采用软件匹配模式，先将各终端与各通讯信道接口进行匹配，不同地址的通讯信道接口传输不同的数据包，然后通过修改各通讯信号数据包的目的通讯信道接口地址，实现各通讯信号与各通讯信道接口的对接。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述通讯信号包括以下各类信号中的一种或多种：音频信号、视频信号和控制信号；对应地，
所述主机为播放音频信号的设备，所述终端为音箱；
或者，所述主机为控制主机，所述终端为信号灯；
或者，所述主机为播放视频信号的设备，所述终端为显示屏幕。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，应用于由多个对等设备组成的系统中时，该方法进一步包括：
采用预设方式从多个对等设备中选出一个设备作为主机，其他设备作为终端。
5.一种通讯信号自适配传输系统，其特征在于，该系统包括：一个主机和多个终端；
主机，用于获取自身的位置信息和各终端的位置信息，根据所获取的位置信息计算得到自身与各终端之间的相对位置关系，根据自身与各终端之间的相对位置关系，将待传输的各通讯信号与各终端进行匹配，并根据匹配后的对应关系向各终端无线传输相应的通讯信号；
终端，用于获取自身的位置信息并发送给主机，接收主机传输的通讯信号；
其中，主机和各终端均包括定位模块，主机通过各定位模块之间的协同工作，获取自身的位置信息和各终端的位置信息；所述定位模块为：GPS模块、麦克风阵列或者3G网络接收器。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，
所述主机包括：自动控制继电器；
所述主机，用于先将各终端与自动控制继电器的通讯信道进行链接，然后通过自动控制继电器中的物理链路的切换实现各通讯信号与各通讯信道的对接；
或者，所述主机不包括自动控制继电器；
所述主机采用软件匹配模式，先将各终端与各通讯信道接口进行匹配，不同地址的通讯信道接口传输不同的数据包，然后通过修改各通讯信号数据包的目的通讯信道接口地址，实现各通讯信号与各通讯信道接口的对接。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，
所述主机为播放音频信号的设备，所述终端为音箱；
或者，所述主机为控制主机，所述终端为信号灯；
或者，所述主机为播放视频信号的设备，所述终端为显示屏幕。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，在主机和各终端由多个对等设备组成所述系统时，所述主机和各终端均包括协商模块，通过各协商模块之间的协商通信确定主机角色和终端角色。
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