CN102724367B - 手机扩展系统及信号转接设备、手机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种手机扩展系统，由带耳麦接口的手机、带耳麦插头的信号转接设备组成；带耳麦插头的信号转接设备将耳麦接口数据转换成数字通信接口的数据格式，使手机通用的耳麦接口变成一个可以传输包括控制命令、扩展设备数据在内的数据传输接口，实现手机同具有数字通信接口的扩展设备间的数据传输，对部扩展设备进行控制与信号采集，实现了手机数据接口的标准化，使手机可以方便地接入外设扩展设备。本发明还公开了一种信号转接设备、一种手机。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术，特别涉及一种手机扩展系统及信号转接设备、手机。
背景技术
手机已经成为了人们生活中必备的消费电子产品，与个人电脑相比，手机的标准化外设接口的发展远远落后。个人电脑，从早期的RS232口，到USB口、HDMI口等，经历了很长时间的标准化接口路线。虽然目前手机已经开始将蓝牙和wifi作为标配，但这些会受到一些条件的限制，比如蓝牙，在不同的手机上，蓝牙支持的应用层协议也不尽相同，这样造成了市面上很难找到一种通用的接口设备，可以与多种不同类型的手机进行对接，实现外扩功能。比如，我们希望通过手机控制一款无线通讯的玩具汽车，目前玩具汽车上的无线通讯采用的是通用2.4G或其他频段，无法直接与手机上现有标准的无线通讯相接，这个时候需要扩展外部设备，而目前手机又没有扩展外部设备的标准化接口。
目前，耳麦接口是手机上的一种标配，耳麦接口目前传输的是语音信号，不能传输语音之外的其他数据。
发明内容
本发明要解决的技术问题是使手机可以方便地接入外设扩展设备。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种手机扩展系统，其包括手机、信号转接设备；
所述信号转接设备，包括一转接处理器、一耳麦插头、一数字通信接口；
所述耳麦插头，包括一输入线、一输出线，输出线用于同手机耳麦接口的麦克风线相接，输入线用于同手机耳麦接口的耳机线相接；
所述数字通信接口，用于同扩展设备进行数字通信；
所述转接处理器，用于将数字通信接口接收到的扩展设备数据以与自适应频率相同的二进制码速率输出到所述耳麦插头输出线，并用于将所述耳麦插头输入线的信号，按自适应频率进行模拟/数字转换，转换成数字信号，输出到所述数字通信接口；
所述手机，包括耳麦接口、模式选择模块、模拟/数字转换模块、数字/模拟转换模块、处理器、扩展接口控制模块；
所述耳麦接口，包括麦克风线和耳机线；
所述模式选择模块，用于根据用户指令输出模式信号，模式信号包括麦克状态、扩展状态；
模式信号为麦克状态时，所述模拟/数字转换模块将麦克风线输入的模拟信号按耳麦采样频率转换成数字信号，输出到手机处理器；所述数字/模拟转换模块将手机处理器传来的语音数据按耳麦采样频率转换成音频模拟信号输出到耳机线；
模式信号为扩展状态时，所述模拟/数字转换模块将麦克风线输入的扩展设备数据按耳麦采样频率转换成数字信号，输出到所述扩展接口控制模块；所述数字/模拟转换模块将所述扩展接口控制模块传来的扩展设备控制数据，按耳麦采样频率转换成音频模拟信号，输出到耳麦接口的耳机线；所述扩展接口控制模块，将手机处理器获得的扩展设备控制数据，按数字通信接口的数据格式，以与耳麦采样频率相同的二进制码速率，输出到所述数字/模拟转换模块，并将所述模拟/数字转换模块传来的数字信号按数字通信接口的数据格式进行解析，输出到手机处理器；
所述自适应频率等于耳麦采样频率。
较佳的，所述信号转接设备还包括一采样率自适应模块；
所述采样率自适应模块用于确定自适应频率；
所述扩展接口控制模块，存储有一验证数据串、一应答数据；
所述扩展接口控制模块，在模式信号为扩展状态时，如果将所述模拟/数字转换模块传来的数字信号按数字通信接口的数据格式进行解析得到的数据包括所述验证数据串，则按数字通信接口的数据格式，以与耳麦采样频率相同的二进制码速率输出所述应答数据到所述数字/模拟转换模块；
所述采样率自适应模块，存储有第0个到第N-1个共N个采样率,N为正整数，并存储有所述验证数据串、所述应答数据；
所述采样率自适应模块，在信号转接设备加电后启动，工作过程如下：
一.启动；
二.i=0；
三.将所述验证数据串，以与第i个采样率相同的二进制码速率，按数字通信接口的数据格式，输出到所述耳麦插头输出线，并将耳麦插头输入线的信号，按第i个采样率进行模拟/数字转换，转换成二进制数据;
四.如果在设定时间内，转换得到与所述应答数据一致的二进制数据，则确定第i个采样率为自适应频率，并退出，否则进行步骤五；
五.i=i+1;
六.如果i<N,进行步骤三，否则进行步骤二。
所述数字通信接口，可以为USB、UART、I2C、SPI、通用2.4G或红外标准接口。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种信号转接设备，其包括一转接处理器、一耳麦插头、一数字通信接口；
所述耳麦插头，包括一输入线、一输出线，输出线用于同手机耳麦接口的麦克风线相接，输入线用于同手机耳麦接口的耳机线相接；
所述数字通信接口，用于同扩展设备进行数字通信；
所述转接处理器，用于将数字通信接口接收到的扩展设备数据以与自适应频率相同的二进制码速率输出到所述耳麦插头输出线，并用于将所述耳麦插头输入线的信号，按自适应频率进行模拟/数字转换，转换成数字信号，输出到所述数字通信接口。
较佳的，所述信号转接设备还包括一采样率自适应模块；
所述采样率自适应模块用于确定自适应频率；
所述采样率自适应模块，存储有第0个到第N-1个共N个采样率,N为正整数，并存储有一验证数据串、一应答数据；
所述采样率自适应模块，在信号转接设备加电后启动，工作过程如下：
一.启动；
二.i=0；
三.将所述验证数据串，以与第i个采样率相同的二进制码速率，按数字通信接口的数据格式，输出到所述耳麦插头输出线，并将耳麦插头输入线的信号，按第i个采样率进行模拟/数字转换，转换成二进制数据;
四.如果在设定时间内，转换得到与所述应答数据一致的二进制数据，则确定第i个采样率为自适应频率，并退出，否则进行步骤五；
五.i=i+1;
六.如果i<N,进行步骤三，否则进行步骤二。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种手机，其包括耳麦接口、模式选择模块、模拟/数字转换模块、数字/模拟转换模块、处理器、扩展接口控制模块；
所述耳麦接口，包括麦克风线和耳机线；
所述模式选择模块，用于根据用户指令输出模式信号，模式信号包括麦克状态、扩展状态；
模式信号为麦克状态时，所述模拟/数字转换模块将麦克风线信号按耳麦采样频率转换成数字信号，输出到手机处理器；所述数字/模拟转换模块将手机处理器传来的语音数据按耳麦采样频率转换成音频模拟信号输出到耳机线；
模式信号为扩展状态时，所述模拟/数字转换模块将麦克风线信号按耳麦采样频率转换成数字信号，输出到所述扩展接口控制模块；所述数字/模拟转换模块将所述扩展接口控制模块传来的扩展设备控制数据，按耳麦采样频率转换成音频模拟信号，输出到耳麦接口的耳机线；所述扩展接口控制模块，将手机处理器获得的扩展设备控制数据，按数字通信接口的数据格式，以与耳麦采样频率相同的二进制码速率，输出到所述数字/模拟转换模块，并将所述模拟/数字转换模块传来的数字信号按数字通信接口的数据格式进行解析，输出到手机处理器。
较佳的，所述扩展接口控制模块，存储有一验证数据串、一应答数据；
所述扩展接口控制模块，在模式信号为扩展状态时，如果将所述模拟/数字转换模块传来的数字信号按数字通信接口的数据格式进行解析得到的数据包括所述验证数据串，则按数字通信接口的数据格式，以与耳麦采样频率相同的二进制码速率输出所述应答数据到所述数字/模拟转换模块。
本发明的手机扩展系统，由带耳麦接口的手机、带耳麦插头的信号转接设备组成；带耳麦插头的信号转接设备将耳麦接口数据转换成数字通信接口的数据格式，使手机通用的耳麦接口变成一个可以传输包括控制命令、扩展设备数据在内的数据传输接口，实现手机同具有数字通信接口的扩展设备间的数据传输，对部扩展设备进行控制与信号采集，实现了手机数据接口的标准化，使手机可以方便地接入外设扩展设备。
本发明的手机扩展系统还具备有采样频率自适应功能，保证信号转接设备的采样频率准确，使同一个信号转接设备可以与具有不同耳麦采样频率的手机兼容。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对本发明所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的手机扩展系统一实施方式示意图。
图2是以耳麦采样频率对信号转接设备输出到其耳麦插头的输出线的信号进行采样和模数转换一实施例示意图；
图3是本发明的信号转接设备的采样率自适应模块工作过程流程图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
手机扩展系统，如图1所示，包括手机、信号转接设备；
所述信号转接设备，包括一转接处理器、一耳麦插头、一数字通信接口；
所述耳麦插头，包括一输入线、一输出线，耳麦插头输出线用于同手机耳麦接口的麦克风线相接，耳麦插头输入线用于同手机耳麦接口的耳机线相接；
所述数字通信接口，用于同扩展设备进行数字通信；
所述转接处理器，用于将数字通信接口接收到的扩展设备数据以与自适应频率相同的二进制码速率输出到所述耳麦插头输出线，并用于将所述耳麦插头输入线的信号，按自适应频率进行模拟/数字转换，转换成数字信号，输出到所述数字通信接口；
所述手机，包括耳麦接口、模式选择模块、模拟/数字转换模块、数字/模拟转换模块、处理器、扩展接口控制模块；
所述耳麦接口，包括麦克风线和耳机线；
所述模式选择模块，用于根据用户指令输出模式信号，模式信号包括麦克状态、扩展状态；
模式信号为麦克状态时，所述模拟/数字转换模块将麦克风线信号（即输入的音频模拟信号）按耳麦采样频率转换成数字信号，输出到手机处理器；所述数字/模拟转换模块将手机处理器传来的语音数据按耳麦采样频率转换成音频模拟信号输出到耳机线；
模式信号为扩展状态时，所述模拟/数字转换模块将麦克风线信号（即输入的扩展设备数据）按耳麦采样频率转换成数字信号，输出到所述扩展接口控制模块；所述数字/模拟转换模块将所述扩展接口控制模块传来的扩展设备控制数据，按耳麦采样频率转换成音频模拟信号，输出到耳麦接口的耳机线；所述扩展接口控制模块，将手机处理器获得的扩展设备控制数据，按数字通信接口的数据格式，以与耳麦采样频率相同的二进制码速率，输出到所述数字/模拟转换模块，并将所述模拟/数字转换模块传来的数字信号按数字通信接口的数据格式进行解析，输出到手机处理器；
所述自适应频率等于耳麦采样频率。
较佳的，扩展设备为具有数字通信接口的玩具汽车；
较佳的，数字通信接口可以为USB、UART、I2C、SPI、通用2.4G、红外以及其他频段无线标准接口。
实施例二
基于实施例一。耳麦采样频率是44kHz，自适应频率是44kHz，信号转接设备，将其数字通信接口接收到的扩展设备数据，以与自适应频率相同的二进制码速率44Kbits/s，输出到其耳麦插头的输出线。以发送扩展设备数据0x23为例，如图2所示，信号转接设备输出到其耳麦插头的输出线的信号是数字信号，手机的模拟/数字模块把该数字信号当成是模拟信号，以耳麦采样频率44kHz进行采样和模数转换，手机的扩展接口控制模块对模数转换后得到的数字信号按数字通信接口的数据格式进行解析，到实际的扩展设备数据，这样手机就获得了所述信号转接设备通过其耳麦插头发送过来的扩展设备数据0x23。
手机向信号转接设备发送数据的模式刚好相反，以发送扩展设备控制数据0x23为例，如表1所示，扩展接口控制模块，将扩展设备控制数据0x23，按数字通信接口的数据格式，以与耳麦采样频率相同的二进制码速率输出到所述数字/模拟转换模块，所述数字/模拟转换模块，将该二进制扩展设备控制数据，按耳麦采样频率转换成音频模拟信号，输出到耳麦接口的耳机线。
表1：
实施例三
基于实施例一。信号转接设备还包括一采样率自适应模块，所述采样率自适应模块用于确定自适应频率；
所述扩展接口控制模块，存储有一验证数据串、一应答数据；
所述扩展接口控制模块，在模式信号为扩展状态时，如果将所述模拟/数字转换模块传来的数字信号按数字通信接口的数据格式进行解析得到的数据包括所述验证数据串，则按数字通信接口的数据格式，以与耳麦采样频率相同的二进制码速率输出所述应答数据到所述数字/模拟转换模块；
所述采样率自适应模块，存储有第0个到第N-1个共N个采样率,N为正整数，并存储有所述验证数据串、所述应答数据；
所述采样率自适应模块，在信号转接设备加电后启动，工作过程如图3所示，包括以下步骤：
一.启动；
二.i=0；
三.将所述验证数据串，以与第i个采样率相同的二进制码速率，按数字通信接口的数据格式，输出到所述耳麦插头输出线，并将耳麦插头输入线的信号，按第i个采样率进行模拟/数字转换，转换成二进制数据;
四.如果在设定时间（比如2秒）内，转换得到与所述应答数据一致的二进制数据，则确定第i个采样率为自适应频率，并退出，否则进行步骤五；
五.i=i+1;
六.如果i<N,进行步骤三，否则进行步骤二。
本发明的手机扩展系统，由带耳麦接口的手机、带耳麦插头的信号转接设备组成；带耳麦插头的信号转接设备将耳麦接口数据转换成数字通信接口的数据格式，使手机通用的耳麦接口变成一个可以传输包括控制命令、扩展设备数据在内的数据传输接口，实现手机同具有数字通信接口的扩展设备间的数据传输，对部扩展设备进行控制与信号采集，实现了手机数据接口的标准化，使手机可以方便地接入外设扩展设备。
由于各种手机耳麦采样频率不完全一致，本发明的手机扩展系统还具备有采样频率自适应功能，保证信号转接设备的采样频率准确，使同一个信号转接设备可以与具有不同耳麦采样频率的手机兼容。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (8)
1.一种手机扩展系统，其特征在于，包括手机、信号转接设备；
所述信号转接设备，包括一转接处理器、一耳麦插头、一数字通信接口；
所述耳麦插头，包括一输入线、一输出线，输出线用于同手机耳麦接口的麦克风线相接，输入线用于同手机耳麦接口的耳机线相接；
所述数字通信接口，用于同扩展设备进行数字通信；
所述转接处理器，用于将数字通信接口接收到的扩展设备数据以与自适应频率相同的二进制码速率输出到所述耳麦插头输出线，并用于将所述耳麦插头输入线的信号，按自适应频率进行模拟/数字转换，转换成数字信号，输出到所述数字通信接口；
所述手机，包括耳麦接口、模式选择模块、模拟/数字转换模块、数字/模拟转换模块、处理器、扩展接口控制模块；
所述耳麦接口，包括麦克风线和耳机线；
所述模式选择模块，用于根据用户指令输出模式信号，模式信号包括麦克状态、扩展状态；
模式信号为麦克状态时，所述模拟/数字转换模块将麦克风线输入的模拟信号按耳麦采样频率转换成数字信号，输出到手机处理器；所述数字/模拟转换模块将手机处理器传来的语音数据按耳麦采样频率转换成音频模拟信号输出到耳机线；
模式信号为扩展状态时，所述模拟/数字转换模块将麦克风线输入的扩展设备数据按耳麦采样频率转换成数字信号，输出到所述扩展接口控制模块；所述数字/模拟转换模块将所述扩展接口控制模块传来的扩展设备控制数据，按耳麦采样频率转换成音频模拟信号，输出到耳麦接口的耳机线；所述扩展接口控制模块，将手机处理器获得的扩展设备控制数据，按数字通信接口的数据格式，以与耳麦采样频率相同的二进制码速率，输出到所述数字/模拟转换模块，并将所述模拟/数字转换模块传来的数字信号按数字通信接口的数据格式进行解析，输出到手机处理器；
所述自适应频率等于耳麦采样频率。
2.根据权利要求1所述的手机扩展系统，其特征在于，
所述信号转接设备还包括一采样率自适应模块；
所述采样率自适应模块用于确定自适应频率；
所述扩展接口控制模块，存储有一验证数据串、一应答数据；
所述扩展接口控制模块，在模式信号为扩展状态时，如果将所述模拟/数字转换模块传来的数字信号按数字通信接口的数据格式进行解析得到的数据包括所述验证数据串，则按数字通信接口的数据格式，以与耳麦采样频率相同的二进制码速率输出所述应答数据到所述数字/模拟转换模块；
所述采样率自适应模块，存储有第0个到第N-1个共N个采样率,N为正整数，并存储有所述验证数据串、所述应答数据；
所述采样率自适应模块，在信号转接设备加电后启动，工作过程如下：
一.启动；
二.i=0；
三.将所述验证数据串，以与第i个采样率相同的二进制码速率，按数字通信接口的数据格式，输出到所述耳麦插头输出线，并将耳麦插头输入线的信号，按第i个采样率进行模拟/数字转换，转换成二进制数据;
四.如果在设定时间内，转换得到与所述应答数据一致的二进制数据，则确定第i个采样率为自适应频率，并退出，否则进行步骤五；
五.i=i+1;
六.如果i<N,进行步骤三，否则进行步骤二。
3.根据权利要求2所述的手机扩展系统，其特征在于，
所述数字通信接口，为USB、UART、I2C、SPI、通用2.4G或红外标准接口。
4.根据权利要求2所述的手机扩展系统，其特征在于，
所述扩展设备，为具有数字通信接口的玩具汽车。
5.根据权利要求1所述的手机扩展系统，其特征在于，
所述耳麦采样频率是44kHz，所述自适应频率是44kHz。
6.一种信号转接设备，其特征在于，包括一转接处理器、一耳麦插头、一数字通信接口；
所述耳麦插头，包括一输入线、一输出线，输出线用于同手机耳麦接口的麦克风线相接，输入线用于同手机耳麦接口的耳机线相接；
所述数字通信接口，用于同扩展设备进行数字通信；
所述转接处理器，用于将数字通信接口接收到的扩展设备数据以与自适应频率相同的二进制码速率输出到所述耳麦插头输出线，并用于将所述耳麦插头输入线的信号，按自适应频率进行模拟/数字转换，转换成数字信号，输出到所述数字通信接口；
所述信号转接设备还包括一采样率自适应模块；
所述采样率自适应模块用于确定自适应频率；
所述采样率自适应模块，存储有第0个到第N-1个共N个采样率,N为正整数，并存储有一验证数据串、一应答数据；
所述采样率自适应模块，在信号转接设备加电后启动，工作过程如下：
一.启动；
二.i=0；
三.将所述验证数据串，以与第i个采样率相同的二进制码速率，按数字通信接口的数据格式，输出到所述耳麦插头输出线，并将耳麦插头输入线的信号，按第i个采样率进行模拟/数字转换，转换成二进制数据;
四.如果在设定时间内，转换得到与所述应答数据一致的二进制数据，则确定第i个采样率为自适应频率，并退出，否则进行步骤五；
五.i=i+1;
六.如果i<N,进行步骤三，否则进行步骤二。
7.根据权利要求6所述的信号转接设备，其特征在于，
所述数字通信接口，为USB、UART、I2C、SPI、通用2.4G无线或红外标准接口。
8.一种手机，其特征在于，包括耳麦接口、模式选择模块、模拟/数字转换模块、数字/模拟转换模块、处理器、扩展接口控制模块；
所述耳麦接口，包括麦克风线和耳机线；
所述模式选择模块，用于根据用户指令输出模式信号，模式信号包括麦克状态、扩展状态；
模式信号为麦克状态时，所述模拟/数字转换模块将麦克风线信号按耳麦采样频率转换成数字信号，输出到手机处理器；所述数字/模拟转换模块将手机处理器传来的语音数据按耳麦采样频率转换成音频模拟信号输出到耳机线；
模式信号为扩展状态时，所述模拟/数字转换模块将麦克风线信号按耳麦采样频率转换成数字信号，输出到所述扩展接口控制模块；所述数字/模拟转换模块将所述扩展接口控制模块传来的扩展设备控制数据，按耳麦采样频率转换成音频模拟信号，输出到耳麦接口的耳机线；所述扩展接口控制模块，将手机处理器获得的扩展设备控制数据，按数字通信接口的数据格式，以与耳麦采样频率相同的二进制码速率，输出到所述数字/模拟转换模块，并将所述模拟/数字转换模块传来的数字信号按数字通信接口的数据格式进行解析，输出到手机处理器；
所述扩展接口控制模块，存储有一验证数据串、一应答数据；
所述扩展接口控制模块，在模式信号为扩展状态时，如果将所述模拟/数字转换模块传来的数字信号按数字通信接口的数据格式进行解析得到的数据包括所述验证数据串，则按数字通信接口的数据格式，以与耳麦采样频率相同的二进制码速率输出所述应答数据到所述数字/模拟转换模块。
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