CN102739372A - 一种以声音为载体来触发信息交互的装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种以声音为载体来触发信息交互的装置，它包括至少一个数据发送单元、至少一个数据接收单元、至少一个辅助通信单元和至少一个控制单元；数据发送单元，用于发送控制单元产生的声音信号；数据接收单元，用于接收外部有效声音信号，并将信号传输给控制单元；辅助通信单元，用于大数据量通信；控制单元，用于处理数据接收单元收集回的信号，即对数据接收单元收集回的宽带信号进行存储、解码、运算、控制，判断接收回的信号是否有效，并可产生多个频点的声音信号。本发明还涉及一种以声音为载体来触发信息交互的方法。本发明的有益效果是：本发明无额外的开销、实现通信的无盲点化，更加便利、更加人性化。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种以声音信号为载体来触发通信，以模拟声音通道为信道来进行信息交互的装置与方法。
背景技术
随着科学技术的进步，特别是近年来无线通信技术的飞速发展，无线通信在人们的生活中扮演中越来越重要的角色。操作简单化、高速化、通信无盲点化是用户对当前无线通信产品尤其是便携式产品的强烈要求。现今最流行的几种通信方式蓝牙、WiFi（wireless fidelity，一种无线联网的技术）等虽然都挺快捷方便，但是也各自存在着缺陷，无法满足用户日益增长的需求。如蓝牙技术连接过程中需要用户手动开启蓝牙，搜索，并且双方之间需交换PIN（个人标识号 (PIN＝personal identification number )，用于保护智能卡免受误用的秘密标识代码）码，若配对成功，才开始传输文件；WiFi技术连接过程中只能在有WiFi覆盖和存在接入点的区域才能进行，并且一般需要用户输入入网密码，认证通过才能进行数据收发。这就给用户带来了诸多不便，在没有WiFi覆盖的区域或者无蓝牙模块的终端中，用户之间就无法进行便捷的通信。
发明内容
为解决以上不足，本发明提供一种以声音为载体来触发信息交互的装置与方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种以声音为载体来触发信息交互的装置，它包括数据发送单元、数据接收单元和控制单元；
数据发送单元，用于发送控制单元产生的声音信号；
数据接收单元，用于接收外部有效声音信号，并将信号传输给控制单元；
控制单元，用于处理数据接收单元收集回的信号，即对数据接收单元收集回的宽带信号进行存储、解码、运算、控制，判断接收回的信号是否有效，并可产生多个频点的声音信号。
进一步的，数据发送单元为扬声器。
进一步的，数据接收单元为麦克风。
进一步的，它还包括辅助通信单元，辅助通信单元，用于大数据量通信。
进一步的，所述控制单元上设有启动开关，所述开关为由红外传感器构成的开关、由加速度传感器构成的开关或按键开关。
一种以声音为载体来触发信息交互的方法，它包括以下步骤：
步骤1：主动通信一方控制单元将需要交互的信息调制到选定的声音频点，并通过数据发送单元发出；
步骤2：通信的另一方通过数据接收单元接收信号，并由控制单元解码得到原始信息。
一种以声音为载体来触发信息交互的方法，它包括以下步骤：
步骤a1：主动通信一方控制单元将前导码调制到指定的声音频点，并通过数据发送单元发出；
步骤a2：通信另一方通过数据接收单元接收信号，并由控制单元解码获得前导码；
步骤a3：通信另一方控制单元选择与主动通信一方相异的声音频点作为载体，并将ACK信号调制到该频点通过数据发送单元发出；
步骤a4：主动通信一方数据接收单元接收ACK（ACKnowledge Character，在数据通信传输中，接收站发给发送站的一种传输控制字符。它表示确认发来的数据已经接受无误）信号，与通信另一方建立通信链路。
一种以声音为载体来触发信息交互的方法，它包括以下步骤：
步骤b1：通信双方控制单元分别随机或定向选择一个声音频点作为载体；
步骤b2：通信双方控制单元均将前导码调制成各自选定的声音频点，并通过数据发送单元发出；
步骤b3：通信双方控制单元分别判断接收的信号的频点与自己的发送信号的频点的异同，如相同则返回步骤b1；如相异则进行下一步骤；
步骤b4：通信双方控制单元将接收的信号解码，从而获得前导码；
步骤b5：通信双方分别以自己的频点通过数据发送单元向外发送ACK信号；
步骤b6：通信双方数据接收单元分别接收到ACK信号，通信双方建立通信链路。
一种以声音为载体来触发信息交互的方法，它包括以下步骤：
步骤c1：通信双方控制单元分别随机或定向选择一个由多个声音频点组成的频点集作为载体；
步骤c2：通信双方控制单元均将前导码调制到各自选定的声音频点集中的频点，形成信号集通过数据发送单元发出；
步骤c3：通信双方控制单元分别判断接收的信号的频点与自己的发送信号的频点的异同，如全部相同则返回步骤1；如有相异则进行下一步骤；
步骤c4：通信双方控制单元分别根据信道好坏选择最佳信道，并分别解码接收的信号获得前导码；
步骤c5：通信双方分别以选定的信道的频点通过数据发送单元向外发送ACK信号；
步骤c6：通信双方数据接收单元分别接收到ACK信号，通信双方建立通信链路。
进一步的，所述频点在通信双方自身数据发送单元可以播放的音频段范围内。
本发明的有益效果是：本发明利用通信终端本身带有的麦克风和扬声器硬件，无需外部的网络连接或蓝牙模块等，便可传输信息，只需配以相关控制软件，并以声音为信息承载体触发通信，进行数据的交互。本发明无额外的开销、实现通信的无盲点化，更加便利、更加人性化。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明实施例1流程图；
图3为本发明实施例2流程图；
图4为本发明实施例3流程图；
图5为本发明实施例4流程图；
图6为本发明应用在手机上的较佳实例示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1：如图1所示，一种以声音为载体来触发信息交互的装置，它包括数据发送单元、数据接收单元和控制单元；
数据发送单元，用于发送控制单元产生的声音信号；
数据接收单元，用于接收外部有效声音信号，并将信号传输给控制单元；
本发明以声音为载体来触发信息交互的装置还包括辅助通信单元，用于大数据量通信。
当通信双方信息交互量较大时，如图片、视频文件、音乐文件等，可采用辅助通信单元进行信息交互，而通过声音为载体的连接则用来传递辅助通信单元开启时所需的IP或者物理地址信息等。
控制单元，用于处理数据接收单元收集回的信号，即对数据接收单元收集回的宽带信号进行存储、解码、运算、控制，判断接收回的信号是否有效，并可产生多个频点的声音信号。
控制单元包括物理硬件平台及嵌入的处理软件，物理硬件平台是指处理器或者是处理器与建立在其之上的操作系统的总和，给处理麦克风收集回的宽带信号提供物理基础，嵌入式处理软件是运行在物理硬件平台中的应用程序，用于对麦克风收集回的宽带信号进行存储、解码、运算、控制，判断接收回的信号是否有效，并生成向外发送的声音信号。
控制单元上设有控制数据接收单元或数据发送单元启动的开关，所述开关为由红外传感器构成的开关、由加速度传感器构成的开关或按键开关，数据接收单元或数据发送单元的启动还可以是打开相关控制软件的方式。
如图2所示，一种以声音为载体来触发信息交互的方法，采用主从直接连接的方法，它包括以下步骤：
步骤1：主动通信一方控制单元将需要交互的信息调制到选定的声音频点，并通过数据发送单元发出；数据发送单元可以为扬声器；
步骤2：通信的另一方通过数据接收单元接收信号，并解码得到原始信息。数据接收单元可以为麦克风。
具体为：（1）主动通信方A选择发送功能，并由控制单元随机或定向选择一个声音频点 
作为载体；
（2）控制单元将自身想要交互的信息调制到发送频点
，再通过自带的扬声器发送出去，发送信息为：
；
（3）通信另一方B选择接收功能，通过自带的麦克风接收到宽带信号，在控制单元中解调出信号，并解码出主动通信方发出的信息；
（4）信息发送完毕，通信结束。
实施例2：如图3所示，本实施例与实施例1不同之处为：一种以声音为载体来触发信息交互的方法，采用主从应答连接方法，它包括以下步骤：
步骤1：主动通信一方控制单元将前导码调制到指定的声音频点，并通过扬声器发出；
步骤2：通信另一方通过麦克风接收信号，并由控制单元解码获得前导码；
步骤3：通信另一方控制单元选择与主动通信一方相异的声音频点作为载体，并将ACK信号调制到该频点发出；
步骤4：主动通信一方麦克风接收ACK（ACKnowledge Character，在数据通信传输中，接收站发给发送站的一种传输控制字符。它表示确认发来的数据已经接受无误）信号，与通信另一方建立通信链路。
步骤5：主动通信一方控制单元将需要交互的信息调制到选定的频点，并通过扬声器发出；
步骤6：通信的另一方通过选择的另一频点，并由麦克风接收信号，并解码得到原始信息。
具体为：（1）主动通信方A选择发送功能，并由控制单元随机或定向选择一个声音频点
作为载体；
（2）控制单元将前导码信息调制到发送频点
，再通过自带的扬声器发送出去，发送信息为：
；
将前导码设为固定值，表示“需要通信”，并随机或定向选择一个声音频点
作为载体，将前导码
用选择好的频点调制，形成信号
，然后通过自身的扬声器模块向周围环境不停广播。
（3）通信另一方B选择接收功能，通过自带的麦克风接收到宽带信号，在控制单元中解调出
信号，并解码出通信方A发出的前导码信息；
（4）通信方B得到前导码后，选择与A相异的发送频点gi，i=1,2,3…作为载体，将“可以通信”的信号ACK调制到gi，i=1,2,3…，然后通过自身扬声器发送出去给A；
（5）当通信方A获得ACK信号后，通信双方的通信链路就连接好了；
对于主动通信端
频带是其发送通路，
频带是其接收通路，对于通信另一方则相反，
频带是其发送通路， 
频带是其接收通路。
（6）通信双方可进行进一步信息交互过程。
实施例3：如图4所示，本实施例与实施例1的区别在于：一种以声音为载体来触发信息交互的方法，采用主主单频点连接方法，它包括以下步骤：
步骤1：通信双方控制单元分别随机或定向选择一个声音频点作为载体；
步骤2：通信双方控制单元均将前导码调制成各自选定的声音频点，并发出；
步骤3：通信双方控制单元分别判断接收的信号的频点与自己的发送信号的频点的异同，如相同则返回步骤1；如相异则进行下一步骤；
步骤4：通信双方控制单元将接收的信号解码，从而获得前导码；
步骤5：通信双方分别以自己的频点向外发送ACK信号；
步骤6：通信双方分别接收到ACK信号，通信双方建立通信链路。
步骤7：通信一方控制单元将需要交互的信息调制到选定的声音频点，并通过扬声器发出；
步骤:8：通信的另一方通过选定的频点，并由麦克风接收信号，并解码得到原始信息。
具体为：（1）通信双方A、B都分别随机或定向选择声音频点
和
作为载体；
（2）通信双方A、B各自将前导码
用选择好的频点调制，分别形成信号和
，然后通过各自的扬声器向周围环境不停广播；
（3）通信双方A、B将麦克风接收到的宽带信号进行判断，如果信号频点是相同的，则返回步骤1，如果信号频点相异的，则继续下一步；
（4）通信双方A、B分别解调
、，得到前导码，悉知外界有希望进行通信的终端存在；
（5）通信双方A、B则分别对各自获知的通信终端回复，将各自ACK信号调制到各自发送频点，向外发送；
（6）A、B在获得ACK信号后，双方通信链路已经建立；
发送频率为
的通信方，
频带是其发送通路，
频带是其接收通路；发送频率为
的通信方，
频带是其发送通路， 频带是其接收通路。
（7）通信双方可进行进一步信息交互过程。
实施例4：本实施例与实施例1的区别在于：一种以声音为载体来触发信息交互的方法，采用主主多频点连接方法，它包括以下步骤：
步骤1：通信双方控制单元分别随机或定向选择一个由多个声音频点组成的频点集作为载体；
步骤2：通信双方控制单元均将前导码调制到各自选定的声音频点集中的频点，形成信号集发出；
步骤3：通信双方控制单元分别判断接收的信号的频点与自己的发送信号的频点的异同，如全部相同则返回步骤1；如有相异则进行下一步骤；
步骤4：通信双方控制单元分别根据信道好坏选择最佳信道，并分别解码接收的信号获得前导码；
步骤5：通信双方分别以选定的信道的频点向外发送ACK信号；
步骤6：通信双方分别接收到ACK信号，通信双方建立通信链路。
步骤7：通信一方控制单元将需要交互的信息调制到选定的声音频点，并通过扬声器发出；
步骤:8：通信的另一方通过麦克风接收信号，并解码得到原始信息。
具体为：（1）通信双方A、B都分别随机或定向选择声音频点集
和
作为载体；
（2）通信双方A、B各自将前导码用选择好的频点集调制，分别形成信号集
和
，然后通过各自的扬声器向周围环境不停广播；
（3）通信双方A、B将麦克风接收到的宽带信号进行判断，如果信号集中的频点是相同的，则返回步骤1，如果信号集中的频点有相异的存在，则继续下一步；
（4）通信双方A、B分别解调信号集
、
，得到前导码，悉知外界有希望进行通信的终端存在，并根据信道好坏保留或随机选择一个最佳信道，即将此最佳信道作为各自的发送频点；
（5）通信双方A、B则分别对各自获知的通信终端回复，将各自ACK信号调制到各自发送频点，向外发送；
（6）A、B在获得ACK信号后，双方通信链路已经建立；
发送频率为
的通信方，
频带是其发送通路，
频带是其接收通路；发送频率为的通信方，频带是其发送通路， 频带是其接收通路。
（7）通信双方可进行进一步信息交互过程。
进一步的，所述频点在通信双方自身扬声器可以播放的音频段范围内。
本发明中所述声音载体的频带限定在该通信终端自身扬声器可以播放出来的音频段，设为
，且将此频带总共分为
个子频段，则每个子频段带宽为
，取每个子频带中间的频点作为声音频点载体，则频点可表示为
。
上述实施例中使用的是声音的频分信道，使用声音的时分信道的效果也是可行的；主从直接连接方法适合环境比较单一场合；主主单频点连接方法中，当外界环境嘈杂或者通信双方的频点相同时，通信双方需要不停得调整发送频点才能连接成功；主主多频点连接方法中，大大减少了通信双方更换频点的概率，但是当通信双方选择的频点集一致时，这种快速连接法也需要通信双方不停更换频点集；当通信双方的收发链路已经建立好，则可进行下一步信息交互了。
通过对声音载体频点的选择，采用有效地匹配方法来触发通信双方进行进一步的信息交互过程。该装置只需利用通信终端本身就带有的麦克风和扬声器硬件，采用相关控制软件方法，便可以通过声音载体进行数据交互。本发明无额外的开销，实现了通信的无盲点化，更加便利、更加人性化。
图6是本发明使用在手机终端中的较佳实例，其中开启本发明功能的方式为碰撞开启，手机终端中具有碰撞所需传感器，传输信息为某网站网址，传输载体为声音频率，采用连接方法为主从应答连接方法，实施步骤为：
1) 通信双方需要进行信息交互，双方手握手机相互轻轻碰撞；
2) 碰撞通过传感器会产生一个启动本发明功能的信号，手机自动开启本功能；
3) 手机A根据主从应答连接方法原理，先随机选用一个发送频点1，将前导码调制到该频点1，通过自带的扬声器不停地向外发送带有前导码的声音信息；
4) 当手机B在自带的麦克风中接收到信号，先解调、再解码，得到该前导码，则悉知外界有想要通信的终端存在；
5) 手机B为了响应手机A，先选择一个与手机A发送频点1不一样的另一频点2，向外回复一个调制到该频点2的ACK信号；
6) 手机A通过麦克风接收到ACK信号，则悉知已经有外界终端响应，且双方的收发链路已经建立，手机A的发送链路使用频点1、接收链路使用频点2，手机B则刚好相反；
7) 手机A选中将要传输的网址，由于信息量较少，可直接通过声音传输，将网址调制到其发送频点1，向外发送；
8) 手机B从麦克风接收到的信号中，提取出频点1的信息，解调、解码，得到所需信息；
9) 手机B得到信息后，通过发送频点2，发送完成信号；
10) 当手机A接收到完成信号后，双方断开连接，完成此次信息交互。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种以声音为载体来触发信息交互的装置，其特征在于，该装置包括数据发送单元、数据接收单元和控制单元；其中
所述数据发送单元，用于发送控制单元产生的声音信号；
所述数据接收单元，用于接收外部有效声音信号，并将信号传输给控制单元；
所述控制单元，用于处理数据接收单元收集回的信号，即对数据接收单元收集回的宽带信号进行存储、解码、运算、控制，判断接收回的信号的有效性，并可产生多个频点的声音信号。
2.根据权利要求1所述的一种以声音为载体来触发信息交互的装置，其特征在于，所述数据收发单元为扬声器。
3.根据权利要求1所述的一种以声音为载体来触发信息交互的装置，其特征在于，所述数据接收单元为麦克风。
4.根据权利要求1所述的一种以声音为载体来触发信息交互的装置，其特征在于，它还包括辅助通信单元，所述辅助通信单元，用于大数据量通信。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种以声音为载体来触发信息交互的装置，其特征在于，所述控制单元上设有启动开关，所述开关为由红外传感器构成的开关、由加速度传感器构成的开关或按键开关。
6.一种以声音为载体来触发信息交互的方法，其特征在于，它包括以下步骤：
步骤1：主动通信一方的控制单元将需要交互的信息调制到选定的声音频点，并通过数据发送单元发出；
步骤2：通信的另一方通过数据接收单元接收信号，并由控制单元解码得到原始信息。
7.根据权利要求6所述的一种以声音为载体来触发信息交互的方法，其特征在于，所述步骤1之前还包括以下步骤：
步骤a1：主动通信一方的控制单元将前导码调制到指定的声音频点，并通过数据发送单元发出；
步骤a2：通信另一方通过数据接收单元接收信号，并由控制单元解码获得前导码；
步骤a3：通信另一方的控制单元选择与主动通信一方相异的声音频点作为载体，并将ACK信号调制到该频点通过数据发送单元发出；
步骤a4：主动通信一方的数据接收单元接收ACK信号，与通信另一方建立通信链路。
8.根据权利要求6所述的一种以声音为载体来触发信息交互的方法，其特征在于，所述步骤1之前还包括以下步骤：
步骤b1：通信双方的控制单元分别随机或定向选择一个声音频点作为载体；
步骤b2：通信双方的控制单元均将前导码调制成各自选定的声音频点，并由各自的数据发送单元发出；
步骤b3：通信双方的控制单元分别判断接收的信号的频点与自己的发送信号的频点的异同，如相同则返回步骤b1；如相异则进行下一步骤；
步骤b4：通信双方的控制单元将接收的信号解码，从而获得前导码；
步骤b5：通信双方分别以自己的频点通过数据发送单元向外发送ACK信号；
步骤b6：通信双方的数据接收单元分别接收到ACK信号，通信双方建立通信链路。
9.根据权利要求6所述的一种以声音为载体来触发信息交互的方法，其特征在于，所述步骤1之前还包括以下步骤：
步骤c1：通信双方的控制单元分别随机或定向选择一个由多个声音频点组成的频点集作为载体；
步骤c2：通信双方的控制单元均将前导码调制到各自选定的声音频点集中的频点，形成信号集通过数据发送单元发出；
步骤c3：通信双方的控制单元分别判断接收的信号的频点与自己的发送信号的频点的异同，如全部相同则返回步骤c1；如有相异则进行下一步骤；
步骤c4：通信双方的控制单元分别根据信道好坏选择最佳信道，并分别解码接收的信号获得前导码；
步骤c5：通信双方分别以选定的信道的频点通过数据发送单元向外发送ACK信号；
步骤c6：通信双方的数据接收单元分别接收到ACK信号，通信双方建立通信链路。
10.根据权利要求6、7、8或9所述的一种以声音为载体来触发信息交互的方法，其特征在于，所述频点在通信双方自身数据发送单元可以播放的音频段范围内。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN2011100835712A CN102739372A (zh) | 2011-04-02 | 2011-04-02 | 一种以声音为载体来触发信息交互的装置与方法 |
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| CN2011100835712A CN102739372A (zh) | 2011-04-02 | 2011-04-02 | 一种以声音为载体来触发信息交互的装置与方法 |
Publications (1)
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| CN102739372A true CN102739372A (zh) | 2012-10-17 |
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|---|---|---|---|
| CN2011100835712A Pending CN102739372A (zh) | 2011-04-02 | 2011-04-02 | 一种以声音为载体来触发信息交互的装置与方法 |
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2011
- 2011-04-02 CN CN2011100835712A patent/CN102739372A/zh active Pending
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