CN103199942A - 一种音频通讯方法及采用该方法的终端 - Google Patents

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Abstract

一种音频通讯方法及采用该方法的终端。本发明涉及使用音频方式通讯设备的通讯方法，尤其是一种音频通讯方法，其特征在于：终端与音频通讯主机进行音频通讯时，所述音频通讯主机采用二分法进行自动选择通讯参数与所述终端进行握手。本发明的技术方案中，即使音频通讯主机对某个频段作特殊处理，采用二分法也能找到另一个较合理的波特率用以完成音频通讯。

Description

一种音频通讯方法及采用该方法的终端
技术领域
本发明涉及使用音频方式通讯设备的通讯方法，尤其是一种音频通讯方法。
背景技术
目前手机与终端通信通常都约定好一个用于发送和一个用于接收的固定的波形（方波或正弦波），固定的幅值和波特率，当终端接上手机后以这些约定好的参数尝试握手，如果握手上了，便认为支持该主设备或终端，否则，不支持该主设备或终端。
但是，使用该技术方案有个明显的缺陷，该技术方案使用固定参数，由于不同手机的音频方案不一致，有的手机对于某个频段会做特殊处理，也可能平滑过高的幅值信号，因此，在这种情况下，手机无法接收到有效数据从而握手失败。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种音频通讯方法，让音频通讯主机自动选择参数，特别是二分法选择波特率，节省了匹配时间。
本发明采用以下方案实现：一种音频通讯方法，其特征在于：音频通讯主机与终端进行音频通讯时，所述音频通讯主机采用二分法进行自动选择通讯参数与所述终端进行握手。
在本发明一实施例中，所述音频通讯主机采用二分法进行自动选择通讯参数的具体步骤为：所音频通讯主机采用二分法选择波特率，并将选择的波特率与复数个预设幅值和波形进行组合。
在本发明一实施例中，所述音频通讯主机采用二分法选择波特率，并将选择的波特率与复数个预设幅值和波形组合的具体步骤为：
S1：设置一波特率下限值、一波特率上限值和一波特率当前值；
S2：所述音频通讯主机将所述波特率当前值与所述复数个预设幅值和波形组合后，与所述终端进行握手；
S3：当握手失败时，将所述波特率当前值设置成新的波特率上限值，将所述新的波特率上限值与所述波特率下限值之和的一半设置成新的波特率当前值，返回步骤S2；当握手成功时，判断所述波特率当前值与所述波特率上限值相差是否小于一预设定值；若小于所述预设定值，则所述波特率当前值、预设幅值和波形为所述音频通讯主机与所述终端进行音频通讯的通讯参数；若大于所述预设定值，则将所述波特率当前值设置成新的波特率下限值，将所述新的波特率下限值与所述波特率上限值之和的一半设置成新的波特率当前值，返回步骤S2。
在本发明一实施例中，所述音频通讯主机维护一参数表，所述参数表记录所述终端与每个音频通讯主机型号对应的通讯参数。
在本发明一实施例中，所述通讯参数包括：音频通讯主机往终端的波特率、幅值和波形以及终端往音频通讯主机的波特率、幅值和波形。
本发明还提供一种采用所述音频通讯方法的终端，其特征在于：所述终端包括一MCU、一比较器和一DAC；所述比较器的输出端作为所述终端的输入端；所述比较器输入端连接所述MCU；所述MCU还连接所述DAC的输入端；所述DAC的输出端作为所述终端的输出端。
在本发明一实施例中，所述比较器和所述DAC集成在所述MCU内。
在本发明一实施例中，所述DAC用一GPIO口替代。
在本发明一实施例中，所述终端为支付终端。
本发明的技术方案具有如下优点：
1.当找到可以正常通信的参数集合，便将其记录到参数表中，以后通信便无需重新选择参数，减小参数匹配时间；
2.自动选择参数，特别是二分法选择波特率，节省了匹配时间；
3.即使手机对某个频段作特殊处理，二分法也能找到另一个较合理的波特率。
附图说明
图1是本发明手机采用二分法进行自动选择参数的流程图。
图2是本发明音频通讯主机与终端进行通讯的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。
本发明提供一种音频通讯方法，其特征在于：音频通讯主机与终端进行音频通讯时，所述音频通讯主机采用二分法进行自动选择通讯参数与所述手机进行握手。
所述音频通讯主机采用二分法进行自动选择通讯参数的具体步骤为：所述音频通讯主机采用二分法选择波特率，并将选择的波特率与复数个预设幅值和波形进行组合。
如图1所示，所述音频通讯主机（这里主要选择手机作为音频通讯主机）采用二分法选择波特率，并将选择的波特率与复数个预设幅值和波形组合的具体步骤为：
S1：设置一波特率下限值、一波特率上限值和一波特率当前值；
S2：所述手机将所述波特率当前值与所述复数个预设幅值和波形组合后，与所述终端进行握手；
S3：当握手失败时，将所述波特率当前值设置成新的波特率上限值，将所述新的波特率上限值与所述波特率下限值之和的一半设置成新的波特率当前值，返回步骤S2；当握手成功时，判断所述波特率当前值与所述波特率上限值相差是否小于一预设定值；若小于所述预设定值，则所述波特率当前值、预设幅值和波形为所述终端与所述手机进行音频通讯的通讯参数；若大于所述预设定值，则将所述波特率当前值设置成新的波特率下限值，将所述新的波特率下限值与所述波特率上限值之和的一半设置成新的波特率当前值，返回步骤S2。
在本发明一较佳实施例中，所述手机维护一参数表，所述参数表记录所述终端（或称为设备）与每个手机型号对应的通讯参数。在建立连接时，手机先读取自身的型号，从参数表中查找对应本机型号的通讯参数，通讯参数至少包含6个部分：手机往终端的波特率、幅值和波形以及终端往手机的波特率、幅值和波形。在读取成功的情况下，采用读取到的通讯参数进行连接，否则采用上述的二分法选择波特率，并将选择的波特率与复数个预设幅值和波形组合尝试与所述终端进行握手，直到找出适合的通讯参数为止。
在建立音频通讯连接时，手机往终端的波特率、幅值和波形确定方法如下：手机的输出实际是通过播放音频数据到左（右）声道实现的，由于音频数据是离散的，输出波特率必须能够被44.1K整除，音频系统本身也会对数据特别是高频数据作一些处理，实际波特率不高于7.35Kbps，因此可选择的波特率只有几档，7.35KBPS,3.675KBPS,1.8375KBPS，918.75BPS，459.375BPS，更低的波特率即使能通讯，也无法用于实际应用。音频数据的幅值都是一些纯数据，最大数值的数据经不同手机的左右声道输出后电压大小通常都不一样，但是范围都会在100mV~2V左右，对于设备而言，只要电压不要太弱设备都能接收到，因此将幅值设置为最大值是合理的。在波形上，通常音频系统会对不同频段做一定处理，因此需要使用方波和正弦波分别尝试。
在建立音频通讯连接时，终端往手机的波特率、幅值和波形确定方法如下：终端到手机的波特率实际可用的范围500~7.35Kbps，过慢则无法用于实际应用，太快则麦克风录得的数据稍有误差就容易错，可靠性太差。由于终端到手机的输出是连续的，因此有无限多种波特率，为了能够更快地找到合理的波特率，这里使用二分法，例如：初始设置波特率下限值为500,波特率上限值为7.35K，波特率当前值为4k，当通讯失败时，将所述波特率当前值设置成新的波特率上限值（即：将新的波特率上限值的数值更改为所述波特率当前值的数值，在此，就是将新的波特率上限值的数值更改为4k），将所述新的波特率上限值与所述波特率下限值之和的一半设置成新的波特率当前值（即：将新的波特率当前值的数值更改为所述新的波特率上限值与所述波特率下限值之和的一半，在此，就是将新的波特率当前值的数值更改为2.25k）；通讯成功时，判断所述波特率当前值与所述波特率上限值相差是否小于一预设定值（在此，所述预设定值为300）；若小于所述预设定值，则所述波特率当前值、预设幅值和波形为所述手机与所述终端进行音频通讯的通讯参数；若大于所述预设定值，则将所述波特率当前值设置成新的波特率下限值（即：将新的波特率下限值的数值更改为所述波特率当前值的数值，在次，就是将新的波特率下限值的数值更改为4k），将所述新的波特率下限值与所述波特率上限值之和的一半设置成新的波特率当前值（即：将新的波特率当前值的数值更改为所述新的波特率下限值与所述波特率上限值之和的一半，在此，就是将新的波特率当前值的数值更改为5.675k）。在幅值选择上，默认以终端能输出的最高幅值输出（如3.3V），当无法通讯时便将电压值设置为原来的1/2，这主要是由于麦克风主要设计为拾音，因此有的手机会对录音数据作额外处理，数据转换幅值太大时，可能被认为是不正常的录音数据或者说噪声，从而使录制的结果与输入波形相差太大，手机便无法处理。在波形选择上，只使用方波，音频系统可能会对不同频段和幅值做一定处理，它通常会使波形变形，但是过零点不会偏移很多，而对数据的解码主要是检测过零点，因此不需要使用正弦波（终端如果使用正弦波会加大设备的负荷）。
当通讯参数均设置好后，手机按通讯参数往终端发送一定量的数据（通常是使用F2F编码），该数据包含终端应该使用的波形、波特率和幅值，如果终端有接收成功便会以数据指定的通讯参数往手机响应数据，手机如果成功解析出数据，一次握手便成功了。连续进行三次（或多次，再此不做限定）握手，如果都成功，认为手机与终端可以正常通信，把这些通讯参数都记录到参数表中，以后便以这些通讯参数进行通信。如果通信失败，需要返回上述手机采用二分法的步骤对通讯参数作调整。
如图2所示，图2是本发明音频通讯主机与终端进行通讯的结构框图。在本实施例中，所述终端包括一MCU、一比较器和一DAC；所述比较器的输出端作为所述终端的输入端；所述比较器输入端连接所述MCU；所述MCU还连接所述DAC的输入端；所述DAC的输出端作为所述终端的输出端。所述比较器和所述DAC还可以集成在所述MCU内，即所述MCU带有比较器和DAC的功能。所述DAC还可以用一GPIO口替代，或者所述DAC和所述GPIO口同时存在。音频通讯主机（这里以手机为例）通过L/R声道（左右声道）发送一包含通讯参数的数据与终端握手，终端若通过比较器接收成功该数据便以该数据中指定的通讯参数通过DAC/GPIO口往手机响应数据，手机通过MIC接收并成功解析出该响应数据即成功完成一次握手。声道输出的模拟信号强度较小，直接接到终端MCU的GPIO口容易误判甚至无法工作，因此需要先通过比较器与预设电平比较，将信号转换成标准的数字信号，输入到MCU的GPIO口，MCU根据边沿跳变得到脉宽。终端往手机发送数据可以通过GPIO也可以通过DAC，如果使用GPIO直接输出，则终端的输出电压幅值将不可变，总是以最高幅值（如3.3V）输出到MIC；如果DAC可用，通过DAC发出的数据可根据参数调整其幅值大小。 
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，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. 一种音频通讯方法，其特征在于：音频通讯主机与终端进行音频通讯时，所述音频通讯主机采用二分法进行自动选择通讯参数与所述终端进行握手。
2. 根据权利要求1所述的一种音频通讯方法，其特征在于：所述音频通讯主机采用二分法进行自动选择通讯参数的具体步骤为：所述音频通讯主机采用二分法选择波特率，并将选择的波特率与复数个预设幅值和波形进行组合。
3. 根据权利要求2所述的一种音频通讯方法，其特征在于：所述音频通讯主机采用二分法选择波特率，并将选择的波特率与复数个预设幅值和波形组合的具体步骤为：
S1：设置一波特率下限值、一波特率上限值和一波特率当前值；
S2：所述音频通讯主机将所述波特率当前值与所述复数个预设幅值和波形组合后，与所述终端进行握手；
S3：当握手失败时，将所述波特率当前值设置成新的波特率上限值，将所述新的波特率上限值与所述波特率下限值之和的一半设置成新的波特率当前值，返回步骤S2；当握手成功时，判断所述波特率当前值与所述波特率上限值相差是否小于一预设定值；若小于所述预设定值，则所述波特率当前值、预设幅值和波形为所述音频通讯主机与所述终端进行音频通讯的通讯参数；若大于所述预设定值，则将所述波特率当前值设置成新的波特率下限值，将所述新的波特率下限值与所述波特率上限值之和的一半设置成新的波特率当前值，返回步骤S2。
4.根据权利要求1所述的一种音频通讯方法，其特征在于：所述音频通讯主机维护一参数表，所述参数表记录所述终端与每个音频通讯主机型号对应的通讯参数。
5. 根据权利要求4所述的一种音频通讯方法，其特征在于：所述通讯参数包括：音频通讯主机往终端的波特率、幅值和波形以及终端往音频通讯主机的波特率、幅值和波形。
6. 根据权利要求1所述的一种音频通讯方法，其特征在于：所述的音频通讯主机为手机或平板电脑。
7. 一种采用如权利要求1所述的一种音频通讯方法的终端，其特征在于：所述终端包括一MCU、一比较器和一DAC；所述比较器的输出端作为所述终端的输入端；所述比较器输入端连接所述MCU；所述MCU还连接所述DAC的输入端；所述DAC的输出端作为所述终端的输出端。
8. 根据权利要求7所述的终端，其特征在于：所述比较器和所述DAC集成在所述MCU内。
9. 根据权利要求7所述的终端，其特征在于：所述DAC用一GPIO口替代。
10.根据权利要求7所述的终端，其特征在于：所述终端为支付终端。
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