CN103840948A - 网络终端及其配置方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种网络终端及其配置方法。所述网络终端包括：音频接收模块，所述音频接收模块从外部音源接收音频信号；模数转换器，所述模数转换器将音频信号数字化；中央处理单元，所述中央处理单元从数字化的音频信号中解调出网络配置数据；以及网络模块，所述网络模块根据网络配置数据进行配置，其中，所述中央处理单元对音频接收模块所接收的输入信号进行波形分析，以判断该输入信号是否是音频信号，并且在接收到音频信号时进行解调。该网络终端可以采用外部音源实现网络配置，在配置完成之后即可接入现有的网络接入设备。

Description

网络终端及其配置方法

技术领域

本发明涉及基于音频通信的网络技术，更具体地，涉及采用音频通信方式进行网络配置的网络终端及其配置方法。

背景技术

近年来，智能家电吸引了广泛的关注。智能家电通常包括有线或无线网络模块，从而可以作为网络终端连接到互联网中。在有线网络中，网络终端可以直接连接网线，进一步连接到路由器。利用路由器的自动IP地址分配功能完成网络配置。在有线网络中仍然可能存在着IP地址冲突的问题。在无线网络中，由于安全方面的考虑，网络终端则不能直接接入路由器，而是首先要输入SSID和密码，即进行基本的网络配置。

在具有信息输入设备（例如键盘、鼠标、触摸屏等）和显示装置（例如液晶显示屏）的网络终端中，可以容易地进入网络终端的配置界面，输入配置参数，实现网络终端的配置。然而，由于成本因素和尺寸因素，在诸如智能家电的某些网络终端中包括输入设备和/或显示装置可能是不希望的。在这类网络终端中，进行初始的网络配置存在着困难。

针对不包括输入设备和/或显示装置的网络终端，已经提出了几种网络配置/接入方法。在一种方法中，可以通过WPS（Wi-Fi Protected Setup）将网络终端连接至路由器。这种网络配置方法要求路由器支持WPS功能。在另一种方法中，将待配置的网络终端的的无线网络模块从终端模式切换至接入点(AP)模式，利用附加的另一个网络终端进行网络配置，然后将完成配置的网络终端重新切换至终端模式。这种网络配置方法要求网络终端的无线网络模块支持AP功能，并且要求操作人员具备相应的网络知识。在又一种方法中，可以通过SmartConfig/EasyLink等技术将网络终端接入网络中。然而，这种方法受环境的影响，网络接入所需时间和失败率都会随着环境中Wi-Fi热点数量的增加而增加。

因此，仍然期望提供简单便捷的网络配置方法，使得诸如智能家电的网络终端可以接入现有的网络。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种采用音频通信方式进行网络配置的网络终端及其配置方法，可以在配置完成之后即可接入现有的网络接入设备。

根据本发明的第一方面，提供一种网络终端，包括：音频接收模块，所述音频接收模块从外部音源接收音频信号；模数转换器，所述模数转换器将音频信号数字化；中央处理单元，所述中央处理单元从数字化的音频信号中解调出网络配置数据；以及网络模块，所述网络模块根据网络配置数据进行配置，其中，所述中央处理单元对音频接收模块所接收的输入信号进行波形分析，以判断该输入信号是否是音频信号，并且在接收到音频信号时进行解调。

优选地，在所述网络终端中，所述中央处理单元将第一频率的正弦波处理为数字“0”，将第二频率的正弦波处理为数字“1”。

优选地，在所述网络终端中，所述中央处理单元将第一音乐片断处理为数字“0”，将第二音乐片断处理为数字“1”。

优选地，在所述网络终端中，所述音频接收模块包括音频输入端口。

优选地，在所述网络终端中，所述音频输入端口包括用于采集音频信号的麦克风、用于接收线缆的音频输入插孔和用于接收线缆的USB端口中的至少一种。

优选地，在所述网络终端中，所述音频接收模块还包括信号耦合电路、放大电路和信号滤波电路中的至少一种。

优选地，在所述网络终端中，所述网络模块包括有线网卡、WIFI网卡和3G网卡中的至少一种。

优选地，所述网络终端还包括指示装置，所述指示装置指示网络模块的配置成功、配置失败、配置超时、正常入网中的至少一种状态。

优选地，在所述网络终端中，所述指示装置包括LED和扬声器中的至少一种。

根据本发明的第二方面，提供一种用于网络终端的网络配置方法，包括：监听输入信号；在输入信号为音频信号时，将网络模块切换至配置状态；接收音频信号；从音频信号解调出网络配置数据；以及采用网络配置数据配置网络模块，其中，在监听输入信号时，对音频接收模块所接收的输入信号进行波形分析，以判断该输入信号是否是音频信号。

优选地，在所述配置方法中，从音频信号解调出网络配置数据的步骤包括：将所接收的音频信号解调成二进制数据的数据包；判断数据包是否包括完整的校验段数据；以及采用校验段数据对数据包中的数据段数据进行校验。

优选地，在所述配置方法中，将音频信号解调成二进制数据的步骤包括：将第一频率的正弦波处理为数字“0”；以及将第二频率的正弦波处理为数字“1”。

优选地，在所述配置方法中，将音频信号解调成二进制数据的步骤包括：将第一音乐片断处理为数字“0”；以及将第二音乐片断处理为数字“1”。

优选地，所述配置方法还包括：在将网络模块切换至配置状态之后，设置定时器；以及在网络配置超时时，使得网络模块退出配置状态。

根据本发明的网络终端及其配置方法可以利用外部音源进行网络配置，在配置完成之后即可接入现有的网络接入设备。本发明的网络终端不需要特殊的网络接入设备，从而明显改善了网络终端的适用性。由于该外部音源可以来自手机的应用程序，因此也不需要为网络终端提供专用的输入设备和/或显示装置，从而降低了网络终端的体积和成本。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1为根据本发明的网络终端的示意性框图；

图2为用于数据传输的音频信号波形图；

图3为在数据传输中的数据结构示意图；

图4为根据本发明的用于网络终端的网络配置方法的流程图；以及

图5为使用根据本发明的网络配置方法的网络终端。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

图1为根据本发明的网络终端100的示意性框图。网络终端100包括音频信号接收模块101、A/D转换器102、CPU处理器103、网络模块104和指示装置105。

音频信号接收模块101可以从外部音源接收音频信号。外部音源可以是音频信号合成电路，或手机的音乐播放模块。例如，手机上的应用程序可以合成包含网络配置数据的音频信号，然后经由扬声器播放，或者经由线缆传送。该应用程序可以将二进制数据以调频方式调制在载波上。

在扬声器播放的情形下，音频信号接收模块101包含麦克风采集音频信号。在线缆传送的情形下，音频信号接收模块101包含音频输入端口，例如专用的音频输入插孔。由于USB线缆包含空引脚和相应的导线，可以利用USB线缆的空余引脚和导线传送音频信号。因此，音频输入端口可以是标准的Micro USB端口。该音频输入端口可以是音频信号与另一个直流输入信号复用的端口。例如，该直流输入信号可以是温度传感器的温度检测信号。优选地，音频信号接收模块101还可以包括信号耦合电路、放大电路和信号滤波电路，例如包含电容器，用于阻隔直流信号，仅允许音频信号进入后续电路。

模数（A/D）转换器102从音频信号接收模块101接收音频信号，然后将该音频信号数字化。中央处理单元（CPU）103从模数转换器102接收数字化的音频信号。中央处理单元103对音频信号进行解调，获得网络配置数据。

中央处理单元103将网络配置数据写入网络模块104。如前所述，网络模块104例如为WIFI网卡，该网络配置数据可以包括SSID和密码。替代地，网络模块104网络模块还可以是有线网卡或3G网卡。指示装置105例如为LED。在网络配置成功的情形下，中央处理单元103向指示装置105发送信号，使得LED发出闪烁的绿色光。网络模块104退出网络配置模式，并且进入入网模式，中央处理单元103向指示装置105发送信号，使得LED发出持续的绿色光。在网络配置失败或超时的情形下，中央处理单元103向指示装置105发送信号，使得LED发出闪烁的红色光。替代地，指示装置105还可以是扬声器。

图2为用于数据传输的音频信号波形图。载波是声频范围（20Hz-20KHz）的正弦波。如前所述，可以由手机上的应用程序合成音频信号。例如，采用持续时间长度为1ms、频率为1KHz的正弦波表示数字“0”，采用持续时间长度为1ms、频率为2KHz的正弦波表示数字“1”。例如，在图2中示出了用于传送二进制数据“1001010”的音频信号。应当注意，该音频信号不限于正弦波。手机上的应用程序可以选取任意的音乐片断表示数字“0”和“1”，然后将音乐片断合成包含网络配置数据的音频信号。

图3为在数据传输中的数据结构示意图。音频信号可以包含两个部分的数据，第一部分为数据段，第二部分为校验段。在数据段中包括网络配置信息，在校验段中包含校验信息。校验信息用于验证网络配置信息的完整性和正确性。

图4为根据本发明的用于网络终端的网络配置方法的流程图。例如，可以在图1所示的网络终端中实现该网络配置方法。

在步骤S01中，网络终端100监听来自音频输入端口的输入信号。具体地，音频信号接收模块101始终采集音频输入端口的输入信号。模数转换器102将该输入信号转换成数字信号，并将数字信号传送至中央处理单元103。

在步骤S02中，中央处理单元103对数字信号进行波形分析，以判断该信号是否为音频信号。在音频输入端口与温度传感器的温度检测信号复用的情形下，如果无音频信号输入，输入信号将是表征温度的幅度变化缓慢的直流电压信号。如果接收到音频信号输入，则输入信号在直流电压信号上叠加了交流信号。中央处理单元103根据波形分析，可以判断输入信号的类型。如果输入信号未包含音频信号，则网络终端100返回步骤S01，继续监听输入信号。如果输入信号包含音频信号，则网络终端100进入随后的步骤S03。

在步骤S03中，在识别出输入信号包含音频信号时，中央处理单元103将网络模块104设置为配置状态。同时，中央处理处理单元103可以向指示装置105发送信号，使得指示装置105指示网络模块104的配置状态。

在随后的信号解调步骤中，正如并行的步骤S04所示，网络终端100启动一个定时器，并且监测信号解调是否超时。如果超时，则网络终端100将中止信号解调，并且使得网络模块104退出配置状态。

在步骤S05至S07中，网络终端100继续接收音频信号。具体地，中央处理单元103将接收到的音频信号解调成数据包，并判断是否接收到完整的校验段数据。如果未接收到完整的校验段数据，返回步骤S05，继续接收音频信号和数据解调。如果接收到完整的校验段数据，则网络终端100进入随后的步骤S08。

在步骤S08至S9中，网络终端100对从音频信号解调获得的接收数据进行校验。具体地，中央处理单元103采用校验算法对数据段数据进行处理，然后将处理结果与校验段数据进行比较，以判断数据段数据的完整性和正确性。如果校验未通过，网络终端100将中止网络配置操作，并且使得网络模块104退出配置状态。如果校验通过，则网络终端进入随后的步骤S10。

在步骤S10中，网络终端100采用配置数据来配置网络模块104。具体地，中央处理单元103将配置数据写入网络模块104。然后，在步骤S11中，网络模块104退出配置状态。在步骤S12中，网络终端100结束网络配置操作，使得网络模块104进入入网模式。

图5为使用根据本发明的网络配置方法的网络终端。该网络终端是室内环境监测设备1000。室内环境监测设备1000包括第一模块1、通用模块2和第二模块3。所述通用模块2位于所述第一模块1和第二模块3之间，并分别与所述第一模块1和第二模块2之间电连接，所述第一模块1和通用模块2之间和所述第二模块3和通用模块2之间通过模块连接结构相连接。

所述第一模块1位于最下端，为整个监测设备提供支撑，所述通用模块2位于所述第一模块1的上侧，所述第二模块3位于室内环境监测设备1000的最上端。在所述第一模块的最下端设置有进气口111（未示出），在第二模块的下端靠近所述通用模块2的位置设置有出气口331。

所述第一模块1优选为上端开口的半球形壳体。在所述第一模块1上开设有电源线孔113，该电源线孔113用于插接外部电源，所述供电部与外部电源相连接，用于对所述室内环境监测设备1000供电。在一个优选的实施例中，在所述第一模块1内的电路板13上设置有耳机插口133，所述耳机插口133与所述Wi-Fi网络终端相连接

所述第一模块1还包括图1所示的音频信号接收模块101、A/D转换器102、CPU处理器103、网络模块104和指示装置105。耳机插口133作为音频信号接收模块101的音频输入插孔。

所述第二模块3优选为下端开口的半球形壳体。在所述第二模块3的下端壳壁上设置有长条形的出气口331，在所述第二模块3靠近顶端的位置设置有导光孔332，这样，将所述导光孔332设置在整个设备的顶端，避免了监测设备本身对待测光输入设备内部的遮挡，增加了所述室内环境监测设备1000对光照强度检测的准确程度。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (14)

1.一种网络终端，包括：

音频接收模块，所述音频接收模块从外部音源接收音频信号；

模数转换器，所述模数转换器将音频信号数字化；

中央处理单元，所述中央处理单元从数字化的音频信号中解调出网络配置数据；以及

网络模块，所述网络模块根据网络配置数据进行配置，

其中，所述中央处理单元对音频接收模块所接收的输入信号进行波形分析，以判断该输入信号是否是音频信号，并且在接收到音频信号时进行解调。

2.根据权利要求1所述的网络终端，其中所述中央处理单元将第一频率的正弦波处理为数字“0”，将第二频率的正弦波处理为数字“1”。

3.根据权利要求1所述的网络终端，其中所述中央处理单元将第一音乐片断处理为数字“0”，将第二音乐片断处理为数字“1”。

4.根据权利要求1所述的网络终端，其中所述音频接收模块包括音频输入端口。

5.根据权利要求2所述的网络终端，其中所述音频输入端口包括用于采集音频信号的麦克风、用于接收线缆的音频输入插孔和用于接收线缆的USB端口中的至少一种。

6.根据权利要求2所述的网络终端，其中所述音频接收模块还包括信号耦合电路、放大电路和信号滤波电路中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的网络终端，其中所述网络模块包括有线网卡、WIFI网卡和3G网卡中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的网络终端，还包括指示装置，所述指示装置指示网络模块的配置成功、配置失败、配置超时、正常入网中的至少一种状态。

9.根据权利要求8所述的网络终端，其中所述指示装置包括LED和扬声器中的至少一种。

10.一种用于网络终端的网络配置方法，包括：

监听输入信号；

在输入信号为音频信号时，将网络模块切换至配置状态；

接收音频信号；

从音频信号解调出网络配置数据；以及

采用网络配置数据配置网络模块，

其中，在监听输入信号时，对音频接收模块所接收的输入信号进行波形分析，以判断该输入信号是否是音频信号。

11.根据权利要求10所述的网络配置方法，其中，从音频信号解调出网络配置数据的步骤包括：

将所接收的音频信号解调成二进制数据的数据包；

判断数据包是否包括完整的校验段数据；以及

采用校验段数据对数据包中的数据段数据进行校验。

12.根据权利要求11所述的网络配置方法，其中，将音频信号解调成二进制数据的步骤包括：

将第一频率的正弦波处理为数字“0”；以及

将第二频率的正弦波处理为数字“1”。

13.根据权利要求11所述的网络配置方法，其中，将音频信号解调成二进制数据的步骤包括：

将第一音乐片断处理为数字“0”；以及

将第二音乐片断处理为数字“1”。

14.根据权利要求10所述的网络配置方法，还包括：在将网络模块切换至配置状态之后，

设置定时器；以及

在网络配置超时时，使得网络模块退出配置状态。

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