CN104580742B - 一种基于音频口传输数据的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于音频口传输数据的装置及方法，一种基于音频口传输数据的装置，包括音频插头，及与音频插头连接的微控制器；还包括连接于音频插头与微控制器之间的倍压电路和整形放大电路；微控制器还连接有电源电路、控制按钮和发射电路。本发明设有与音频插头串联的检测电阻，插入不同手机时可以进行正确的识别；采用倍压电路，对不同手机的左右声道正反接法不同时也能识别出来。采用时间宽度的编码方式能解决不同手机的音频输出不同幅值的问题和不同手机音频信号渐入和渐出问题；还可以采用左声道和右声道同时传送，幅度相等，相位相反，提高数据传输的效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种数据传输装置，更具体地说是指一种基于音频口传输数据的装置及方法。
背景技术
现有技术中，已经有不少生产商提供了通过音频口进行数据传输的技术方案，但是这些技术方案大多只能用于某一些类型的手机。由于每种手机的生产商对音频口的要求不同，传输出来的音频信号波形会有不同的变化，因而导致兼容性差，仍需要通过软件等方式进行调整，从而使得消费者在购买产品之后，还要进行相应的调整，十分地不方便。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于音频口传输数据的装置及方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于音频口传输数据的装置，包括音频插头，及与音频插头连接的微控制器；还包括连接于音频插头与微控制器之间的倍压电路和整形放大电路；所述的微控制器还连接有电源电路、控制按钮和发射电路。
其进一步技术方案为：所述的微控制器还连接有指示灯和/或显示屏；所述的发射电路包括红外发射管。
其进一步技术方案为：所述的音频插头与倍压电路之间还串联有检测电阻。
其进一步技术方案为：还包括壳体，所述的壳体内设有所述的微控制器，所述的壳体上设有所述的音频插头。
其进一步技术方案为：所述壳体的背面设有用于容置音频插头的凹槽；所述凹槽的外端与壳体的端面相通，凹槽的内端设有用于铰链式联接音频插头的销轴。
其进一步技术方案为：所述音频插头的联接端设有二个相垂直的定位面，所述凹槽的底部设有对应于定位面的定位块，定位块与壳体为滑槽式联接，且于定位块的底部设有压缩弹簧。
其进一步技术方案为：所述的销轴上还铰接有位于凹槽外侧的盖板。
其进一步技术方案为：所述的盖板设有锁紧孔，所述壳体的背面设有用于锁住打开状态的盖板的锁紧销；所述锁紧销的外端设有中心开口槽和外圆凸部。
一种基于音频口进行数据传输的方法，包括以下步骤：
第一步，发射端编码，发射端将需要传输的原始数据编码为二进制数据，并将二进制数据转换为模拟信号；
第二步，通过音频线传输模拟信号；
第三步，对模拟信号进行倍压放大，并整形为矩形波信号；
第四步，接收端接收该矩形波信号；
第五步，将该矩形波信号按照第一步的编码方式解码为二进制数据，并转换为原始数据。
其进一步技术方案为：编码方式为：
用每个波形信号的周期长度来定义二种电信号：T0和T1；T0和T1的时间范围均为50us至2ms之间；数字0和数字1用若干个T0和若干个T1的周期组合表示，比如数字0用两个T0和2个T1表示，数字1用2个T0和5个T1表示；每次传输数据时，包括四个部分:引导段，起始码，指令码，结束段，也可以是五个部分：静音段，引导段，起始码，指令码，结束段。比如：
静音段：16个音频值，幅值为0
引导段:300个T0
起始码:3个T1
指令码：0101
结束段：300个T0。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明设有与音频插头串联的检测电阻，插入不同手机时可以进行正确的识别；采用倍压电路，对不同手机的左右声道正反接法不同时也能识别出来。采用时间宽度的编码方式能解决不同手机的音频输出不同幅值的问题和不同手机音频信号渐入和渐出问题；还可以采用左声道和右声道同时传送，幅度相等，相位相反(只需要识别电信号的时间宽度)，提高数据传输的效率。并且音频插头与壳体之间采用旋转式联接方式，在不需要传输数据时，可以将音频插头收折起来；还采用了盖板，可以防止音频插头弄脏。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明一种基于音频口传输数据的装置具体实施例的方框结构图；
图2为图1实施例中的电路原理图一(与音频插头连接的部分)；
图3为图1实施例中的电路原理图二(微控制器部分)；
图4为图1实施例中的电路原理图三(控制按钮部分)；
图5为图1实施例中的电路原理图四(电池、指示灯和发射电路部分)；
图6为图1实施例中的壳体侧面剖视图及其局部放大图(音频插头处于收折状态)；
图7为图1实施例中的壳体侧面剖视图及其局部放大图(音频插头处于打开状态)；
图8为本发明一种基于音频口传输数据的方法具体实施例的流程图；
图9为本发明一种基于音频口传输数据的方法具体实施例的每次传输的数据格式示意图；
图10为本发明一种基于音频口传输数据的方法具体实施例的二种电信号的示意图(矩形波)。
附图标记
10 音频插头 101 定位面
102 定位面 11 倍压电路
12 整形放大电路 20 微控制器
21 电源电路 22 控制按钮
23 发射电路 24 指示灯
30 壳体 31 凹槽
311 定位块 312 压缩弹簧
32 销轴 33 盖板
331 锁紧孔 34 锁紧销
341 中心开口槽 342 外圆凸部
39 斜面 38 滑槽
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
如图1至图7所示，本发明一种基于音频口传输数据的装置，包括音频插头10，及与音频插头10连接的微控制器20；还包括连接于音频插头10与微控制器20之间的倍压电路11和整形放大电路12；微控制器20还连接有电源电路21、控制按钮22和发射电路23。微控制器20还连接有指示灯24。在音频插头10与倍压电路11之间还串联有检测电阻R1和R2(当音频插头插入音频口时，用于为手机提供检测信号)。音频插头的三个接脚，其a脚为接地端，b脚与倍压电路连接，且通过串联的二个检测电阻R1、R2与接地端连接，c脚为模拟地，连接于检测电阻R1和R2之间的连接点。其中的倍压电路包括串联于检测电阻与整形放大电路输入之间的电容C1,还包括反向连接于电容C1与整形放大电路输入端的连接点和接地端之间的二极管D1，所述的二极管D1还并联有由二极管D2和电容C2构成的串联电路。倍压电路具有升压作用，并让交流变为直流信号，左右声道相反时，也可以适用。其中的整形放大电路采用NPN型的三极管Q2，三极管Q2的基极为信号输入端，串联有限流电阻R3，发射极与接地端连接；集电极为信号输出端，连接有偏置电阻R4,并与微控制器(INT端)连接。以上各元件的参数为：R1、R2为500-30K；R3、R4为1K-100K；C1、C2为0.002uF-2uF。
本实施例中，为一款遥控装置，又称为遥控器，采用了适合用于遥控操作的微控制器(又称为单片机)。图5中，L1和L3为指示灯；L2为起红外发射作用的二极管(即发射电路)；Q1为驱动三极管，起到驱动的作用。控制按钮的数量可以依实际需要而增减；另外，可以在微控制器存储有多种遥控电路，用于不同的遥控产品，比如存有二种空调的遥控电路，一种电视机的遥控电路和一款智能窗帘的遥控电路；这里可以通过一个控制按钮对多个遥控电路进行切换操作(在操作时通过指示灯来提示切换至何种遥控电路)。
还包括壳体30，壳体30内设有所述的微控制器20，壳体30上设有所述的音频插头10。壳体30的背面设有用于容置音频插头10的凹槽31；凹槽31的外端与壳体30的端面相通，凹槽31的内端设有用于铰链式联接音频插头10的销轴32。音频插头10的联接端设有二个相垂直的定位面101、102，凹槽31的底部设有对应于定位面101、102的定位块311，定位块311与壳体30为滑槽式联接，且于定位块311的底部设有压缩弹簧312。这个压缩弹簧对定位块产生外向的作用力，定位块与定位面之间的配合，从而形成二种状态，即音频插头要么处于关闭状态(即收折状态)，要么处于打开状态。
为了防止在长期的使用过程中，把音频插头弄脏，可能会引起电路故障，因此，在销轴32上还铰接有位于凹槽31外侧的盖板33。
盖板33设有锁紧孔331，壳体30的背面设有用于锁住打开状态的盖板33的锁紧销34(设在壳体背部的斜面39上)；锁紧销34的外端设有中心开口槽341和外圆凸部342，这样容易插入，在插入之后也容易形成固定作用。
其中的音频插头，可以插入具有操作界面的智能设备(可以是手机，也可以是平板电脑、笔记本电脑或PDA等电子设备)的音频口；在智能设备中存储多种遥控电路，通过音频口传输至该装置，使本发明的装置可以依照用户的需要而载入相对应的控制电路(即数据)。随着人们对手机的使用越来越普及，本发明尤其适用于智能家居的全能式遥控(只有一个遥控器，就可以控制全部的智能家居)。
于其它实施例中，也可以设有与微控制器连接的显示屏。
于其它实施例中，也可以采其它型号的微控制器；也可以采用不同数量的控制按钮和指示灯。
于其它实施例中，也可以在定位面102上设有开关(可以是压力开关或感应开关)，当音频插头处于打开状态时，该开关能导通微控制器与音频插头之间的电路，并使微控制器处于接收音频插头的信号的工作状态(实时检测状态)；如果音频插头处于关闭状态时，则不处于实时检测状态，以节省微控制器在平时使用时的功耗。
如图7至图10所示，本发明一种基于音频口进行数据传输的方法，包括以下步骤：
第一步S10，发射端编码，发射端将需要传输的原始数据编码为二进制数据，并将二进制数据转换为模拟信号(正弦波信号)；发射端可以是手机，也可以是平板电脑、笔记本电脑或PDA；也可以将原始数据直接编码转换为模拟信号；
第二步S20，通过音频线传输模拟信号；
第三步S30，对模拟信号进行倍压放大，并整形为矩形波信号；
第四步S40，接收端接收该矩形波信号；
第五步S50，将该矩形波信号按照第一步的编码方式解码为二进制数据，并转换为原始数据。
编码方式为：
用每个波形信号的周期长度来定义二种电信号：T0和T1；T0和T1的时间范围均为50us至2ms之间；数字0和数字1用若干个T0和若干个T1的周期组合表示，比如数字0用2个T0和2个T1表示，也可以用5个T0和16个T1表示，还可以用18个T0和5个T1表示；数字1用2个T0和5个T1表示，也可以用6个T0和17个T1表示，还可以用23个T0和9个T1表示；每次传输数据时，可以包括四个部分:引导段，起始码，指令码，结束段，也可以包括五个部分：静音段，引导段，起始码，指令码，结束段，各部分的数值可以根据需要自由组合，比如：
静音段：9个音频值，幅值为0
引导段:109个T0
起始码:19个T1
指令码：0101...
结束段：524个T0。
于其它实施例中，各个部分也可以采用其它的形式，比如引导段和结束段采用200个T1来表示。
于其它实施例中，也可以采用其它数量的T0和T1来组合表示数字0和1，它们可以是不同的组合方式。
综上所述，本发明设有与音频插头串联的检测电阻，插入不同手机时可以进行正确的识别；采用倍压电路，对不同手机的左右声道正反接法不同时也能识别出来。采用时间宽度的编码方式能解决不同手机的音频输出不同幅值的问题和不同手机音频信号渐入和渐出问题。并且音频插头与壳体之间采用旋转式联接方式，在不需要传输数据时，可以将音频插头收折起来；还采用了盖板，可以防止音频插头弄脏。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种基于音频口传输数据的装置，包括音频插头，及与音频插头连接的微控制器；其特征在于,还包括连接于音频插头与微控制器之间的倍压电路和整形放大电路；所述的微控制器还连接有电源电路、控制按钮和发射电路；所述音频插头电路的输出端连接倍压电路的输入端，倍压电路的输出端连接整形放大电路的输入端，整形放大电路的输出端连接微控制器电路的输入端；所述微控制器电路的输入端还连接电源电路的输出端；所述微控制器电路的输入端还连接发射电路的输出端；所述微控制器电路的输入端还连接控制按钮电路的输出端。
2.根据权利要求1所述的一种基于音频口传输数据的装置，其特征在于,所述的微控制器还连接有指示灯和/或显示屏；所述的发射电路包括红外发射管；所述微控制器电路的输入端还连接指示灯和或显示屏电路的输出端；所述红外发射管电路的输出端连接微控制器电路的输入端。
3.根据权利要求1所述的一种基于音频口传输数据的装置，其特征在于,所述的音频插头与倍压电路之间还串联有检测电阻；所述音频插头电路的输出端连接检测电路的输入端，检测电路的输出端连接倍压电路的输入端。
4.根据权利要求1所述的一种基于音频口传输数据的装置，其特征在于,还包括壳体，所述的壳体内设有所述的微控制器，所述的壳体上设有所述的音频插头。
5.根据权利要求4所述的一种基于音频口传输数据的装置，其特征在于,所述壳体的背面设有用于容置音频插头的凹槽；所述凹槽的外端与壳体的端面相通，凹槽的内端设有用于铰链式联接音频插头的销轴。
6.根据权利要求5所述的一种基于音频口传输数据的装置，其特征在于,所述音频接头的联接端设有二个相垂直的定位面，所述凹槽的底部设有对应于定位面的定位块，定位块与壳体为滑槽式联接，且于定位块的底部设有压缩弹簧。
7.根据权利要求6所述的一种基于音频口传输数据的装置，其特征在于,所述的销轴上还铰接有位于凹槽外侧的盖板。
8.根据权利要求7所述的一种基于音频口传输数据的装置，其特征在于,所述的盖板设有锁紧孔，所述壳体的背面设有用于锁住打开状态的盖板的锁紧销；所述锁紧销的外端设有中心开口槽和外圆凸部。
9.一种基于音频口进行数据传输的方法，其特征在于,包括以下步骤：
第一步，发射端编码，发射端将需要传输的原始数据编码为二进制数据，并将二进制数据转换为模拟信号；
第二步，通过音频线传输模拟信号；
第三步，对模拟信号进行倍压放大，并整形为矩形波信号；
第四步，接收端接收该矩形波信号；
第五步，将该矩形波信号按照第一步的编码方式解码为二进制数据，并转换为原始数据。
10.根据权利要求9所述的一种基于音频口进行数据传输的方法，其特征在于,编码方式为：用每个波形信号的周期长度来定义二种电信号：T0和T1；T0和T1的时间范围均为50us至2ms之间；数字0和数字1用若干个T0和若干个T1的周期组合表示；每次传输数据时，包括四个部分：引导段，起始码，指令码，结束段。
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