CN104951344B - 利用声音信号升级固件的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通过电脑、平板或手机上的扩音器来实现对外围设备的固件升级的方法及装置。无需通过连线即可实现固件的升级。所述外围设备的固件升级方法，包括：启动对外围设备的固件的升级操作；主机预先将升级用固件数据进行二进制编码，之后将编码后的升级用固件数据调制为超声波段的声音信号，并利用主机上的扩音器将该声音信号发送出去；以及外围设备利用其接收单元接收所述声音信号，并将所述声音信号转换为升级用固件数据，以进行外围设备的固件的升级。

Description

利用声音信号升级固件的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种固件升级方法及装置，尤其涉及一种利用声音信号对外围设备的固件进行升级的方法及装置。

背景技术

随着电脑、平板、手机等移动电子设备的普及，与之配套使用的外围设备也越来越丰富，例如耳机，手写笔，手环等等。这些外围设备与作为主机的移动电子设备的交互方式各不相同，但无论何种设备、何种交互方式，所述外围设备都有升级固件的需求。

目前的固件升级方法中，通常采用将主机与外围设备连接信号线，或者使用Wifi、蓝牙等标准通信协议来升级固件。

其中，将主机与外围设备连接信号线的方式中，一般利用通用串行总线(Universal Serial Bus，简称USB)将主机与外围设备连接起来，将升级用固件数据等信号通过信号线传输给外围设备，从而实现该外围设备的固件升级。这种方式存在的缺陷是，需要另增加相应的连接信号线的接口结构，对于尺寸较小的外围设备来说实现起来较为困难。另外，为实现与主机的通信，还需要在外围设备上增加USB通信用芯片。

另一种将主机与外围设备连接信号线以进行固件升级的方式是，根据主机与外围设备的具体结构，自制实现主机与外围设备进行通信的通信线，从而可以减小结构的复杂度。但是该种方式需要专门制造主机和外围设备之间的升级连接线，以便实现主机对该通信线的兼容。

此外，采用Wifi、蓝牙等无线通信方式升级固件的方式，即为利用Wifi、蓝牙等标准通信协议实现主机和外围设备的无线通信，将升级用固件数据等信息从主机传送到外围设备，以实现外围设备的升级。但该种方式存在的缺陷为，需要在外围设备中另增加相关专用芯片，且需要天线结构。

以上方式均需要在外围设备中较多地增加额外的结构，显然增加了制造成本。因此，有必要提供一种结构简单、成本低廉的升级外围设备固件的方法及装置。

发明内容

鉴于以上问题，本发明提出了一种通过电脑、平板或手机上的扩音器来对外围设备进行固件的升级的方法及装置。该方法中，无需在主机与外围设备之间进行信号线的连接即可实现升级用固件数据的传输，且外围设备的改动简单、成本低廉。

根据本发明的一方面，提供一种外围设备的固件升级方法，包括：启动对外围设备的固件的升级操作；由主机预先将升级用固件数据进行二进制编码，之后将编码后的升级用固件数据调制为超声波段的声音信号，并利用主机上的扩音器将该声音信号发送出去；以及由外围设备利用其接收单元接收所述声音信号，并将所述声音信号转换为升级用固件数据，以进行外围设备的固件的升级。

其中，在所述方法中，为避免所传输的声音信号受到环境干扰，主机预先将升级用固件数据进行二进制编码。所述二进制编码为抗噪编码，优选CRC、奇偶校验码、MD5或XORsumn编码。此外，将二进制编码后的数据进行声卡调制。

此外，为提高抗干扰能力，上述升级方法中，优选地，将升级用固件数据调制为超声波段的声音信号。

进一步地，在所述方法中，外围设备将所述声音信号转换为升级用固件数据的步骤具体包括：将声音信号转换为电信号；将所述电信号解调为数字信号；对所述数字信号进行解码，以便执行编码校验检测；若检测通过则利用解码后得到的升级用固件数据进行所述固件的升级；以及若检测未通过，则放弃升级。

在所述方法中，通过在外围设备侧相应地设置编码校验检测步骤，使得避免错误升级的发生，提高了所述升级方法的鲁棒性。

进一步地，所述外围设备的所述接收单元优选为微麦克风，更优选为硅微麦克风。微麦克风具有体积小、可以将声音信号直接转换为电信号或将电信号直接转换为声音信号等诸多优势。

此外，外围设备的接收单元的另一优选方案为敏感波段在超声波段的麦克风。根据声音信号所处的波段而适当选择敏感波段在超声波段的声音信号也是可行的。

优选地，在该方法中，所述主机为电脑、平板或手机；所述外围设备为手写笔或智能穿戴设备。

根据本发明的另一方面，提供一种外围设备的固件升级装置，包括：主机，用于在启动对外围设备的固件的升级操作后，将升级用固件数据转换为声音信号发送出去，其具体包括：编码单元，用于预先将升级用固件数据进行二进制编码；调制单元，用于将升级用固件数据调制为超声波段的声音信号；及扩音器，用于将该声音信号发送出去；以及外围设备，用于利用其接收单元接收所述声音信号，并将所述声音信号转换为升级用固件数据，以进行外围设备的固件的升级。

为实现外围设备对所述声音信号的接收、转换以及利用其进行固件的升级，所述外围设备具体包括：所述接收单元，用于将所接收的所述声音信号转换为电信号；解调单元，用于将所述电信号解调为数字信号；解码单元，用于对所述数字信号解码，以便执行编码校验检测；以及升级单元，用于若检测通过则利用解码后得到的升级用固件数据进行所述固件的升级；否则放弃升级。

如上所述，所述二进制编码为抗噪编码，优选CRC、奇偶校验码、 MD5或XORsumn编码。且优选将升级用固件数据调制为超声波段的声音信号。通过在外围设备侧相应地设置编码校验检测步骤，使得避免错误升级的发生，提高了所述升级方法的鲁棒性。进一步地，所述外围设备的所述接收单元优选为微麦克风，更优选为硅微麦克风。此外，外围设备的接收单元的另一优选方案为敏感波段在超声波段的麦克风。所述主机为电脑、平板或手机；所述外围设备为手写笔或智能穿戴设备。

采用本发明的上述固件升级方法及装置，由于利用声音信号作为升级用固件数据的载体，因此，主机与外围设备之间不需要利用信号线等结构进行通信连接，外围设备的尺寸也可无需调整。整体系统功能的实现可以通过安装具有相应功能的程序即可。从而结构简单、成本降低。以下将结合本发明的具体实施方式及附图对本发明的方案做详细说明，本发明的有益效果将进一步明确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对实施例中所需使用的附图进行简单介绍。

图1为本发明一优选实施例的固件升级装置的示意图。

图2为本发明一优选实施例的固件升级装置的具体构成的框图。

图3为本发明一优选实施例的固件升级方法的流程图。

图4为本发明一优选实施例的对升级用固件数据编码及解码的示意图。

具体实施方式

以下结合本发明实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行具体、详细的描述，本发明所述方法及装置的方案及有益效果将近一步明确。需要指出的是，这些实施例仅仅是为了说明本发明的技术方案的部分实施例，并不构成对本发明的限制。而且基于该实施例，所属领域的普通技术人员在不需要花费创造性劳动的基础上做出的修改、改动均在本发明保护的范围内。

目前大部分电脑、手机及平板等移动电子设备的扩音器都只有向外播放声音的功能，但不具备接收声音的功能。已知的硅微麦克风则同时具备发送和接收两种功能，其既可以将电信号转换为声音信号，亦可将声音信号转换为电信号。本发明的技术方案中即为将微麦克风作为接收单元，引入到例如电容笔等外围设备中，让外围设备具备了麦克风的功能，从而实现利用声音信号进行外围设备的固件升级。以下进行具体描述。

图1本发明一优选实施例的固件升级装置的示意图。如图1所示，所述装置包括主机1，例如为电脑、手机或平板等电子设备。主机1上安装有扩音器3，用于发送声音信号。外围设备2，例如为电容笔，其上安装有用于接收声音信号的接收单元4。该接收单元4，例如可以是微麦克风，特别是硅微麦克风。此外，所述外围设备2还可以为智能穿戴设备，如耳机、手环、智能手表等设备。

当需要利用声音信号对所述外围设备进行固件升级时，首先启动对外设设备的固件的升级操作。响应于该升级操作的启动，主机1通过其上的扩音器3将作为升级用固件数据的声音信号发送给外围设备2。外围设备2上的接收单元4接收该声音信号，并用于外围设备的固件的升级。

图2为本发明一优选实施例的固件升级装置的具体构成的框图。

如图2所示，所述主机1内包括编码单元11，用于将升级用固件数据进行二进制编码。调制单元12，将编码后的升级用固件数据调制为声音信号；进一步用扩音器3将该声音信号发送出去。

相应地，外围设备2包括接收单元4，用于接收所述声音信号。解调单元21，用于对所接收的信号进行相应的解调，转换为数字信号。解码单元22，用于对解调后的数字信号进行与二进制编码相对的解码，以便执行编码校验检测。以及升级单元23，如果编码校验检测通过，则利用解码所得到的升级用固件数据对外围设备的固件进行升级；否则放弃升级。

主机1内对于升级操作的启动以及升级用固件数据的编码、调制等各单元的实现可以利用在主机1内安装APP等能实现相应功能的程序来实现，也可利用其他可编程芯片来实现，在此不做限定。

以下描述本发明一优选实施例的固件升级方法的流程图。所述升级装置及方法的各部分功能及有益效果将进一步明确。

图3为本发明一优选实施例的固件升级方法的流程图。

如图3所示，在主机1侧，启动升级操作。预先将升级用固件数据进行二进制编码(步骤S1)，对编码后的数据进行调制(步骤S2)，以转换成声音信号，并通过主机1的扩音器3将所述声音信号发送出来 (步骤S3)。而在外围设备2侧，其通过接收单元4接收该声音信号(步骤S4)，并将所述声音信号转换为电信号；然后对该电信号进行相应地解调，得到数字信号(步骤S5)；与前述二进制编码相对低，在外围设备侧对所述数字信号进行解码，以便执行编码校验检测(步骤S6)。如果校验通过，则利用解码后的升级用固件数据进行外围设备的固件的升级；否则，放弃升级(S7)。

以利用APP应用程序实现所述固件升级为例，具体地，用户在主机1内安装APP，该APP可以让用户选择用于外围设备的固件升级用的固件升级文件，以实现升级操作的启动。当需要对外围设备的固件进行升级时，用户打开APP，提醒用户将外围设备2靠近主机1，并提醒选择所述固件升级文件，从而实现了升级操作的启动。

需要指出的是，除了采用上述APP外，还可以其他方式，例如将上述升级启动及后续步骤的相关功能集成到主机的“设置”功能里，当用户在主机的“设置”功能里选择固件升级之后，实现升级操作的启动及后续操作。

此外，如图2所示，升级用固件数据是主机1通过编码单元11预先进行了二进制码编码的数据。因为声音信号的传输可能会受到环境的干扰，所以优选预先进行编码，以便在接收端进行校验检测，从而防止升级错误。需要指出，对升级用固件数据进行二进制编码为优选方案，当对升级用固件数据进行了二进制编码时，则相应的外围设备设置相应的解码操作，用于相对的解码，以便执行编码校验检测。编码方式可以采用已有的各种抗噪编码方法，比如CRC，奇偶校验码， MD5，XORsumn等。

接下来，APP调用主机内的声卡(未示出)，将上述编码的数据进行声卡调制，从而将编码的数据调制为声音信号，实现调制单元12 的功能。进一步的，调制后生成的声音信号从主机1的扩音器3发送出去。其中，调制的方式可以是幅度调制，频率调制，相位调制等等。此外，为了避免升级过程带来的听觉噪音，可以将声音信号的频段设置在超声波段。相应地，接收单元4也可以选择敏感波段为超声波的麦克风。如图4所示，编码后的数据被转换成超声波段的声音信号。声卡调制的方式是跳频，采用两种不同频率的超声波声音信号，分别代表0和1，将升级用固件数据转换为超声波声音信号。

以下以对声卡进行幅度调制和频率调制为例进行说明。

其中，幅度调制的方式具体为：读取升级用固件数据的二进制文件中的每一位，若该位为″1″，可控制主机1的声卡发送固定时长、固定音高的声音，若为″0″，则固定时长内不发声。此即完成声音信号的幅度调制。

频率调制的方式具体为：读取升级用固件数据的二进制文件中的每一位，若该位为″1″，可控制主机1的声卡发送固定时长、较高音高的声音，若为″0″，则发送固定时长、较低音高的声音。此即完成声音信号的频率调制。

优选地，若信号发送期间出错或发生中断，APP会发出提示，告诉用户失败原因。若升级成功，APP也会自动提示。

对于主机1通过扩音器3发送出来的声音信号，外围设备2的接收单元4接收该声音信号。如果接收单元4为微麦克风，其将该声音信号直接转换为电信号。解调单元21对该电信号进行解调，转换为数字信号。解码单元22，对将转换得到的数字信号进行解码，以便执行编码校验检测。若校验通过，则升级单元23利用解码获得的升级用固件数据进行外围设备的固件升级，若校验没通过，则放弃此次升级。

外围设备2的接收单元4，采用微麦克风，更优选硅微麦克风。该接收单元4将接收到的超声波声音信号直接转换为载波电信号。解调单元21可以用解调芯片实现，也可以利用软件程序实现。如图4所示，解调后的数字信号被传输到外围设备2的控制单元5，例如微控制器MCU(Micro Control Unit)。该MCU可以通过编程对该数字信号进行解码以及利用解码后的升级用固件数据对外围设备进行升级。

所述控制单元5，如图2所示，包括升级单元23，用于利用接收到的升级用固件数据进行外围设备的固件升级。当主机1利用编码单元 11预先对升级用固件数据进行了二进制编码时，相应地，外围设备1 包括解码单元22，用于对解调后的数字信号进行解码，以便执行编码校验检测；并且在检测通过后，利用解码后得到的升级用固件数据对外围设备的固件进行升级，从而完成所述升级。若检测未通过，则放弃升级操作，从而升级失败。

此外，当外围设备2的接收单元4在选择敏感波段在超声波段的麦克风时，其敏感波段与扩音器3发送的超声波信号波段一致，从而能够接收主机发出的所述声音信号。另外，本发明的技术方案还可以应用到主动电容笔、电纸书等移动电子设备。

应用本发明的固件升级方法及装置，具有可以只需通过特定软件即可实现，且主机同外围设备不需要用线连接，外围设备的硬件成本也较低廉等诸多优点。

最后需要说明的是，以上实施例仅仅用于说明本发明的技术方案，而非对其进行限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对前述实施例所描述的方案进行修改或对某些特征进行替换，但并不使得其脱离本发明的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种外围设备的固件升级方法，其特征在于，包括：

启动对外围设备的固件的升级操作；

由主机预先将升级用固件数据进行二进制编码，之后将编码后的升级用固件数据调制为超声波段的声音信号，并利用主机上的扩音器将该声音信号发送出去；以及

由外围设备利用其接收单元接收所述声音信号，并将所述声音信号转换为升级用固件数据，以进行外围设备的固件的升级。

2.如权利要求1所述的方法，其中，

由外围设备将所述声音信号转换为升级用固件数据的步骤具体包括：

将声音信号转换为电信号；

将所述电信号解调为数字信号；

对所述数字信号进行解码，以便执行编码校验检测；

若检测通过则利用解码后得到的升级用固件数据进行所述固件的升级；以及

若检测未通过，则放弃升级。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，

所述接收单元为微麦克风。

4.如权利要求1或2所述的方法，其中，

所述接收单元为敏感波段在超声波段的麦克风。

5.如权利要求1或2任一项所述的方法，其中，

所述主机为电脑、平板或手机；

所述外围设备为手写笔或智能穿戴设备。

6.一种外围设备的固件升级装置，其特征在于，包括：

主机，用于在启动对外围设备的固件的升级操作后，将升级用固件数据转换为声音信号发送出去，其具体包括：

编码单元，用于预先将升级用固件数据进行二进制编码；

调制单元，用于将编码后的升级用固件数据调制为超声波段的声音信号；及

扩音器，用于将该声音信号发送出去；以及

外围设备，用于利用其接收单元接收所述声音信号，并将所述声音信号转换为升级用固件数据，以进行外围设备的固件的升级。

7.如权利要求6所述的装置，其中，所述外围设备的接收单位还用于将所接收的所述声音信号转换为电信号，所述外围设备还包括：

解调单元，用于将所述电信号解调为数字信号；

解码单元，用于对所述数字信号解码，以便执行编码校验检测；以及

升级单元，用于若检测通过则利用解码后得到的升级用固件数据进行所述固件的升级；否则放弃升级。

8.如权利要求6或7所述的装置，其中，

所述接收单元为微麦克风。

9.如权利要求6或7所述的装置，其中，

所述接收单元为敏感波段在超声波段的麦克风。

10.如权利要求6或7所述的装置，其中，

所述主机为电脑、平板或手机；

所述外围设备为手写笔或智能穿戴设备。