CN104954430A - 一种基于声波的信息无线推送方法 - Google Patents

一种基于声波的信息无线推送方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于声波的信息无线推送方法，步骤是：处理器将要推送的信息编码调制成超声波；将超声波和可听见音波进行波融合，得到混合波；超声波和可听见音波在同一个频道内，超声波根据可听见音波动态调整融合波形，使得超声波融合在可听见音波内部，可听见音波为其形成屏障；通过带有扬声器的声音设备播放包含上述混合波的混合音频；移动终端采集混合音频，对其进行解调、解码，得到要推送的信息。其中要推送的信息采用64位编码，且采用一容错算法，使得缺失数据小于一定程度时，可以完成自动填补。另采用一延时发送算法，可以离线积攒数据包、在线发送数据包，提升数据传输速率。本发明具有传送距离远、可工作在无网环境下的优点。

Description

一种基于声波的信息无线推送方法
技术领域
本发明涉及信息传输研究领域，特别涉及一种基于声波的信息无线推送方法。
背景技术
目前信息传输方式多种多样，其中基于声波进行信息传输由于不需要终端必须具备蓝牙、WIFI以及数据通信的环境，因此成为一研究热点，特别是利用声波技术对信息进行无线推送得到关注。
利用声波技术对信息进行无线推送的工作原理是：基于声波发送移动终端能够获取到的小型的数据包，然后移动终端上的相关应用通过解码获得数据包的内容。用户对移动终端进行设置，可以在特定的时间抓取声波，或者当用户进入某个特定的地理区域后开始接收声波。这一技术给人们生活带来极大便利，例如在比赛现场、演唱会等场合，可以在音频广播中插入一连串的密码，然后定时或分区域地发送特定的信息，移动终端接收到上述信息后，对其解码就可以直接在移动终端上查询相关信息。
但是上述技术在应用过程中仍存在一定问题，例如：
(1)为了避免对可听见音频造成影响，都是采用超声波进行信息传送，但是超声波容易被折射分散，因此传输距离短；
(2)超声波信息传输容易丢失数据；
(3)超声波传输速率慢。
因此，提供一种信息传输距离长、速率快且准确的方法具有重要应用价值。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于声波的信息无线推送方法，该方法具有信息传输距离长、速率快且准确的优点。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种基于声波的信息无线推送方法，包括步骤：
(1)处理器将要推送的信息(如文字、图片、视频等文件)编码调制成超声波；
(2)处理器将超声波和可听见音波进行波融合，得到混合波；所述超声波和可听见音波在同一个频道内，超声波根据可听见音波动态调整融合波形，使得超声波融合在可听见音波内部，可听见音波为其形成屏障；
(3)通过带有扬声器的声音设备播放包含上述混合波的混合音频；
(4)移动终端采集混合音频，对其进行解调、解码，得到要推送的信息。
优选的，所述步骤(1)中，要推送的信息采用64位编码，组成包括0-9、A-Z、a-z、、/。其是根据二进制数据流衍生得到，在技术中每个编码代表一个高频的频率。采用64位可以使数据流的表达长度更短，更方便信息波的传输，便于扩容。
优选的，所述步骤(1)中，要推送的信息采用FSK(Frequency-shift keying，频移键控)调制成频段为18KHZ～24KHZ的超声波。
优选的，所述步骤(2)中，先对可听见音频进行频道的新增扩容，然后在预先设定的可听见音波的若干时间段内对可听见音波和超声波进行波融合，形成混合波。
优选的，在所述移动终端和处理器之间建立一握手机制，步骤如下：
(4-1)移动终端采集混合音频后，利用降噪算法对可听见音波进行屏蔽；
(4-2)按照频率解调出握手信号，根据握手信号对要推送的信息进行解码，得到信息码；
(4-3)将信息码返回到处理器，处理器从其备份库中提取缓存信息，然后将缓存信息发送到移动终端。
更进一步的，为了防止数据传输过程中丢失，本发明还采用了一容错算法，容错算法是一种前向错误更正的信道编码，整体基于“任意k个确定点可表示一个阶数至少为k-1的多项式”，实际上发送超过k个点，就算中间有一些错误，只要接收器能正确的收到足够的点，就能通过算法反推出最初的多项式，从而获得信息。步骤如下：
(5-1)在对推送的信息进行编码时，在其多个点上对一多项式求冗余，然后将其存储并传输；
(5-2)移动终端对要推送的信息进行解码，得到一容错代码；
(5-3)根据容错代码判断当前缺失数据是否小于阈值，如果是，则根据二 维码的容错原理，以及步骤(5-1)的多项式，利用接收的其他信号进行补齐填充；否则，执行步骤(4-3)。
更进一步的，考虑到数据大小及移动终端当前所处的网络环境，为了进一步提高用户体验，本发明采用一种延时发送算法，包括步骤：
(6-1)判断信息数据的大小是否超过限值，是则执行步骤(6-2)；否则执行步骤(6-3)；
(6-2)判断当前网络传输速度是否达到限值，是则执行步骤(4-3)，否则移动终端将数据包放置于一缓冲区，待网络优化后再发送到处理器；
(6-3)执行步骤(5-3)。
优选的，所述处理器为云端服务器，所述云端服务器、声音设备、移动终端组成一云系统，每个声音设备拥有一指定tag值，在云端服务器上，每个tag值对应一推送信息，在进行信息推送时，云端服务器将该tag值也融合到混合波中；带有扬声器的声音设备播放包含上述混合波的混合音频；移动终端解析出该tag值，根据该tag值得到云端服务器上对应的推送信息。通过此方法，拥有声音设备的商家等就不需要通过改变超声波或者可听见音波来更改信息，只需要更改云端服务器上该tag值对应的要推送的信息即可，具有操作简便的优点。
优选的，所述处理器为云端服务器，所述云端服务器、声音设备、移动终端组成一云系统，每个商户(即拥有声音设备的商家等)在云端服务器上拥有一指定tag值，每个tag值对应若干个推送信息；在进行信息推送时，云端服务器将该tag值融合到混合波中；声音设备播放包含上述混合波的混合音频；移动终端解析出该tag值，同时将当前位置、当前持有移动终端的用户分类信息上传到云端服务器，云端服务器结合上述信息向移动终端推送相应的推送信息。在云端服务器上每个商户采用一个tag值，便于管理。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本发明中超声波粘附在音频里面，与可听见波进行融合，使得可听见波形成保护伞，保护超声波携带信息不被折射分散掉，从而可以进行远距离的信息传播与交替。
2、通过本发明，同时具备扬声器、喇叭以及智能芯片的电子产品之间可以相互进行数据传输，另外具备扬声器的电子产品可以向具备喇叭以及智能芯片 的智能电子产品单向传输数据。目前在数据传输领域已知技术有无线蓝牙技术、WIFI无线传输技术、WAP技术。与蓝牙技术以及WIFI无线传输技术相比，本发明使用声音作为传播载体，使发送数据的电子产品不用装载特定的设备，只需具备基本的扬声器，接收数据的电子产品只需具备喇叭以及智能芯片。并且本项发明的最大传输距离达200米，大大超多蓝牙3.0技术的10米有效传输距离，并且该项发明支持一台电子设备同时向多台电子设备发送数据。与WAP技术相比，传输数据以及接受数据的电子产品无需连入互联网，保证了数据传输的保密性以及在无网环境下本发明能够在电子产品间传输数据。
3、本发明采用一种容错算法，使得缺失数据小于一定程度时，可以完成自动填补。
4、本发明提出一延时发送算法，可以离线积攒数据包、在线发送数据包，提升数据传输速率。
附图说明
图1是实施例1的流程图。
图2是实施例1中波融合的原理图。
图3是实施例2的流程图。
图4是实施例3的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
现有技术中因为超声波容易被折射分散，导致超声波传输距离短，本实施例将超声波粘附在音频里面，与可听见波进行融合，使得可听见波形成保护伞，保护超声波携带信息不被折射分散掉。
本实施例所述基于声波的信息无线推送方法可应用于多种场合，例如：
1、电视广告的结合：超声波可以蕴含在视频内，当用户在观看汾酒广告时，移动终端上会捕获到微波，从而在移动终端屏幕上出现汾酒，并可以一键购买。
2、音乐会的结合：当观众在听音乐会时，微波可以粘附在音频上，用户手机可以捕获到微波，在手机上出现专辑的购买页面，可在手机一键购买。
3、导游的结合：当用户去了旅游景点，不再需要导游，微波会粘附在景点里的广播进行传播，用户手机能够获取到微波，自动就获得景点的介绍。
4、线下广告的结合：传媒公司利用微波技术处理，可以解决广告转化率以及大数据的问题。
5、商场结合：利用超声波粘附在音频内在商场内给用户推送优惠券代金券等信息帮传统行业门店吸引用户进店。
参见图1，本实施例基于声波的信息无线推送方法包括步骤：
(1)处理器将要推送的信息(如文字、图片、视频等文件)编码调制成超声波；要推送的信息采用64位编码，组成包括0-9、A-Z、a-z、、/。要推送的信息采用FSK调制成频段为18KHZ～24KHZ的超声波。
(2)处理器先对可听见音频进行频道的新增扩容，然后在预先设定的可听见音波的若干时间段内对可听见音波和超声波进行波融合，形成混合波。
所述超声波和可听见音波在同一个频道内，超声波根据可听见音波动态调整融合波形，使得超声波融合在可听见音波内部，可听见音波为其形成屏障。
一般现有技术中超声波和可听见音波是属于普通波叠加，即叠加后不影响可听见音频的波形，类似于音乐伴奏原理，对可听见音频在指定的时间新开channel进行波叠加，得到混合音频。而本实施例中的波融合是影响可听见音频波形的，二者在同一个channel，超声波根据可听见音波动态调整融合波形，但不改变频率，使得可听见音波形成屏障，超声波融合在可听见音波内部。参见图2，图中曲线1为可听见音波波形，曲线2为超声波波形，从图中可看出超声波融合在可听见音波内部。
(3)通过带有扬声器的声音设备播放包含上述混合波的混合音频。
(4)移动终端采集混合音频，对其进行解调、解码，得到要推送的信息。步骤如下：
(4-1)移动终端采集混合音频后，利用降噪算法对可听见音波进行屏蔽；
(4-2)按照频率解调出握手信号，根据握手信号对要推送的信息进行解码，得到信息码；
(4-3)将信息码返回到处理器，处理器从其备份库中提取缓存信息，然后将缓存信息发送到移动终端。
实施例2
本实施例除下述特征外其他结构同实施例1：
现有技术中超声波信息传输容易丢失数据。本实施例采用类似二维码容错机制专门提出了超声波容错算法，当信息丢失率小于40％，数据可以自动补齐。
容错算法是一种前向错误更正的信道编码，整体基于“任意k个确定点可表示一个阶数至少为k-1的多项式”，实际上发送超过k个点，就算中间有一些错误，只要接收器能正确的收到足够的点，就能通过算法反推出最初的多项式，从而获得信息。
参见图3，根据上述原理，本实施例采用的容错算法步骤如下：
(5-1)在对推送的信息进行编码时，在其多个点上对一多项式求冗余，然后将其存储并传输；
(5-2)移动终端对要推送的信息进行解码，除了信息码外还得到一容错代码；
(5-3)根据容错代码判断当前缺失数据是否小于阈值，如果是，则根据二维码的容错原理，以及步骤(5-1)的多项式，利用接收的其他信号进行补齐填充，否则执行实施例1步骤(4-3)所述的方案。
实施例3
本实施例除下述特征外其他结构同实施例2：
现有技术中超声波传输速率慢。本实施例采用类似十六进制编码提出了一种超声波传输数据编码，辅以一种延时发送算法(即离线积攒数据包、在线发送数据包的方法)提升数据传输速率。
参见图4，本实施例所述的延时发送算法，包括步骤：
(6-1)判断信息数据的大小是否超过限值，是则执行步骤(6-2)；否则执行步骤(6-3)；
(6-2)判断当前网络传输速度是否达到限值，是则执行实施例1所述步骤(4-3)，否则移动终端将数据包放置于一缓冲区，待网络优化后再发送到处理器；
(6-3)执行实施例2所述步骤(5-3)。
本实施例中，还可采用云端服务器作为处理器，由云端服务器、声音设备、移动终端组成一云系统，每个声音设备拥有一指定tag值，在云端服务器上，每个tag值对应一推送信息，在进行信息推送时，云端服务器将该tag值也融合到混合波中；带有扬声器的声音设备播放包含上述混合波的混合音频；移动 终端解析出该tag值，根据该tag值得到云端服务器上对应的推送信息。从而只需要更改云端服务器上该tag值对应的要推送的信息就可以更改向移动终端推送的内容，更加方便。
或者，设定每个商户(即拥有声音设备的商家等)在云端服务器上拥有一指定tag值，例如某个厂商有多个分店，这些分店设置的声音设备均对应这一个tag值，但是每个tag值对应若干个推送信息。在进行信息推送时，云端服务器将该tag值融合到混合波中；声音设备播放包含上述混合波的混合音频。移动终端解析出该tag值，同时将当前位置、当前持有移动终端的用户分类信息(可根据该用户以往的消费信息、店面消费水平等等来统计得到)上传到云端服务器。云端服务器综合上述信息，从该tag值对应的若干个推送信息中选出相应的一个发送到移动终端。在云端服务器上每个商户采用一个tag值，便于管理，且一个商户可设置多个不同的推送信息，推送更精确，效率更高。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于声波的信息无线推送方法，其特征在于，包括步骤：
(1)处理器将要推送的信息编码调制成超声波；
(2)处理器将超声波和可听见音波进行波融合，得到混合波；所述超声波和可听见音波在同一个频道内，超声波根据可听见音波动态调整融合波形，使得超声波融合在可听见音波内部，可听见音波为其形成屏障；
(3)通过带有扬声器的声音设备播放包含上述混合波的混合音频；
(4)移动终端采集混合音频，对其进行解调、解码，得到要推送的信息。
2.根据权利要求1所述的基于声波的信息无线推送方法，其特征在于，所述步骤(1)中，要推送的信息采用64位编码，组成包括0-9、A-Z、a-z、、/。
3.根据权利要求1所述的基于声波的信息无线推送方法，其特征在于，所述步骤(1)中，要推送的信息采用FSK调制成频段为18KHZ～24KHZ的超声波。
4.根据权利要求1所述的基于声波的信息无线推送方法，其特征在于，所述步骤(2)中，先对可听见音频进行频道的新增扩容，然后在预先设定的可听见音波的若干时间段内对可听见音波和超声波进行波融合，形成混合波。
5.根据权利要求1所述的基于声波的信息无线推送方法，其特征在于，在所述移动终端和处理器之间建立一握手机制，步骤如下：
(4-1)移动终端采集混合音频后，利用降噪算法对可听见音波进行屏蔽；
(4-2)按照频率解调出握手信号，根据握手信号对要推送的信息进行解码，得到信息码；
(4-3)将信息码返回到处理器，处理器从其备份库中提取缓存信息，然后将缓存信息发送到移动终端。
6.根据权利要求5所述的基于声波的信息无线推送方法，其特征在于，还采用了一容错算法，步骤如下：
(5-1)在对推送的信息进行编码时，在其多个点上对一多项式求冗余，然后将其存储并传输；
(5-2)移动终端对要推送的信息进行解码，得到一容错代码；
(5-3)根据容错代码判断当前缺失数据是否小于阈值，如果是，则根据二维码的容错原理，以及步骤(5-1)的多项式，利用接收的其他信号进行补齐填充；否则，执行步骤(4-3)。
7.根据权利要求6所述的基于声波的信息无线推送方法，其特征在于，采用一种延时发送算法，包括步骤：
(6-1)判断信息数据的大小是否超过限值，是则执行步骤(6-2)；否则执行步骤(6-3)；
(6-2)判断当前网络传输速度是否达到限值，是则执行步骤(4-3)，否则移动终端将数据包放置于一缓冲区，待网络优化后再发送到处理器；
(6-3)执行步骤(5-3)。
8.根据权利要求1所述的基于声波的信息无线推送方法，其特征在于，所述处理器为云端服务器，所述云端服务器、声音设备、移动终端组成一云系统，每个声音设备拥有一指定tag值，在云端服务器上，每个tag值对应一推送信息，在进行信息推送时，云端服务器将该tag值也融合到混合波中；带有扬声器的声音设备播放包含上述混合波的混合音频；移动终端解析出该tag值，根据该tag值得到云端服务器上对应的推送信息。
9.根据权利要求1所述的基于声波的信息无线推送方法，其特征在于，所述处理器为云端服务器，所述云端服务器、声音设备、移动终端组成一云系统，每个商户在云端服务器上拥有一指定tag值，每个tag值对应若干个推送信息；在进行信息推送时，云端服务器将该tag值融合到混合波中；声音设备播放包含上述混合波的混合音频；移动终端解析出该tag值，同时将当前位置、当前持有移动终端的用户分类信息上传到云端服务器，云端服务器结合上述信息向移动终端推送相应的推送信息。
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