CN105451115A - 一种具有生物特征检测功能的耳机、交互系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有生物特征检测功能的耳机、交互系统及方法，耳机包括：扬声器、麦克风、用于检测用户的生物特征的生物特征检测模块、用于在主控模块的控制下切换选择耳机是否处于包括生物特征检测模式的工作模式的模式切换模块、第一通信模块、主控模块、及用于给耳机中各模块供电的电源管理模块；主控模块，用于检测判断是否接收到智能终端的指令，根据智能终端的指令控制生物特征检测模块、模式切换模块、电源管理模块、及第一通信模块的工作，还用于在智能终端的指令控制下将来自生物特征检测模块的生物特征进行解析并通过第一通信模块将解析后的生物特征传递给智能终端；本发明提供的耳机能自动实现生物特征检测的功能。

Description

一种具有生物特征检测功能的耳机、交互系统及方法
技术领域
本发明涉及可穿戴设备领域，尤其涉及一种具有生物特征检测功能的耳机、交互系统及方法。
背景技术
耳机是人们使用频率较高的一种休闲娱乐的工具，其具有小巧、佩戴方便等特点，其在人们的生活、工作中被广泛的使用。例如，人们在晨起锻炼的时候可以一边听音乐一边锻炼身体，在上下班的途中可以同时佩戴耳机看视频、欣赏音乐、进行英语听力锻炼等。
但是，随着科学技术的发展与进步，耳机的功能已不再局限于传统的较单一的功能。智能耳机已经开始进入人们的生活，例如，一种可以通过检测耳廓处的振动测量人体的心率信息的智能耳机受到人们的欢迎。目前，多种能够检测人体生物特征信息的耳机受到人们的欢迎。生物特征可分为生理特征(如指纹、面像、虹膜、掌纹等)和行为特征(如步态、声音、笔迹等)。生物特征检测就是依据每个个体之间独一无二的生物特征对其进行识别与身份的认证。
目前，现有技术中具有能够检测人体心率信息的耳机，但是其通过耳机上的外置的机械开关实现，即其需要用户手动操作耳机上的机械按键，以手动的切换语音通话模式和心率检测模式。例如，当用户手上东西较多时，其使用不够方便。所以，现有技术中的耳机需要用户手动操作耳机上的机械按键才能实现生物特征检测功能，其使得用户操作的便捷性、适用范围、及体验感均受到影响。
发明内容
针对上述现有技术中实现生物特征检测的耳机的缺陷，本发明提供了一种具有生物特征检测功能的耳机，其可以完全自动的实现生物特征检测功能。
为了解决上述技术问题，本发明提供的一种具有生物特征检测功能的耳机，包括：用于音频播放的扬声器及用于通话的麦克风，其还包括：
生物特征检测模块，用于检测用户的生物特征；
模式切换模块，用于在主控模块的控制下切换选择耳机是否处于包括生物特征检测模式的工作模式；
第一通信模块，用于所述耳机与智能终端之间通信；
主控模块，用于检测判断是否接收到智能终端的指令，根据智能终端的指令控制生物特征检测模块、模式切换模块、电源管理模块、及第一通信模块的工作，还用于在智能终端的指令控制下将来自生物特征检测模块的所述生物特征进行解析并通过所述第一通信模块将解析后的生物特征传递给所述智能终端；
电源管理模块，用于给所述耳机中各模块供电。
在本发明的优选实施例中，所述耳机包括用于将其与智能终端电连接以实现耳机与智能终端信息交互的连接件，所述智能终端包括耳机插孔，所述连接件与所述耳机插孔匹配。
在本发明的优选实施例中，所述连接件包括用于电连接所述耳机插孔的第一端，所述模式切换模块通过切换选择所述第一端与麦克风及第一通信模块之间的通断，以选择所述耳机是否为包括生物特征检测模式的工作模式。
在本发明的优选实施例中，所述模式切换模块包括在主控模块的控制下切换选择所述第一端与麦克风及第一通信模块之间的通断的开关阵列，且所述开关阵列同时与所述电源管理模块电连接。
在本发明的优选实施例中，所述电源管理模块包括电压转换子模块，在所述连接件连接智能终端时，所述电源管理模块由智能终端上电，且所述电压转换子模块将所述智能终端提供的电能转换为耳机中各模块所需的电能，以为耳机中各模块供电。
在本发明的优选实施例中，所述电源管理模块还包括用于缓冲所述上电过程的启动缓冲子模块，所述启动缓冲子模块连接于所述模式切换模块与电压转换子模块之间。
在本发明的优选实施例中，所述电源管理模块还包括在所述上电完成后用于稳定给耳机中各模块供电过程的稳定子模块，所述稳定子模块连接于所述启动缓冲子模块与开关阵列之间。
在本发明的优选实施例中，所述电源管理模块还包括与电压转换子模块的输出端连接的储能子模块，在所述连接件连接智能终端时，电源管理模块中电压转换子模块将所述智能终端提供的电能进行转换以对所述储能子模块充电。
在本发明的优选实施例中，所述连接件包括用于将智能终端的耳机插孔电连接所述扬声器的左声道的第二端及用于将智能终端的耳机插孔电连接所述扬声器的右声道的第三端，所述第一通信模块通过第一端或第二端或第三端接收所述智能终端的指令，所述第一通信模块通过所述第一端向智能终端传递所述解析后的生物特征。
在本发明的优选实施例中，所述生物特征检测模式包括：检测生物特征、解析检测到的生物特征、及将解析后的生物特征传递给智能终端。
在本发明的优选实施例中，生物特征检测模块包括：用于检测用户的生物特征的检测子模块及用于将检测到的生物特征进行处理的信号处理子模块。
在本发明的优选实施例中，所述检测子模块包括：用于照射用户的被检测区域的光源、驱动所述光源发光的驱动器、接收所述被检测区域反射的光信号并将所述光信号转换为电流信号的光电转换器、将所述电流信号转换为电压信号的电流电压转换器、及将所述电压信号进行模数转换的模数转换器。
为了更好的解决上述技术问题，本发明还提供了一种基于耳机实现生物特征检测的方法，其包括以下步骤：
S10、检测判断当前是否接收到来自智能终端的进行生物特征检测的指令，若是，则执行步骤S20，若否，则继续执行步骤S10；
S20、检测判断当前是否接收到来自智能终端的通话指令，若是，则执行步骤S40，若否，则执行步骤S30；
S30、控制耳机对用户进行生物特征检测，以使耳机进入包括生物特征检测模式的工作模式；
S40，控制使耳机进入包括通话模式的工作模式且在结束所述通话后返回步骤S10。
为了更好的解决上述技术问题，本发明还提供了一种交互系统，包括智能终端及与所述智能终端交互的耳机，所述耳机为上述的具有生物特征检测功能的耳机中任意一种，所述智能终端包括与所述耳机中的第一通信模块通信的第二通信模块及用于控制处理智能终端与耳机交互过程的控制处理模块。
本发明提供的具有生物特征检测功能的耳机中，其通过模式切换模块在智能终端及主控模块的控制下切换耳机的工作模式，故其能在智能终端的控制下进行工作切换，以选择使耳机处于包括生物特征检测模式的工作模式，进而实现生物特征检测功能。其中，电源管理模块给耳机中各模块供电，以保障耳机中各模块的正常工作，主控模块结合智能终端的指令控制模式切换模块切换选择耳机是否处于包括生物特征检测模式的工作模式。所以，当智能终端发出进行生物特征检测的指令后，耳机可以在主控模块的控制下结合智能终端的指令自动的实现生物特征检测。耳机实现生物特征检测功能的全程都是根据智能终端的指令自动的实现的，其不需要用户手动的操作耳机，所以其可以全程自动的实现生物特征检测功能，其操作简单、便捷、用户体验感较好、适用范围更广、实用性更强。
附图说明
图1为本发明提供的耳机与一智能终端有线配合形成的交互系统的结构示意图；
图2为本发明的一优选实施例中电源管理模块与生物特征检测模块及主控模块配合的结构示意图；
图3为本发明的一优选实施例中主控模块与模式切换模块、第一通信模块、及电源管理模块间配合的部分结构示意图；
图4是本发明提供的基于耳机实现生物特征检测的方法的流程示意图；
图5是本发明的一优选实施例中基于耳机实现生物特征检测的方法的流程图；
图6为本发明的一优选实施例中模式切换模块进行模式切换的示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
参见图1至图3所示，本发明提供了一种具有生物特征检测功能的耳机30，其可以具有耳机30的基本的音频播放功能及通话功能。本发明提供的耳机30主要包括：用于音频播放的扬声器22(也称为喇叭)及用于通话的麦克风21，还包括：生物特征检测模块33，用于检测用户的生物特征；模式切换模块31，用于在主控模块34的控制下切换选择耳机30是否进行生物特征检测，以使耳机是否处于包括生物特征检测模式的工作模式；第一通信模块35，用于所述耳机与智能终端之间通信；主控模块34，用于检测判断是否接收到智能终端的指令，根据智能终端的指令控制生物特征检测模块33、模式切换模块31、电源管理模块32、及第一通信模块35的工作，还用于在智能终端的指令控制下将来自生物特征检测模块33的所述生物特征进行解析并通过所述第一通信模块35将解析后的生物特征传递给所述智能终端；电源管理模块32，用于给所述耳机30中各模块供电。
本发明提供的耳机30不能同时处于通话模式及生物特征检测模式(即只能实现通话模式与耳机30的生物特征检测模式中的一种)，所以模式切换模块31在智能终端及主控模块34的控制下需要切换耳机30的部分工作模式。也即，本发明提供的具有生物特征检测功能的耳机30通过模式切换模块31在智能终端的控制下进行工作切换，以选择实现使耳机30处于包括生物特征检测模式的工作模式，进而实现生物特征检测功能。具体的，电源管理模块32给耳机30中各模块供电，以保障耳机30中各模块的正常工作，主控模块34结合智能终端的指令控制模式切换模块31切换选择耳机30是否处于包括生物特征检测模式的工作模式。所以，当智能终端发出进行生物特征检测的指令后，耳机30可以在主控模块34的控制下结合智能终端的指令自动的实现生物特征检测。耳机30实现生物特征检测功能的全程都是根据智能终端的指令自动的实现的，其不需要用户手动的操作耳机30，故其可以全程自动的实现生物特征检测功能，其操作简单、便捷。而且，本发明提供的耳机30具有扬声器22及麦克风21，故其支持音频及通话功能，进而耳机30可以同时处于生物特征检测模式和音频模式(或其它信息交互的模式)，即耳机30在主控模块34的控制下可以选择耳机30是否处于包括生物特征检测模式的工作模式。本发明提供的耳机30可以同时具备耳机30基本的听歌、接听电话等音频播放功能，还可以通过麦克风21具有耳机30基本的打电话的通话功能(其可以是语音通话，也可以是带有视频功能的通话功能)，故本发明提供的耳机30功能较多、其使用便捷、用户体验感较好、适用范围更广、实用性较强。
其中，主控模块34还用于在智能终端的指令控制下将来自生物特征检测模块33的生物特征进行解析。所述解析可以包括对生物特征的以下处理：例如前期的滤波去噪以及对生物特征的具体信号的信息进行计算、分析等处理(例如，滤除信号中的噪声，判断并滤除运动所带来的干扰，通过电压的规律性变化对心跳速度进行计算、将心跳数据处理出图表数据、比较判断用户心跳状态是否正常等信息，进而将这些解析后的数据通过第一通信模块35发送到手机，以在手机上显示给用户)；所述解析还可以是仅仅是前期的滤波去噪、信号的调制、解调等操作，进而耳机30提供出用户的生物特征的初步数据至手机，再由手机进行计算、分析等处理。
本发明提供的耳机30可以为有线结构也可以为无线结构，即其可以通过有线方式与智能终端(例如手机、PAD)进行信息交互，也可以通过无线的方式与智能进行信息的交互。其具体的交互通信方式可以采用现有技术中各种通信方式，在此不再赘述。
在本发明提供的优选实施例中，耳机30与智能终端通过有线的方式进行交互，其具有减少成本等优点。下面结合有线交互的方式对本发明进行说明。参见图2至图3所示，耳机30包括用于将其与智能终端电连接以实现耳机30与智能终端信息交互的连接件10，所述智能终端包括耳机插孔，所述连接件10与所述耳机插孔匹配。即耳机30通过该连接件10与智能终端实现有线通信。在本发明的优选实施例中，连接件10包括用于电连接所述耳机插孔的第一端12，所述模式切换模块31通过切换选择所述第一端12与麦克风及第一通信模块35之间的通断，以选择所述耳机30是否为包括生物特征检测模式的工作模式。参见图1及图6所示，当第一端通过模式切换模块与麦克风接通时，耳机处于通话模式，即耳机可以用来进行通话；当第一端通过模式切换模块与第一通信模块接通时(第一端只能与麦克风及第一通信模块中的一者电接通)，耳机处于生物特征检测模式，即耳机可以用来进行生物特征检测。
更优选地，耳机30可以由智能终端供电，在所述连接件10连接智能终端时，所述电源管理模块32由智能终端上电，以给耳机30中各模块(即给耳机30中各个需要供电的模块/器件提供电能)。具体的，电源管理模块32包括电压转换子模块，以将所述智能终端提供的电能转换为耳机30中各模块所需的电能，以为耳机30中各模块供电。这样可以使耳机30兼容更多的方式提供电能，进而使其在内部电源耗尽时也可以工作，进而可以延长其工作时间、扩展其实用性。
在图2所示实施例中，模式切换模块31同时与所述第一端12、麦克风21、电源管理模块32、及主控模块34电连接。模式切换模块31包括受控于主控模块34的开关阵列311，开关阵列311在主控模块34的控制下切换选择所述第一端12与麦克风21及第一通信模块35之间的通断，以在主控模块34的指令下控制耳机30中相关模块与智能终端之间的通断。优选地，麦克风21通过开关阵列中的部分开关与连接件10的第一端12保持常闭状态，进而使麦克风21与智能终端保持常闭状态，进而麦克风21的初始状态处于连通的状态，以使耳机30默认初始状态为兼容支持通话模式的状态。(当然，也可以通过开关阵列使得耳机30的初始状态不支持通话模式。)第一端12通过模式切换模块31中的开关阵列可以切换选择只与麦克风21及第一通信模块35中的一者电连接，进而耳机30可以在移动终端的指令及耳机30的主控模块34的控制下自动控制开关阵列，以实现自动控制耳机30是否进入包括生物特征检测的工作模式。故其不需要在耳机30上设置机械按键，也不需要用户手动的操作机械按键，即可使耳机30实现全程自动的进行生物特征检测操作。
在优选的实施例中，即在耳机30为支持由智能终端供电的优选实施例中，开关阵列311使得第一端12同时与所述电源管理模块32电连接，以使智能终端与耳机30中电源管理模块32一直处于电连接状态(当然在其它实施例中，智能终端与耳机30中电源管理模块32也可以不是一直处于电连接)，进而智能终端可以一直给耳机30供电。具体的，在所述连接件10连接智能终端时，所述电源管理模块32由智能终端上电，且所述电源管理模块32包括的电压转换子模块(图中未示出)将所述智能终端提供的电能转换为耳机30中各模块所需的电能，以为耳机30中各模块供电。
电源管理模块32用于对耳机30进行供电及供电管理，其包括给第一通信模块35、主控模块34、及生物特征检测模块33供电。本发明提供的优选实施例中，电源管理模块32还包括用于缓冲所述上电过程的启动缓冲子模块322，所述启动缓冲子模块322连接于所述模式切换模块31与电压转换子模块之间。该方式可以保证耳机30在启动瞬间的正常上电，即防止耳机30在上电过程中反复重启，保证耳机30的持续正常工作。启动缓冲子模块可以包括一设置于开关阵列与电压转换子模块之间，其可以减少上电时的尖脉冲、浪涌等对后端的冲击影响，即实现防抖动延时上电等功能。电源管理模块32还包括在所述上电完成后用于稳定给耳机30中各模块供电过程的稳定子模块321，所述稳定子模块连接于所述启动缓冲子模块与开关阵列之间。即在电源短时切换至其它模块以及耳机30瞬时耗电电流过大时，保证耳机30的电压处于正常工作电压以上，例如，稳定子模块321可以通过包括电容等储能元件实现缓冲稳定作用。优选地，电源管理模块32还包括与电压转换子模块的输出端连接的储能子模块(图中未示出)，在所述连接件10连接智能终端时，电源管理模块32中电压转换子模块将所述智能终端提供的电能进行转换以对所述储能子模块充电。其可以使耳机30具有备用电池，使耳机功能更强大。
优选地，连接件包括用于电连接所述耳机插孔的第一端，所述模式切换模块中的开关阵列通过切换选择所述第一端与麦克风、第一通信模块及电源管理模块之间的通断，以选择所述耳机的工作模式。即第一端与电源管理模块之间为间歇性的电连接。模式切换模块通过切换选择所述第一端与麦克风、第一通信模块及电源管理模块三者之间的一者接通，以选择耳机为包括通话模式的工作模式或为包括生物特征检测模式的工作模式。即当第一端与麦克风接通时，耳机处于包括通话模式的工作模式；而且，在生物特征检测模式中，第一端与第一通信模块及电源管理模块之间可以周期性的切换，当耳机在检测用户的生物特征这个较短的时间段内，第一端与第一通信模块可以暂时的断开(此时，第一端与电源管理模块接通以给生物特征检测模块供电，即耳机系统的供电模式)，以减少功耗，同理，在需要第一通信模块进行数据传输时，开关阵列在主控模块的控制下可以使第一端仅与第一通信模块接通(此时，第一端与电源管理模块可以短暂的断开，即处于通信模式)，以处理数据的上传及下行等。该优选方式可以大大减少耳机及移动终端的功耗。
在本发明提供的有线的耳机30的实施例中，该耳机30为线控类型，其可以匹配手机40等智能终端。目前，手机的耳机插孔大多为四个接口，即分别用于连接外界耳机30的左声道、右声道、接地、以及麦克风21。所以，本发明提供的耳机30中的连接件10的所述第一端12用于连接麦克风21或者连接第一通信模块35，以实现生物特征检测；连接件10还优选包括：用于将智能终端的耳机插孔电连接所述扬声器22的左声道的第二端13、用于将智能终端的耳机插孔电连接所述扬声器22的右声道的第三端14及接地端11，所述第一通信模块35通过第一端12或第二端13或第三端14接收所述智能终端的指令，所述第一通信模块35通过所述第一端12向智能终端传递所述解析后的生物特征。所以，当耳机30通过连接件10插入智能终端后，耳机30的扬声器22所在支路一直处于电连通状态，以保证耳机30一直支持兼容音频模式，所以当耳机30处于生物特征检测模式时，其实际处于包括生物特征检测模式及音频模式。
本发明提供的耳机30可以检测多种生物特征，检测生物特征的传感器等检测器件可以采用现有技术中各种传感器，在此不再赘述。生物特征检测模式可包括：检测生物特征、解析检测到的生物特征、及将解析后的生物特征传递给智能终端，所述检测生物特征包括：检测心率、计步、检测体温、及检测血氧中的一种或两种或三种或四种。
在本发明提供的实施例中，生物特征检测模块33包括：用于检测用户的生物特征的检测子模块332及用于将检测到的生物特征进行处理的信号处理子模块331。优选地，耳机30支持心率检测功能，所以所述检测子模块332包括：用于照射用户的被检测区域的光源、驱动所述光源发光的驱动器(图2中实施例示出的为LED驱动器)、接收所述被检测区域反射的光信号并将所述光信号转换为电流信号的光电转换器、将所述电流信号转换为电压信号的电流电压转换器(图2中实施例示出的为IV转换器)、及将所述电压信号进行模数转换的模数转换器(图2中实施例示出的为ADC，实施例中还可以在ADC前增加对IV转换器输出的信号进行放大的放大器)。检测子模块根据反射光的强度的节律性变化就可以判断被测对象的心率特征参数，进而使得生物特征检测模块33支持心率检测功能。
在图2所示实施例中，该生物特征检测模块33用于人体的心率检测，包含信号处理子模块331，检测子模块332；信号处理模块331主要有如下作用：在主控模块34的控制下采集检测子模块332的心率检测信号；将采集到的心率检测信号处理后把数据传送给主控模块34进行处理。检测子模块332处理过程如下：LED驱动器在主控模块34的控制下打码驱动LED发光照射被检测区域；光敏二极管接收被检测区域反射的光信号并将其转换成光电流信号，光电流信号经过IV转换、信号放大、ADC转换变成原始数据通过信号处理子模块331传给主控模块34。
所以，本发明提供的耳机可不需要外加电源，通过复用线控耳机的接口，解决整个系统的供电及通信问题，实现生物特征检测功能。其无需外置的机械开关手动切换语音通话模式和生物特征检测模式，其可同时进行生物特征检测与音频播放等功能，其不影响正常的语音通话功能，而且无需外部的机械开关进行手工操作。
参见图4、图5所示，本发明还提供了一种基于耳机实现生物特征检测的方法，其包括以下步骤：
S10、检测判断当前是否接收到来自智能终端的进行生物特征检测的指令，若是，则执行步骤S20，若否，则继续执行步骤S10；
S20、检测判断当前是否接收到来自智能终端的通话指令，若是，则执行步骤S40，若否，则执行步骤S30；
S30、控制耳机对用户进行生物特征检测，以使耳机进入包括生物特征检测模式的工作模式；
S40，控制使耳机进入包括通话模式的工作模式且在结束所述通话后返回步骤S10。
生物特征检测模式包括：检测用户的生物特征、解析检测到的所述生物特征、及将解析后的生物特征传递给所述智能终端。所以，其通过步骤S10检测是否有用户通过智能终端发出检测生物特征的指令，如果有，则判断此时是否有要求通话的指令；即在耳机不能同时实现通话及生物特征检测的情况下，耳机的通话指令的优先级高于耳机的生物特征检测的指令，以保证耳机的基本的通话功能。当有生物特征检测指令且此时无通话指令时，控制耳机开始进入生物特征检测模式，而且，此时耳机还可以同时支持生物特征检测模式及其它模式(比如音频模式)，故耳机开始进入生物特征检测模式时即相当于进入了包括生物特征检测模式的工作模式。
由于耳机通常必须一直支持音频播放功能，所以耳机必须一直处于支持音频播放的模式，以随时待命，故耳机开始进入生物特征检测模式时即相当于进入了包括生物特征检测模式的工作模式。
在本发明提供的优选实施例中，在执行步骤S30的过程中，同时检测判断当前是否接收到来自智能终端的停止生物特征检测的指令及当前是否接收到来自智能终端的通话指令；若接收到来自智能终端的停止生物特征检测的指令，则控制使耳机退出生物特征检测模式；若接收到来自智能终端的通话指令，则执行步骤S40。所以，耳机的通话指令的优先级一直高于耳机的生物特征检测的指令，以保证耳机的基本的通话功能。其可同时进行生物特征检测与音频播放等功能，也不影响正常的语音通话功能，而且无需外部的机械开关进行手工操作。
下面结合一优选实施例描述本发明提供的耳机实现生物特征检测的流程，如图5所示，在该实施例中，耳机初始状态为默认处于通话模式，且在未进行生物特征检测时自动切换至通话模式，以一直使耳机优先处于通话模式(即处于通话待命状态，其随时可以进行通话)。
步骤501，开始，耳机插入智能终端；
步骤502，整个耳机系统上电；耳机系统初始化相关寄存器的设置，如定时器、IO状态等，给电源管理模块充电；
步骤503，耳机系统默认状态为语音模式，即第一端12的初始状态已连接麦克风；
步骤504，判断是否有智能终端APP发送的生物特征检测开始信号；如果没有开始信号，那么继续保持语音模式，如果有开始信号，则执行步骤505；
步骤505，耳机开始进行生物特征检测工作，并将获得的生物特征信号上传给智能终端；
步骤506，在执行步骤505的同时，持续监测智能终端发送的指令信息；
步骤507，判断是否收到开始语音通话的信号；如果没有通话信号，那么继续进行生物特征检测；
步骤508，如果接收到了通话信号，那么迅速切断生物特征检测工作，且切换至语音通话模式；
步骤509，判断是否收到语音通话是否结束；如果语音通话已经结束则继续判断是否开始生物特征检测；
步骤510，在步骤506的同时，判断智能终端是否主动停止生物特征检测工作；
步骤511，如果智能终端主动停止生物特征检测系统，则自动切换至语音模式，否则，继续步骤506。
优选地，耳机通过模式切换模块控制选择所述第一端与耳机的第一通信模块之间的通断，以控制选择所述耳机是否进入包括生物特征检测模式的工作模式。即工作模式可以为同时具有生物识别模式、音频模式或其它可能存在的模式。耳机的所述第一端与耳机的麦克风处于常闭状态，以使得使用频率通常比生物特征检测功能的使用频率高的通话功能可以被更快更好的得到执行。在耳机的所述连接件电连接上智能终端时，耳机通过智能终端上电且通过智能终端给耳机供电。在耳机的所述连接件电连接上智能终端时，耳机通过智能终端上电且通过智能终端给耳机供电。耳机的电源管理模块还对所述上电过程进行缓冲处理和/或对所述供电过程进行稳定处理。
本发明还提供了一种交互系统，包括智能终端40及与所述智能终端交互的耳机30，所述耳机为上述的具有生物特征检测功能的耳机中任意一种，所述智能终端包括与所述耳机中的第一通信模块通信的第二通信模块(图中未示出)及用于控制处理智能终端与耳机交互过程的控制处理模块41(即APP)。对生物特征检测模块得到的检测信号的计算分析等处理可以在耳机的主控模块中实现，也可以在手机等智能终端中实现。
综上所述，本发明提供的耳机具有以下优点：
1、其可以全程自动的实现生物特征检测功能，其支持语音通话、音频播放以及生物特征检测等多项功能。
2、其实现生物特征检测功能时，可不需要外加电源，通过复用线控耳机的接口，解决整个系统的供电及通信问题，且麦克风接口可上传也可下传信号；即其可以解决检测耳机的供电问题、解决耳机的通信问题、解决生物特征的提取问题、以及解决耳机的模式切换问题，其充分利用有限的接口资源，在不影响现有功能的情况下，实现更多的功能，使用更方便。
3、可以同时进行生物特征检测与音频播放，其不影响正常的语音通话功能，而且无需外部的机械开关进行手工操作。
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 (23)

1.一种具有生物特征检测功能的耳机，包括：用于音频播放的扬声器及用于通话的麦克风，其特征在于，还包括：
生物特征检测模块，用于检测用户的生物特征；
模式切换模块，用于在主控模块的控制下切换选择耳机是否进行生物特征检测，以使耳机是否处于包括生物特征检测模式的工作模式；
第一通信模块，用于所述耳机与智能终端之间通信；
主控模块，用于检测判断是否接收到智能终端的指令，根据接收到的智能终端的指令控制生物特征检测模块、模式切换模块、电源管理模块、及第一通信模块的工作，还用于在智能终端的指令控制下将来自生物特征检测模块的所述生物特征进行解析并通过所述第一通信模块将解析后的生物特征传递给所述智能终端；
电源管理模块，用于给所述耳机中各模块供电。
2.根据权利要求1所述的耳机，其特征在于，所述耳机包括用于将其与智能终端电连接以实现耳机与智能终端信息交互的连接件，所述智能终端包括耳机插孔，所述连接件与所述耳机插孔匹配。
3.根据权利要求2所述的耳机，其特征在于，所述连接件包括用于电连接所述耳机插孔的第一端，所述模式切换模块通过切换选择所述第一端与麦克风及第一通信模块之间的通断，以选择所述耳机是否为包括生物特征检测模式的工作模式。
4.根据权利要求3所述的耳机，其特征在于，所述模式切换模块包括在主控模块的控制下切换选择所述第一端与麦克风及第一通信模块之间的通断的开关阵列，且所述开关阵列同时与所述电源管理模块电连接。
5.根据权利要求2所述的耳机，其特征在于，所述连接件包括用于电连接所述耳机插孔的第一端，所述模式切换模块通过切换选择所述第一端与麦克风、第一通信模块及电源管理模块之间的通断，以选择所述耳机的工作模式。
6.根据权利要求5所述的耳机，其特征在于，所述模式切换模块包括在主控模块的控制下切换选择所述第一端与麦克风、第一通信模块及电源管理模块之间的通断的开关阵列；且在上电及生物特征检测模式时，所述开关阵列与所述电源管理模块电连接并周期性地切换至连接第一通信模块进行数据传输；在进入包括通话模式的工作模式时，所述开关阵列与麦克风相连接。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的耳机，其特征在于，所述电源管理模块包括电压转换子模块，在所述连接件连接智能终端时，所述电源管理模块由智能终端上电，且所述电压转换子模块将所述智能终端提供的电能转换为耳机中各模块所需的电能，以为耳机中各模块供电。
8.根据权利要求7所述的耳机，其特征在于，所述电源管理模块还包括用于缓冲所述上电过程的启动缓冲子模块，所述启动缓冲子模块连接于所述模式切换模块与电压转换子模块之间。
9.根据权利要求8所述的耳机，其特征在于，所述电源管理模块还包括在所述上电完成后用于稳定给耳机中各模块供电过程的稳定子模块，所述稳定子模块连接于所述启动缓冲子模块与开关阵列之间。
10.根据权利要求7所述的耳机，其特征在于，所述电源管理模块还包括与电压转换子模块的输出端连接的储能子模块，在所述连接件连接智能终端时，电源管理模块中电压转换子模块将所述智能终端提供的电能进行转换以对所述储能子模块充电。
11.根据权利要求2至6中任一项所述的耳机，其特征在于，所述连接件包括用于将智能终端的耳机插孔电连接所述扬声器的左声道的第二端及用于将智能终端的耳机插孔电连接所述扬声器的右声道的第三端，所述第一通信模块通过第一端或第二端或第三端接收所述智能终端的指令，所述第一通信模块通过所述第一端向智能终端传递所述解析后的生物特征。
12.根据权利要求2至6中任一项所述的耳机，其特征在于，所述生物特征检测模式包括：检测生物特征、解析检测到的生物特征、及将解析后的生物特征传递给智能终端。
13.根据权利要求2至6中任一项所述的耳机，其特征在于，生物特征检测模块包括：用于检测用户的生物特征的检测子模块及用于将检测到的生物特征进行处理的信号处理子模块。
14.根据权利要求13所述的耳机，其特征在于，所述检测子模块包括：
用于照射用户的被检测区域的光源、驱动所述光源发光的驱动器、接收被检测区域反射的光信号并将所述光信号转换为电流信号的光电转换器、将所述电流信号转换为电压信号的电流电压转换器、及将所述电压信号进行模数转换的模数转换器。
15.一种基于耳机实现生物特征检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10、检测判断当前是否接收到来自智能终端的进行生物特征检测的指令，若是，则执行步骤S20，若否，则继续执行步骤S10；
S20、检测判断当前是否接收到来自智能终端的通话指令，若是，则执行步骤S40，若否，则执行步骤S30；
S30、控制耳机对用户进行生物特征检测，以使耳机进入包括生物特征检测模式的工作模式；
S40，控制使耳机进入包括通话模式的工作模式且在结束所述通话后返回步骤S10。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在执行步骤S30的过程中，同时检测判断当前是否接收到来自智能终端的停止生物特征检测的指令及当前是否接收到来自智能终端的通话指令；若接收到来自智能终端的停止生物特征检测的指令，则控制使耳机退出生物特征检测模式；若接收到来自智能终端的通话指令，则执行步骤S40。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述耳机包括用于将其与智能终端电连接以实现耳机与智能终端信息交互的连接件，所述连接件包括用于电连接所述移动终端的第一端，所述耳机通过模式切换模块控制选择所述第一端与麦克风及耳机的第一通信模块之间的通断，以控制选择所述耳机是否进入包括生物特征检测模式的工作模式。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述耳机的所述第一端与耳机的麦克风处于常闭状态。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，在耳机的所述连接件电连接上智能终端时，耳机通过智能终端上电且通过智能终端给耳机供电。
20.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，在耳机的所述连接件电连接上智能终端时，耳机通过智能终端上电且通过智能终端给耳机中的储能子模块充电。
21.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，耳机的电源管理模块还对所述上电过程进行缓冲处理和/或对所述供电过程进行稳定处理。
22.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，耳机的连接件包括用于将智能终端的耳机插孔电连接所述扬声器的左声道的第二端及用于将智能终端的耳机插孔电连接所述扬声器的右声道的第三端，耳机的第一通信模块通过第一端或第二端或第三端接收所述智能终端的指令，所述第一通信模块通过所述第一端向智能终端传递所述解析后的生物特征。
23.一种交互系统，包括智能终端及与所述智能终端交互的耳机，其特征在于，所述耳机为权利要求1至14中任一项所述的具有生物特征检测功能的耳机，所述智能终端包括与所述耳机中的第一通信模块通信的第二通信模块及用于控制处理智能终端与耳机交互过程的控制处理模块。
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