CN105722020B - 一种智能耳机、智能耳机系统及通信方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种智能耳机、智能耳机系统及通信方法，所述智能耳机通过在耳机的原有功能模块(如耳机模块、音频处理模块)基础上，为耳机增加一个用于基于预设组网条件与目标设备组建无线传感器网络，以及用于基于所述无线传感器网络进行音频数据收发的第一无线通信模块，使耳机具备自组网功能，以及基于所组建的无线传感器网络进行网内音频数据收发的通信功能，从而，相比于现有技术，本申请进一步提升了耳机产品的智能化程度，进一步提升了用户体验。

Description

一种智能耳机、智能耳机系统及通信方法

技术领域

本发明属于无线传感器网络技术领域，尤其涉及一种智能耳机、智能耳机系统及通信方法。

背景技术

目前，市面上的耳机产品大多仅具有音频播放、mic(microphone、麦克风)等基本功能，功能较为单一。

随着各类型电子产品的智能化发展进程，为了进一步满足用户需求，提升用户体验，耳机产品的智能化、多功能化成为必然趋势。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种智能耳机、智能耳机系统及通信方法，旨在进一步提升耳机产品的智能化程度，提升用户体验。

为此，本发明公开如下技术方案：

一种智能耳机，包括：

主控模块；

第一无线通信模块，与所述主控模块相连接，用于基于预设组网条件与目标设备组建无线传感器网络，以及与所述无线传感器网络中相应设备间进行音频数据收发；

耳机模块，用于进行音频播放或音频录入；

音频处理模块，连接在所述主控模块与所述耳机模块之间，用于在所述主控模块的控制下对所述第一无线通信模块接收的音频数据进行数模转换，并将数模转换结果发送至所述耳机模块进行音频播放，以及对所述耳机模块录入的音频数据进行模数转换，并将模数转换结果发送至所述主控模块进行数据发送控制。

上述智能耳机，优选的，所述第一无线通信模块包括ZigBee无线模块，所述ZigBee无线模块用于作为所述无线传感器网络的协调器，或作为所述无线传感器网络的路由节点，或作为所述无线传感器网络的终端节点，则：

当所述ZigBee无线模块作为所述无线传感器网络的协调器时，所述ZigBee无线模块还用于对所述无线传感器网络进行网络管理和维护；

当所述ZigBee无线模块作为所述无线传感器网络的路由节点时，所述ZigBee无线模块还用于进行音频数据转发。

上述智能耳机，优选的，还包括与所述主控模块相连接的第二无线通讯模块，所述第二无线通讯模块包括蓝牙模块，用于与用户的智能移动终端进行所需的无线数据交互。

上述智能耳机，优选的，还包括与所述主控模块相连接的数据存储模块，用于进行所需的数据存储。

一种智能耳机系统，包括N个如上所述的智能耳机，所述N为大于1的自然数，其中：

所述N个智能耳机间组建有无线传感器网络，所述N个智能耳机中的一个智能耳机作为所述无线传感器网络的协调器，其他智能耳机作为所述无线传感器网络的路由节点或终端节点；

所述路由节点或终端节点通过接入所述协调器组建所述无线传感器网络。

一种通信方法，基于如上所述的系统，所述方法应用于所述系统中的第一耳机，所述方法包括：

在用户触发预设的音频数据通信时，获取所述用户预先设定的通信方式；

基于所述通信方式，从无线传感器网络中确定出需作为数据接收终端的第二耳机；

基于所述无线传感器网络的无线通信作用，将待发送的目标音频数据发送至所述第二耳机。

上述方法，优选的，所述通信方式为单播、组播或广播。

上述方法，优选的，还包括：

如果在所述第一耳机播放音频的过程中，所述用户触发预设的音频数据通信或接收到音频数据，则控制所述第一耳机停止当前正在进行的音频播放，并响应所述触发或所述接收操作；

其中，所述音频播放中所播放的音频数据为：所述第一耳机的数据存储模块中预先存储的音频数据，或通过所述第一耳机的第二无线通讯模块接收用户智能移动终端的音频数据。

上述方法，优选的，所述预设的音频数据通信为：基于所述无线传感器网络的无线通话或音频共享。

上述方法，优选的，还包括：

当与所述第一耳机无线连接的用户智能移动终端与其他移动终端进行移动通话时，所述第一耳机及所述第二耳机基于所述无线传感器网络及移动通信网络与所述其他移动终端进行多对一通话。

由以上方案可知，本申请公开的智能耳机，通过在耳机的原有功能模块(如耳机模块、音频处理模块)基础上，为耳机增加一个用于基于预设组网条件与目标设备组建无线传感器网络，以及用于基于所述无线传感器网络进行音频数据收发的第一无线通信模块，使耳机具备了自组网功能，以及基于所组建的无线传感器网络进行网内音频数据收发的通信功能，从而，相比于现有技术，本申请进一步提升了耳机产品的智能化程度，进一步提升了用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的智能耳机的结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的智能耳机的结构示意图；

图3是本发明实施例二提供的智能耳机与智能移动终端间的蓝牙连接示意图；

图4是本发明实施例三提供的智能耳机的结构示意图；

图5是本发明实施例四提供的智能耳机系统的结构示意图；

图6是本发明实施例五提供的通信方法流程图；

图7是本发明实施例六提供的通信方法流程图；

图8是本发明实施例七提供的通信方法流程图。

具体实施方式

为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词、简写或缩写总结解释如下：

ZigBee：是部署无线传感器网络的新技术，是一种短距离、低速率无线网络技术，是一种介于无线标记技术和BlueTooth之间的技术提案。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明实施例一公开一种智能耳机，参考图1示出的本申请智能耳机的结构示意图，所述智能耳机可以包括：

主控模块100；

第一无线通信模块200，与所述主控模块100相连接，用于基于预设组网条件与目标设备组建无线传感器网络，以及基于所述无线传感器网络进行音频数据收发；

耳机模块300，用于进行音频播放或音频录入；

音频处理模块400，连接在所述主控模块与所述耳机模块之间，用于在所述主控模块100的控制下对所述第一无线通信模块200接收的音频数据进行数模转换，并将数模转换结果发送至所述耳机模块300进行音频播放，以及对所述耳机模块300录入的音频数据进行模数转换，并将模数转换结果发送至所述主控模块100进行数据发送控制。

其中，所述主控模块100具体可以为DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)主控模块，用于通过对所述智能耳机的其他各个模块进行相应控制，实现所需的音频数据处理。

所述第一无线通信模块200包括ZigBee无线模块，ZigBee无线模块具有自组网功能，多个ZigBee无线模块在符合预设的组网条件时，可完成无线传感器网络的自组建，具体地，例如，当各个ZigBee无线模块间的距离足够近，能够相互感测到对方的无线信号，且各个ZigBee无线模块中内置有合法的接入密码时，可通过接入作为协调器的ZigBee无线模块中，实现在所述各个ZigBee无线模块间组建无线传感器网络。

在所组建的无线传感器网络中，所述智能耳机的ZigBee无线模块要么作为所述无线传感器网络的协调器，用于对所述无线传感器网络进行网络管理和维护；要么作为所述无线传感器网络的路由节点，用于提供网内路由功能，进行网内音频数据的转发；要么作为所述无线传感器网络的终端节点。其中，所述终端节点可以作为音频数据的源端或目的端进行数据的发送或接收，所述路由节点同时具有终端节点功能及数据路由功能，所述协调器同时具有终端节点功能及网络管理和网络维护功能，是整个无线传感器网络的服务器。本申请智能耳机通过其ZigBee无线模块中所内置功能代码的不同，实现在自组建的无线传感器网络中分别扮演协调器、路由节点或终端节点这三种不同角色。

从而，本申请的智能耳机可基于其包括的ZigBee无线模块，实现与其他用户的智能耳机建立无线传感器网络，网内的各个耳机可基于其ZigBee模块的无线通信功能进行所需的音频通信，例如进行网内耳机间的无线通话或音频共享等等。

由以上方案可知，本申请公开的智能耳机，通过在耳机的原有功能模块(如耳机模块、音频处理模块)基础上，为耳机增加一个用于基于预设组网条件与目标设备组建无线传感器网络，以及用于基于所述无线传感器网络进行音频数据收发的第一无线通信模块，使耳机具备了自组网功能，以及基于所组建的无线传感器网络进行网内音频数据收发的通信功能，从而，相比于现有技术，本申请进一步提升了耳机产品的智能化程度，进一步提升了用户体验。

实施例二

本实施例二中，参考图2，所述智能耳机还包括与所述主控模块100相连接的第二无线通讯模块500，所述第二无线通讯模块500具体可以包括蓝牙模块，用于通过蓝牙方式与用户的智能移动终端，如用户手机等进行所需的无线数据交互。

如图3所示，基于所述蓝牙模块，本实施例的智能耳机可实现与用户手机等智能移动终端建立一无线连接，进而可实现借助所述智能耳机进行智能移动终端的移动通话(基于移动通信网络的通话)，或借助所述智能耳机对用户智能移动终端中的音频文件进行音频播放等。

实施例三

本实施例三中，参考图4，所述智能耳机还包括与所述主控模块100相连接的数据存储模块600，用于进行所需的数据存储。

具体地，用户可通过其智能移动终端与所述智能耳机间的蓝牙连接，将智能移动终端中较为感兴趣的音频文件传输至所述智能耳机，并将所传输的音频数据存储于所述智能耳机的数据存储模块600中，从而在脱离用户的智能移动终端后，本实施例的智能耳机仍可基于其数据存储模块600中预先存储的音频数据，为用户提供相应的音频播放功能。

实施例四

本实施例四公开一种智能耳机系统，参考图5示出的智能耳机系统的结构示意图，该系统包括N个如实施例一至实施例三所公开的智能耳机，所述N为大于1的自然数，其中：

所述N个智能耳机间组建有无线传感器网络，所述N个智能耳机中的一个智能耳机作为所述无线传感器网络的协调器，其他智能耳机作为所述无线传感器网络的路由节点或终端节点；

所述路由节点或终端节点通过接入所述协调器组建所述无线传感器网络，在自组网过程中，当各个智能耳机间的距离足够近，能够相互感测到对方的无线信号时，作为路由节点(如图5中智能耳机C)、终端节点(如图5中智能耳机B与智能耳机D)的耳机向作为协调器的耳机(如图5中智能耳机A)(具体向该耳机中的ZigBee无线模块)发送一包括接入密码的无线传感器网络接入请求，协调器在接收到该请求后，验证其密码的合法性，并在密码验证通过后允许其接入，从而完成无线传感器网络的自组建过程。

需要说明的是，在本实施例智能耳机系统的所述无线传感器网络中，有且仅有一个耳机作为网络的协调器，其负责扮演整个网络的服务器角色，网内所有数据的传输均需通过该协调器，而路由节点及终端节点的个数不限(路由节点或终端节点的个数可能为0)，可基于智能耳机系统中各个耳机的实际功率设计需求来设定无线传感器网络中路由节点、终端节点的个数。使用ZigBee技术自组建的无线传感器网络的网络节点容量较大，实际应用场景中，协调器最多可支持65536个节点(路由节点或终端节点)，路由节点最多可支持256个终端节点。

在基于所述无线传感器网络进行音频数据的无线通信时，具体可依据预设的路由策略，如最短路径算法等实现源端耳机至目的端耳机间数据传输的路由选择与确定，进而通过所确定的路由节点，并借助协调器实现音频数据的路由传输。其中，在音频数据传输过程中，路由节点的路由功能不是必需的，比如在没有路由节点的无线传感器网络中，或在基于相应路由策略所确定的传输路径上不存在路由节点的情况下，可直接通过网络中的协调器将音频数据传输至目的端耳机。

实际应用中，可在博物馆、旅游景点和会展中心等大型环境下，由持有本申请智能耳机的多个耳机用户组成所述智能耳机系统并组建相应的无线传感器网络，系统中的每个用户可基于其实际需求设定相应的单播、组播或广播等通信方式，并可基于所设定的通信方式，利用网内无线通信功能进行无线通话以保持联络，或进行音频共享等，本申请智能耳机系统所具有的组网便捷、无收费、通信方式灵活等优势，可为用户带来较好体验。

本实施例系统中每个智能耳机用户可通过耳机中内置的蓝牙模块，将其智能耳机与其拥有的智能移动终端建立无线连接，从而可实现智能耳机与用户智能移动终端间的普通数据交互应用，例如，利用智能耳机对用户手机中的音频文件进行播放，利用智能耳机接听电话等等，还可实现基于所述无线传感器网络的“智能耳机+用户智能移动终端”的协助应用，例如，通过智能手机的界面功能设置或修改无线传感器网络中智能耳机间的通信方式(广播、组播、单播)，通过“所述无线传感器网络+所述蓝牙连接+移动通信网络”，实现所述无线传感器网络中的多耳机用户与网(无线传感器网络)外移动终端用户间的多对一通话等等，此部分内容将会在以下的各实施例中进行详述。

实施例五

本实施例五公开一种通信方法，所述方法基于如实施例四所公开的智能耳机系统，具体应用在所述智能耳机系统中的第一耳机中，参考图6，所述通信方法可以包括以下步骤：

S101：在用户触发预设的音频数据通信时，获取所述用户预先设定的通信方式。

其中，所述预设的音频数据通信可以是在无线传感器网络中进行无线通话，也可以是在所述无线传感器网络中进行音频共享等等。

所述通信方式可以是单播、组播或广播，用户具体可基于其智能移动终端与智能耳机间的蓝牙连接，在所述智能移动终端的相应界面上对智能耳机的通信方式进行设置或修改。

S102：基于所述通信方式，从无线传感器网络中确定出需作为数据接收终端的第二耳机。

如果所述通信方式为单播，则可通过用户具体设置的目的端标识，在所述无线传感器网络的耳机系统中确定出一个目的端耳机；如果所述通信方式为组播，则可在所述无线传感器网络的耳机系统中确定出部分耳机作为所述组播的目的端耳机；如果所述通信方式为广播，则所述耳机系统中除源端耳机之外的所有其他耳机均作为目的端耳机。

S103：基于所述无线传感器网络的无线通信作用，将待发送的目标音频数据发送至所述第二耳机。

在确定出目的端耳机的基础上，本步骤利用所述无线传感器网络的无线通信作用，将源端耳机发出的音频数据，如无线通话的语音音频或音乐共享的音频数据等，发送至相应的一个或多个目的端耳机中进行播放，从而实现了网内的无线通话或音频共享。

其中，所述第一耳机(即所述源端耳机)、第二耳机(即所述目的端耳机)，可以是无线传感器网络中的协调器、路由节点或终端节点。

本实施例中的各步骤处理逻辑具体可通过在智能耳机的主控模块中预置相应的功能代码，由所述主控模块对其进行功能实现。

实施例六

本实施例六中，参考图7，所述通信方法还可以包括：

S104：如果在所述第一耳机播放音频的过程中，所述用户触发预设的音频数据通信或接收到音频数据，则控制所述第一耳机停止当前正在进行的音频播放，并响应所述触发或所述接收操作；

其中，所述音频播放中所播放的音频数据为：所述第一耳机的数据存储模块中预先存储的音频数据，或通过所述第一耳机的第二无线通讯模块接收用户智能移动终端的音频数据。

具体地，本实施例中，在智能耳机播放音频过程中，当耳机用户需进行网内无线通话或音频共享时，则控制智能耳机暂停当前的音频播放，优先进行网内无线通话或音频共享，该控制逻辑同样可通过在智能耳机的主控模块中预置相应的功能代码，由所述主控模块对其进行功能实现。

当智能耳机处于空闲状态(无通话或音频共享)时，智能耳机负责音乐播放任务，当智能耳机有无线通话或音频共享任务时，则暂停当前的音乐播放，接入网内无线通话，进行网内通话数据的通信、播放，或进行网内共享音频数据的传输、播放。

实施例七

本实施例七中，参考图8，所述通信方法还可以包括：

S105：当与所述第一耳机无线连接的用户智能移动终端与其他移动终端进行移动通话时，所述第一耳机及所述第二耳机基于所述无线传感器网络及移动通信网络与所述其他移动终端进行多对一通话。

本实施例提供无线传感器网络中的多耳机用户与网(无线传感器网络)外移动终端用户间进行多对一通话的实现方案。

具体地，当无线传感器网络中某耳机用户的智能耳机与其智能移动终端间建立蓝牙连接，且该用户的智能移动终端与网外的其他移动终端进行移动通话，则所述无线传感器网络中的其他耳机用户(单播、组播或广播方式所指向的网内耳机用户)可基于无线传感器网络的无线通信功能，共享移动通话用户的移动通话内容，共同参与与网外移动终端用户之间的通话，从而基于“无线传感器网络+蓝牙连接+移动通信网络”，可形成无线传感器网络中多用户与网外用户间的多对一通话。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

为了描述的方便，描述以上系统或装置时以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如“第一”、“第二”、“第三”和“第四”(如果存在)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。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能耳机，其特征在于，包括：

主控模块；

第一无线通信模块，与所述主控模块相连接，用于基于预设组网条件与其他用户的智能耳机组建无线传感器网络，以及基于所述无线传感器网络进行音频数据收发，以实现网内耳机间的无线通话或音频共享；所述第一无线通信模块包括ZigBee无线模块；所述ZigBee无线模块中内置分别实现在自组建的无线传感器网络中作为协调器、路由节点或终端节点的功能代码；

耳机模块，用于进行音频播放或音频录入；

音频处理模块，连接在所述主控模块与所述耳机模块之间，用于在所述主控模块的控制下对所述第一无线通信模块接收的音频数据进行数模转换，并将数模转换结果发送至所述耳机模块进行音频播放，以及对所述耳机模块录入的音频数据进行模数转换，并将模数转换结果发送至所述主控模块进行数据发送控制。

2.根据权利要求1所述的智能耳机，其特征在于，所述ZigBee无线模块用于作为所述无线传感器网络的协调器，或作为所述无线传感器网络的路由节点，或作为所述无线传感器网络的终端节点，则：

当所述ZigBee无线模块作为所述无线传感器网络的协调器时，所述ZigBee无线模块还用于对所述无线传感器网络进行网络管理和维护；

当所述ZigBee无线模块作为所述无线传感器网络的路由节点时，所述ZigBee无线模块还用于进行音频数据转发。

3.根据权利要求1所述的智能耳机，其特征在于，还包括与所述主控模块相连接的第二无线通讯模块，所述第二无线通讯模块包括蓝牙模块，用于与用户的智能移动终端进行所需的无线数据交互。

4.根据权利要求1所述的智能耳机，其特征在于，还包括与所述主控模块相连接的数据存储模块，用于进行所需的数据存储。

5.一种智能耳机系统，其特征在于，包括N个如权利要求1-4任意一项所述的智能耳机，所述N为大于1的自然数，其中：

所述N个智能耳机间组建有无线传感器网络，所述N个智能耳机中的一个智能耳机作为所述无线传感器网络的协调器，其他智能耳机作为所述无线传感器网络的路由节点或终端节点；

所述路由节点或终端节点通过接入所述协调器组建所述无线传感器网络。

6.一种通信方法，其特征在于，基于如权利要求5所述的系统，所述方法应用于所述系统中的第一耳机，所述方法包括：

在用户触发预设的音频数据通信时，获取所述用户预先设定的通信方式；

基于所述通信方式，从无线传感器网络中确定出需作为数据接收终端的第二耳机；

基于所述无线传感器网络的无线通信作用，将待发送的目标音频数据发送至所述第二耳机。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通信方式为单播、组播或广播。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

如果在所述第一耳机播放音频的过程中，所述用户触发预设的音频数据通信或接收到音频数据，则控制所述第一耳机停止当前正在进行的音频播放，并响应所述触发或所述接收操作；

其中，所述音频播放中所播放的音频数据为：所述第一耳机的数据存储模块中预先存储的音频数据，或通过所述第一耳机的第二无线通讯模块接收用户智能移动终端的音频数据。

9.根据权利要求6或8所述的方法，其特征在于，所述预设的音频数据通信为：基于所述无线传感器网络的无线通话或音频共享。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

当与所述第一耳机无线连接的用户智能移动终端与其他移动终端进行移动通话时，所述第一耳机及所述第二耳机基于所述无线传感器网络及移动通信网络与所述其他移动终端进行多对一通话。

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