CN109379162A - 一种通过声波传输数字信号的方法 - Google Patents

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徐波
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Abstract

本发明公开了一种通过声波传输数字信号的方法，包括：通信发送方，用于发出通信声波；通信接收方，用于接收通信声波；驱动单元，用于向发送声波并接收所述声波的回波的换能器提供传输脉冲；放大器，用于放大关于所述回波的电信号；模拟数字转换器，用于将放大的电信号转换成原始数字信号；本发明对传输内容数字化，形成二进制数据，将二进制数据通过上述四种不同频率的声波发送出去，在接收端进行解码即可；接收端收到声波后对声波进行滤波和解码，从而得到数据，CRC校验可用于检验数据的正确性，适用于短距离、低成本、低数据量的数据传输。

Description

一种通过声波传输数字信号的方法
技术领域
本发明涉及无线通信领域，主要是应用声波传输数字信息，更具体地说，它涉及一种通过声波传输数字信号的方法。
背景技术
信息传递是指人们通过声音、文字、图像或者动作相互沟通消息，短距离无线传输技术可应用在多个领域中，尤其应用在如门禁、监控、遥控、停车锁、充电桩、闸机、开关、电梯、电源（尤其是高压电源）、ATM机、排队机、支付、乘公交、收费站、公共自行车等物联网设备中，为人们的生产生活带来极大便利。
传统无线通信的主要方式是电磁波和不可见光。这两种方式都要求有专门的硬件、不利于产品的小型化和低成本化，对一些短距离、低成本、低数据量的数据传输场景，传统的无线通信技术显得过于复杂和高成本。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种通过声波传输数字信号的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种通过声波传输数字信号的方法，包括：通信发送方，用于发出通信声波；通信接收方，用于接收通信声波；驱动单元，用于向发送声波并接收所述声波的回波的换能器提供传输脉冲；放大器，用于放大关于所述回波的电信号；模拟数字转换器，用于将放大的电信号转换成原始数字信号；信号处理器，用于执行原始数字信号的包络提取处理，以产生提取信号；以及控制单元，用于基于原始数字信号和提取信号输出相对于外部物体的距离信号；其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤一、对传输内容数字化，形成二进制数据；
步骤二、二进制数据中的0和1分别对应两种不同的声波频率，分别为A和B，它们的频率为f0,f1；
步骤三、规定帧起始声波频率为fs；
步骤四、规定帧结束声波频率为fe；
步骤五、规定间隔符声波频率为fi；
步骤六、将二进制数据通过上述四种不同频率的声波发送出去，在接收端进行解码即可。
作为本发明进一步的方案，所述通信发送方设置有麦克风，通信接收方设置有扬声器。
作为本发明进一步的方案，通信的基本单位是帧，帧格式为：SOF-DATA-CRC-EOF。
作为本发明进一步的方案，通信接收方的接收端收到声波后对声波进行滤波和解码，从而得到数据，CRC校验用于检验数据的正确性。
作为本发明进一步的方案，所述f0为700Hz，f1为660Hz，fs为620Hz，fe为580Hz，fi为540Hz。
综上所述，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明对传输内容数字化，形成二进制数据，将二进制数据通过上述四种不同频率的声波发送出去，在接收端进行解码即可；接收端收到声波后对声波进行滤波和解码，从而得到数据，CRC校验可用于检验数据的正确性，适用于短距离、低成本、低数据量的数据传输。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。
附图说明
图1为本发明的不同阶段的声波频率示意图。
图2为本发明中通信声波的频率示意图。
图3为本发明中CRC校验的整体架构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
一种通过声波传输数字信号的方法，包括：通信发送方，用于发出通信声波；通信接收方，用于接收通信声波；驱动单元，用于向发送声波并接收所述声波的回波的换能器提供传输脉冲；放大器，用于放大关于所述回波的电信号；模拟数字转换器，用于将放大的电信号转换成原始数字信号；信号处理器，用于执行原始数字信号的包络提取处理，以产生提取信号；以及控制单元，用于基于原始数字信号和提取信号输出相对于外部物体的距离信号。
进一步的，所述通信发送方设置有麦克风，通信接收方设置有扬声器。
在进行声波传输数字信号时，通信发送方的麦克风发出通信声波，驱动单元将声波的回波的换能器提供传输脉冲，并由；放大器放大关于所述回波的电信号，进而由模拟数字转换器将放大的电信号转换成原始数字信号，并由信号处理器执行原始数字信号的包络提取处理，以产生提取信号，最后由控制单元基于原始数字信号和提取信号输出相对于外部物体的距离信号并通过通信接收方的扬声器输出。
一种通过声波传输数字信号的方法，具体包括以下步骤：
1.对传输内容数字化，形成二进制数据
2.二进制数据中的0和1分别对应两种不同的声波频率，分别为A和B，它们的频率为f0,f1。
3.规定帧起始声波频率为fs
4.规定帧结束声波频率为fe
5.规定间隔符声波频率为fi
6.将二进制数据通过上述四种不同频率的声波发送出去，在接收端进行解码即可。
参见图1所示的不同阶段的声波频率示意图可知：所述f0为700Hz，f1为660Hz，fs为620Hz，fe为580Hz，fi为540Hz。
参见图2所示，进一步的，通信的基本单位是帧，帧格式为：SOF-DATA-CRC-EOF。
接收端收到声波后对声波进行滤波和解码，从而得到数据。CRC校验可用于检验数据的正确性。参见图3所示的整体架构。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，仅是本发明的优选实施方式。本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种通过声波传输数字信号的方法，包括：通信发送方，用于发出通信声波；通信接收方，用于接收通信声波；驱动单元，用于向发送声波并接收所述声波的回波的换能器提供传输脉冲；放大器，用于放大关于所述回波的电信号；模拟数字转换器，用于将放大的电信号转换成原始数字信号；信号处理器，用于执行原始数字信号的包络提取处理，以产生提取信号；以及控制单元，用于基于原始数字信号和提取信号输出相对于外部物体的距离信号；其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤一、对传输内容数字化，形成二进制数据；
步骤二、二进制数据中的0和1分别对应两种不同的声波频率，分别为A和B，它们的频率为f0,f1；
步骤三、规定帧起始声波频率为fs；
步骤四、规定帧结束声波频率为fe；
步骤五、规定间隔符声波频率为fi；
步骤六、将二进制数据通过上述四种不同频率的声波发送出去，在接收端进行解码即可。
2.根据权利要求1所述的一种通过声波传输数字信号的方法，其特征在于，所述通信发送方设置有麦克风，通信接收方设置有扬声器。
3.根据权利要求1或2所述的一种通过声波传输数字信号的方法，其特征在于，通信的基本单位是帧，帧格式为：SOF-DATA-CRC-EOF。
4.根据权利要求3所述的一种通过声波传输数字信号的方法，其特征在于，通信接收方的接收端收到声波后对声波进行滤波和解码，从而得到数据，CRC校验用于检验数据的正确性。
5.根据权利要求1所述的一种通过声波传输数字信号的方法，其特征在于，所述f0为700Hz，f1为660Hz，fs为620Hz，fe为580Hz，fi为540Hz。
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