CN109981213A - 应用于人工耳蜗调机系统和语音处理器的通信方法 - Google Patents

应用于人工耳蜗调机系统和语音处理器的通信方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供人工耳蜗调机系统、语音处理器及其应用的通信方法。所述人工耳蜗调机系统和语音处理器之间通信所发送数据包具有预设数据帧格式，所述预设数据帧格式的各字段依次为：帧头、帧序列号、应答序列号、数据、扩展数据段、及校验码，其中，所述校验码的内容由所述帧序列号的内容、所述应答序列号的内容、所述数据的内容、及所述扩展数据段的内容在预设校验算法的计算下生成。本发明有助于最大限度地提高人工耳蜗调机系统和语音处理器之间的通讯可靠性，以及数据处理的灵活性。

Description

应用于人工耳蜗调机系统和语音处理器的通信方法
技术领域
本发明涉及人工耳蜗通信技术领域，特别是涉及应用于人工耳蜗调机系统和语音处理器的通信方法。
背景技术
在人工耳蜗系统中，调机系统通常是作为上位机软件运行在PC端，其一般会采用串口UART方式与语音处理器进行通讯，然而，现有的通讯方式无法保证调机系统和语音处理器之间的通讯可靠性以及数据处理的灵活性。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供应用于人工耳蜗调机系统和语音处理器的通信方法，用于解决现有技术中的以上问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种应用于人工耳蜗调机系统的通信方法，包括：发送按照预设数据帧格式编码的数据包的序列；所述预设数据帧格式的各字段依次为：帧头、帧序列号、应答序列号、数据、扩展数据段、及校验码；其中，所述校验码的内容由所述帧序列号的内容、所述应答序列号的内容、所述数据的内容、及所述扩展数据段的内容在预设校验算法的计算下生成。
于本发明一实施例中，所述方法还包括：在检测到通讯异常时请求通讯对方重发某个数据包、和/或在通讯对方请求重发某个数据包时向通讯对方发送对应的数据包；其中，在请求数据包的数据字段中记载有请求重新发送的数据包的帧序列号的内容；在应答数据包的数据字段中记载有重新发送的数据包的帧序列号的内容、数据的内容、及扩展数据段的内容。
于本发明一实施例中，所述预设校验算法包括：CRC 32算法。
于本发明一实施例中，各所述字段所采用的模式包括：所述帧头采用的模式为：0xFFFFFFFF；所述帧序列号采用的模式为：0x0001～0xFFFF，且0x0000表示无效帧序列号；所述应答序列号采用的模式为：0x0001～0xFFFF，且0x0000表示无效应答序列号；所述数据采用的模式为：XML格式，且长度可变；所述扩展数据段采用的模式为：用户自定义。
于本发明一实施例中，所述用户自定义的扩展数据段包括以下内容的一种或多种组合：(A)扩展数据校验功能；(B)显示所述人工耳蜗调机系统的系统运行状态；(C)数据加密；(D)传送带外数据。
于本发明一实施例中，按照所述预设数据帧格式编码所述数据包的步骤包括：根据应用生成的帧序列号信息、应答序列号信息、数据信息、及扩展数据段信息对应填入所述帧序列号、所述应答序列号、所述数据、及所述扩展数据段的字段中；计算校验码信息，并将其填入所述校验码的字段中；检测所述数据和所述扩展数据段的内容中是否存在0xFFFFFF；若存在，则将其用0xFFFFFF00替换。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种应用于人工耳蜗语音处理器的通信方法，包括：接收按照预设数据帧格式编码的数据包的序列；所述预设数据帧格式的各字段依次为：帧头、帧序列号、应答序列号、数据、扩展数据段、及校验码；其中，所述校验码的内容由所述帧序列号的内容、所述应答序列号的内容、所述数据的内容、及所述扩展数据段的内容在预设校验算法的计算下生成。
于本发明一实施例中，所述方法还包括：在接收的过程中检测各所述数据包的帧头，并将各所述帧头的内容分别与预设帧头内容进行匹配；提取匹配成功的两个相邻的帧头之间的帧序列号、应答序列号、数据、扩展数据段、及校验码的字段内容；根据所述预设校验算法对提取的帧序列号内容、应答序列号内容、数据内容、及扩展数据段内容进行计算，以生成校验码计算值；将所述校验码计算值与提取的校验码内容进行匹配；若匹配结果为不一致，则丢弃该数据包。
于本发明一实施例中，所述预设帧头内容为：0xFFFFFFFF；所述方法还包括：检测所述数据和所述扩展数据段的内容中是否存在0xFFFFFF00；若存在，则将其用0xFFFFFF替换。
于本发明一实施例中，所述还包括：在检测到通讯异常时请求通讯对方重发某个数据包、和/或在通讯对方请求重发某个数据包时向通讯对方发送对应的数据包；其中，在请求数据包的数据字段中记载有请求重新发送的数据包的帧序列号的内容；在应答数据包的数据字段中记载有重新发送的数据包的帧序列号的内容、数据的内容、及扩展数据段的内容。
于本发明一实施例中，所述预设校验算法包括：CRC 32算法。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种人工耳蜗调机系统，包括：通信模块；所述通信模块用于发送按照预设数据帧格式编码的数据包的序列；所述预设数据帧格式的各字段依次为：帧头、帧序列号、应答序列号、数据、扩展数据段、及校验码；其中，所述校验码的内容由所述帧序列号的内容、所述应答序列号的内容、所述数据的内容、及所述扩展数据段的内容在预设校验算法的计算下生成。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种人工耳蜗语音处理器，包括：处理器、及存储器；其中，所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器用于加载执行所述计算机程序，以使所述人工耳蜗语音处理器执行如上任一所述的应用于人工耳蜗语音处理器的通信方法。
如上所述，本发明的应用于人工耳蜗调机系统和语音处理器的通信方法，具有以下有益效果：有助于最大限度地提高人工耳蜗调机系统和语音处理器之间的通讯可靠性，以及数据处理的灵活性。
附图说明
图1显示为本发明的通信方法的应用架构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明为了解决现有人工耳蜗调机系统和语音处理器之间的通讯可靠性问题、数据处理灵活性问题，提出了应用于人工耳蜗调机系统的通信方法，以及应用于人工耳蜗语音处理器的通信方法，从而最大限度地提高人工耳蜗调机系统和语音处理器之间的通讯可靠性以及数据处理灵活性。
本发明的人工耳蜗调机系统的通信方法，以及应用于人工耳蜗语音处理器的通信方法是建立在新的通信协议的基础上实现的。该新的通信协议的精髓之处在于：把成熟可靠的TCP/IP协议中的控制通讯可靠性的机制以最小的代价移植到串口通讯中，从而提高串口通讯的可靠性。同时，该协议的数据格式通过采用XML格式来提高数据处理的灵活性。以下将对该通信协议的规则做详细介绍。
表1显示了一种人工耳蜗调机系统和语音处理器之间的通信协议的数据帧格式。该数据帧格式由：帧头字段、帧序列号字段、应答序列号字段、数据字段、扩展数据段字段、及校验码字段组成。在本实施例中，由于采用CRC32算法作为校验算法，所以表1中的校验码字段直接采用CRC32来表示。然而，需要说明的是，本发明的校验算法及校验码字段并不以本实施例的CRC32为限，其他校验算法及其对应的校验码字段也应属于本发明要保护的范围。
表1
帧头 帧序列号 应答序列号 数据 扩展数据段 CRC32
表2显示了对表1中的各个数据帧字段的描述：
表2
需要说明的是，本实施例中帧头采用0xFFFFFFFF是最优选的方案，其优点主要有三方面：一是，这种帧头本质上是一种整数型帧头，在大端模式的CPU系统以及小端模式的CPU系统中的内部字节编码是相同的，如采用其他的编码模式如：0xFFFFFFFE，则必须考虑大端模式和小端模式下的字节序的不同而带来的转换问题，从而使协议复杂化；二是，0xFFFFFFFF对于传输中的错误具有最好的灵敏度，只要出现一个BIT的错误，帧头的模式就会改变，这个特性有利于接收端快速检测到错误；三是，0xFFFFFFFF结构简单，便于在调试时人工检查帧边界。
由此可见，本发明的调机系统和语音处理器之间的数据包格式具有如下特点：
(A)可变长度，其目的是使通讯协议尽可能灵活，以满足各种不同应用的需求；
(B)有固定的包边界，固定的包边界使系统能快速在错误情况下定位下一个帧头；
(C)数据包里包含上行及下行包序列号，其目的是使通讯双方确认通讯时序，并在需要时重发以前的数据包；
(D)用户可定制功能，系统允许在现有功能的基础上定制与具体应有相关的功能；
(E)支持捎带应答功能，和(C)一起使通讯双方确认通讯时序，并在需要时重发以前的数据包。
(F)数据内容采用XML格式，最大限度地扩展协议的使用范围，并增强数据的灵活性。
如图1所示，以下将介绍本发明的人工耳蜗调节系统、语音处理器如何按照上述通信协议实现信息交互。
对于人工耳蜗调机系统：其首先按照上述通信协议执行数据帧编码，然后将编码生成的数据包发送至语音处理器。所述按照上述通信协议执行数据帧编码的过程包括：
步骤一，将具体应用生成的帧序列号信息、应答序列号信息、数据信息、扩展数据段信息填入到对应的字段中。
步骤二，根据填入的帧序列号信息、应答序列号信息、数据信息、扩展数据段信息，利用CRC32算法计算，以得到一个CRC32值，并将该值填入CRC32字段中。
步骤三，执行转码操作，该步骤又包括两个子步骤：
(A)扫描字节序列【帧序列号】+【应答序列号】+【数据】+【扩展数据段】+【CRC32】的内容，并标记出0xFFFFFF出现的位置；其中，0xFFFFFF一般会出现在【数据】和【扩展数据段】的内容中；
(B)在每个0xFFFFFF出现的位置用0xFFFFFF00替换0XFFFFFF。
步骤四，添加帧头0xFFFFFFFF。
需要说明的是，由于本实施例的通信协议所定义的帧头为0xFFFFFFFF，但是在【数据】段或者【扩展数据段】中也有可能出现数据值为0xFFFFFFFF的数据，于此，为了避免混淆，需对帧头的数据值进行转码处理，也即：对于值为0xFFFFFFFF的数据，本实施例的通信协议将其转换为0xFFFFFF00FF，然而，经本次转换之后又带来一个附加问题，即：原有数据中的0xFFFFFF00也要继续转码为0xFFFFFF0000，否则接收端(语音处理器)解码时在去掉数据0xFFFFFF00中的0X00后会使数据发生错误。综上，为保证编码解码的正确，本实施例的通信协议的编码是在每个0xFFFFFF出现的位置用0xFFFFFF00替换0xFFFFFF，相应地，在接收端(语音处理器)解码时需要将0xFFFFFF00还原回0xFFFFFF来避免与帧头混淆。以下对接收端(语音处理器)的解码过程做详细介绍。
对于人工耳蜗语音处理器：其首先接收由调机系统发送的数据包，然后按照上述通信协议执行数据帧解码。所述按照上述通信协议执行数据帧解码的过程包括：
步骤一，扫描接收的字节码，定位第一个帧头0xFFFFFFFF。
步骤二，接收后续字节并继续查找配对的第二个帧头0xFFFFFFFF。
步骤三，对两个帧头之间的数据执行转码操作，该步骤又包括两个子步骤：
(A)扫描字节序列【帧序列号】+【应答序列号】+【数据】+【扩展数据段】+【CRC32】的内容，并标记出0xFFFFFF00出现的位置；
(B)在每个0xFFFFFF00出现的位置用0xFFFFFF替换0xFFFFFF00。
步骤四，按具体应用抽取【帧序列号】、【应答序列号】、【数据】、【扩展数据段】、【CRC32】字段中的内容。
步骤五，根据提取的帧序列号信息、应答序列号信息、数据信息、扩展数据段信息，利用CRC32算法计算，以得到一个CRC32值，并将该CRC32值与提取出的CRC32值进行比对，若比对结果为不一致则丢弃该数据包。
对于人工耳蜗调机系统和语音处理器，其皆可以在检测到通讯异常时请求通讯对方重发某个数据包，或者，在通讯对方请求重发某个数据包时向通讯对方发送对应的数据包。若想请求通讯对方重发某个数据包，只需在请求数据包的数据字段中记载有请求重新发送的数据包的帧序列号的内容即可；若想向通讯对方发送某个数据包时，只需在应答数据包的数据字段中记载有重新发送的数据包的帧序列号的内容、数据的内容、及扩展数据段的内容即可。
如表3所示：以下将通过具体的例子说明人工耳蜗调机系统和语音处理器之间的通讯过程，包括：建立连接阶段、正常通讯阶段、通信结束阶段，在正常通讯阶段还包括重新请求、发送数据包的过程。
表3
在上述具体实例中，MapStatus表示调机系统的状态，其类型例如：1：正常运行状态；2：阻抗测试状态；3：复合电势测试状态；4：最大最小值测试状态；5：试听状态；6：脑干反应测试状态；7：程序下载状态；8：程序回读状态。SPStatus表示语音处理器的状态，对应的，其类型例如：1：正常运行状态；2：阻抗测试状态；3：复合电势测试状态；4：最大最小值测试状态；5：试听状态；6：脑干反应测试状态；7：程序下载状态；8：程序回读状态。
请参阅图1，与前述人工耳蜗调机系统的通信方法实施例对应的，本发明还提供一种人工耳蜗调机系统，该系统作为软件实现搭载于与语音处理器通信连接的电子设备中，电子设备例如台式电脑、便携式电脑等。具体的，所述人工耳蜗调机系统包括通信模块，该通信模块用于发送按照预设数据帧格式编码的数据包的序列。由于前述方法实施例中的技术特征皆能用于本系统实施例，因而不再重复赘述。
请参阅图1，与前述人工耳蜗语音处理器的通信方法实施例对应的，本发明还提供一种人工耳蜗语音处理器，该语音处理器至少包括：处理器(CPU/MCU/SOC等)、及存储器(ROM/RAM等)；其中，所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器用于加载执行所述计算机程序，以使所述人工耳蜗语音处理器执行前述的人工耳蜗语音处理器的通信方法。
综上所述，本发明的人工耳蜗调机系统、语音处理器及其应用的通信方法，有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (13)

1.一种应用于人工耳蜗调机系统的通信方法，其特征在于，包括：
发送按照预设数据帧格式编码的数据包的序列；所述预设数据帧格式的各字段依次为：帧头、帧序列号、应答序列号、数据、扩展数据段、及校验码；其中，所述校验码的内容由所述帧序列号的内容、所述应答序列号的内容、所述数据的内容、及所述扩展数据段的内容在预设校验算法的计算下生成。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在检测到通讯异常时请求通讯对方重发某个数据包、和/或在通讯对方请求重发某个数据包时向通讯对方发送对应的数据包；其中，在请求数据包的数据字段中记载有请求重新发送的数据包的帧序列号的内容；在应答数据包的数据字段中记载有重新发送的数据包的帧序列号的内容、数据的内容、及扩展数据段的内容。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设校验算法包括：CRC 32算法。
4.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，各所述字段所采用的模式包括：
所述帧头采用的模式为：0xFFFFFFFF；
所述帧序列号采用的模式为：0x0001～0xFFFF，且0x0000表示无效帧序列号；
所述应答序列号采用的模式为：0x0001～0xFFFF，且0x0000表示无效应答序列号；
所述数据采用的模式为：XML格式，且长度可变；
所述扩展数据段采用的模式为：用户自定义。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述用户自定义的扩展数据段包括以下内容的一种或多种组合：
(A)扩展数据校验功能；
(B)显示所述人工耳蜗调机系统的系统运行状态；
(C)数据加密；
(D)传送带外数据。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，按照所述预设数据帧格式编码所述数据包的步骤包括：
根据应用生成的帧序列号信息、应答序列号信息、数据信息、及扩展数据段信息对应填入所述帧序列号、所述应答序列号、所述数据、及所述扩展数据段的字段中；计算校验码信息，并将其填入所述校验码的字段中；
检测所述数据和所述扩展数据段的内容中是否存在0xFFFFFF；若存在，则将其用0xFFFFFF00替换。
7.一种应用于人工耳蜗语音处理器的通信方法，其特征在于，包括：
接收按照预设数据帧格式编码的数据包的序列；所述预设数据帧格式的各字段依次为：帧头、帧序列号、应答序列号、数据、扩展数据段、及校验码；其中，所述校验码的内容由所述帧序列号的内容、所述应答序列号的内容、所述数据的内容、及所述扩展数据段的内容在预设校验算法的计算下生成。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
在接收的过程中检测各所述数据包的帧头，并将各所述帧头的内容分别与预设帧头内容进行匹配；
提取匹配成功的两个相邻的帧头之间的帧序列号、应答序列号、数据、扩展数据段、及校验码的字段内容；
根据所述预设校验算法对提取的帧序列号内容、应答序列号内容、数据内容、及扩展数据段内容进行计算，以生成校验码计算值；
将所述校验码计算值与提取的校验码内容进行匹配；若匹配结果为不一致，则丢弃该数据包。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述预设帧头内容为：0xFFFFFFFF；所述方法还包括：检测所述数据和所述扩展数据段的内容中是否存在0xFFFFFF00；若存在，则将其用0xFFFFFF替换。
10.根据权利要求7或8或9所述的方法，其特征在于，还包括：在检测到通讯异常时请求通讯对方重发某个数据包、和/或在通讯对方请求重发某个数据包时向通讯对方发送对应的数据包；其中，在请求数据包的数据字段中记载有请求重新发送的数据包的帧序列号的内容；在应答数据包的数据字段中记载有重新发送的数据包的帧序列号的内容、数据的内容、及扩展数据段的内容。
11.根据权利要求7或8或9所述的方法，其特征在于，所述预设校验算法包括：CRC 32算法。
12.一种人工耳蜗调机系统，其特征在于，包括：通信模块；所述通信模块用于发送按照预设数据帧格式编码的数据包的序列；所述预设数据帧格式的各字段依次为：帧头、帧序列号、应答序列号、数据、扩展数据段、及校验码；其中，所述校验码的内容由所述帧序列号的内容、所述应答序列号的内容、所述数据的内容、及所述扩展数据段的内容在预设校验算法的计算下生成。
13.一种人工耳蜗语音处理器，其特征在于，包括：处理器、及存储器；其中，
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于加载执行所述计算机程序，以使所述人工耳蜗语音处理器执行如权利要求7至11中任一所述的应用于人工耳蜗语音处理器的通信方法。
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