CN110650397A - 一种无线耳机检测方法及检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线耳机检测方法及检测装置，该方法包括：耳机盒定向发射频率为f1的无线信号，无线耳机定向发射频率为f2的无线信号；无线耳机和/或耳机盒定向接收无线信号，并对所接收的无线信号进行频率分析，根据所接收无线信号的频率判断无线耳机的状态。本发明的无线耳机检测方法，通过控制耳机盒和无线耳机分别发射无线信号，根据耳机处于不同状态时，接收信号不同，并对所接收信号分析判断出无线耳机的状态，本方法可以避免设置霍尔元件所造成的占用空间大的问题，且本身所发射、接收的无线信号具有通信功能，可以通过该信号携带通信信息，有利于节约pin脚的使用。

Description

一种无线耳机检测方法及检测装置

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体地说，涉及一种无线耳机检测方法及检测装置。

背景技术

随着无线通讯技术的发展，智能化和无线化趋势已经深入地体现在了如蓝牙耳机等无线耳机产品之中。目前，最新出现的TWS(True Wireless Stereo，真无线立体声)耳机就是无线耳机中较为典型的一种智能化和无线化趋势良好结合的产品，这类无线耳机产品往往需要配备一个具有收纳和充电功能的充电盒，该充电盒具有能够给耳机充电以及发射配对命令等功能。充电盒需要在耳机入盒时及时检测到耳机的入盒，然后给耳机充电，并进行一系列的信息交互。

现有无线耳机中大多使用霍尔元件进行入盒检测，此时如果想要耳机与充电盒都能检测到入盒，需要耳机部分有霍尔元件和磁铁，充电盒部分也有霍尔元件和磁铁，占用空间较多。此外耳机与充电盒之间通信还需要另行配置，通常是POGO pin的通信引脚进行通信，或者电源载波进行通信，前一种需要pin脚比较多，另一种技术受到芯片限制，电路复杂。

发明内容

本发明针对现有技术中无线耳机采用霍尔元件入盒检测，需要分别在充电盒和无线耳机中装配霍尔元件和磁铁，导致占用空间大的技术问题，提出了一种无线耳机检测方法，可以解决上述问题。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种无线耳机检测方法，包括：

耳机盒定向发射频率为f1的无线信号，无线耳机定向发射频率为f2的无线信号；

无线耳机和/或耳机盒定向接收无线信号，并对所接收的无线信号进行频率分析，根据所接收无线信号的频率判断无线耳机的状态。

进一步的，无线耳机的状态至少包括是否放入耳机盒，当同时接收到频率为f1和f2的无线信号时，则判断为无线耳机放入耳机盒。

进一步的，无线耳机的状态还包括是否佩戴，当无线耳机接收到频率为f2的无线信号且未接收到频率为f1的无线信号时，则判断为无线耳机佩戴。

进一步的，当无线耳机既没有接收到频率为f1的无线信号又没有接收到频率为f2的无线信号，则判断为无线耳机既没有放入耳机盒，也没有佩戴。

进一步的，耳机盒发送无线信号的占空比与无线耳机发送无线信号的占空比均为K，还包括对所接收的无线信号的占空比进行检测的步骤，若无线耳机接收到频率为f2的无线信号且未接收到频率为f1的无线信号时，且所接收的无线信号的占空比为K，则判断为无线耳机佩戴，其中，0＜K＜1。

进一步的，还包括对所接收的无线信号的占空比进行检测的步骤，计算频率f1和频率f2的倍数关系，f2=Nf1，耳机盒发送无线信号的占空比与无线耳机发送无线信号的占空比均为K，当同时接收到频率为f1和f2的无线信号时，且同时满足下述条件时，判断为无线耳机佩戴：

若N≥1，所接收的无线信号的总占空比位于区间[（1+1/N）K-a，（1+1/N）K+a]，其中，0＜K＜1，0≤a＜0.1；

若N＜1，所接收的无线信号的总占空比位于区间[（1+N）K-a，（1+N）K+a]，其中，0＜K＜1，0≤a＜0.1。

进一步的，当耳机盒检测到无线耳机放入耳机盒时，耳机盒向无线耳机发起配对请求信号，当无线耳机检测到无线耳机放入耳机盒时，其停止音频输出。

进一步的，所发射和接收的无线信号为光信号、超声波信号、射频信号的任一种。

本发明同时提出了一种无线耳机检测装置，包括：

无线发射模块，其分别配置在无线耳机和耳机盒，耳机盒通过其定向发射频率为f1的无线信号，无线耳机通过其定向发射频率为f2的无线信号；

无线接收模块，其分别配置在无线耳机和/或耳机盒，其用于接收无线信号；

驱动模块，其与所述无线发射模块一一对应设置，用于驱动所述无线发射模块发射无线信号；

信号处理模块，其与所述无线接收模块一一对应设置，其用于对所接收的无线信号进行频率分析，根据所接收无线信号的频率判断无线耳机的状态。

进一步的，所述无线耳机的无线发射模块和无线接收模块朝向一致，所述耳机盒的无线发射模块和无线接收模块朝向一致，所述无线耳机放入耳机盒时，所述无线耳机的无线发射模块和无线接收模块与所述耳机盒的无线发射模块和无线接收模块相对设置。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的无线耳机检测方法，通过控制耳机盒和无线耳机分别发射无线信号，根据耳机处于不同状态时，接收信号不同，并对所接收信号分析判断出无线耳机的状态，本方法可以避免设置霍尔元件所造成的占用空间大的问题，且本身所发射、接收的无线信号具有通信功能，可以通过该信号携带通信信息，有利于节约pin脚的使用。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1 是本发明提出的无线耳机检测方法的一种实施例流程图；

图2是本发明提出的无线耳机检测装置的一种实施例结构示意图；

图3是本发明提出的无线耳机检测装置的一种实施例原理方框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。

实施例一，本实施例提出了一种无线耳机检测方法，如图1所示，包括以下步骤：

耳机盒定向发射频率为f1的无线信号，无线耳机定向发射频率为f2的无线信号；其中，耳机盒发送无线信号的方向应当是当无线耳机装配在耳机盒中时，该无线信号能够被无线耳机接收到的方向，同理的，无线耳机发送无线信号的方向应当是当无线耳机装配在耳机盒中时，该无线信号能够被耳机盒接收到的方向，频率f1与频率f2可以相同也可以不相同。

无线耳机和/或耳机盒定向接收无线信号，并对所接收的无线信号进行频率分析，根据所接收无线信号的频率判断无线耳机的状态。其中，无线耳机接收无线信号进行判断分析与耳机盒接收无线信号进行判断分析互不影响，各自独立完成，无线耳机接收无线信号用于无线耳机端的状态判断，并根据判断结果执行相应的控制，例如，当判断出耳机没有佩戴时，其可以将正在播放的音频停止，防止继续播放导致浪费能耗等。耳机盒接收无线信号用于耳机盒端的状态判断，例如，当判断出耳机放入至耳机盒中时，可进入请求配对模式，为下一步的充电做准备，当判断出耳机不在耳机盒中时，可进入休眠状态防止浪费电能。

本方案可以根据实际需要只设计无线耳机具有无线信号接收功能，或者仅耳机盒具有无线信号接收功能，或者无线耳机和耳机盒同时具有无线信号接收功能。当仅无线耳机具有无线信号接收功能时，其判断结构除了用于控制其自身播放功能之外，还可以在放入耳机后将检测的状态信息发送给耳机盒，由耳机盒执行相应的充电控制。当仅耳机盒具有无线信号接收功能时，则由耳机盒根据其检测的无线耳机放入状态执行相应的充电控制。

本实施例的无线耳机检测方法，通过控制耳机盒和无线耳机分别发射无线信号，根据耳机处于不同状态时，接收信号不同，并对所接收信号分析判断出无线耳机的状态，本方法可以避免设置霍尔元件所造成的占用空间大的问题，且本身所发射、接收的无线信号具有通信功能，可以通过该信号携带通信信息，有利于节约pin脚的使用。

其中，耳机盒定向发射中的发射方向是指当无线耳机按照要求放入在耳机盒中时，耳机盒发送无线信号的方向应该可以被无线耳机的接收模块接收到，同理的，无线耳机定向发射中的发射方向是其放入在耳机盒中时，其发送的无线信号的方向可以被耳机盒的接收模块接收到。

本实施例无线耳机检测方法对无线耳机的状态判断依据为：无线耳机定向发射频率为f2的无线信号，该无线信号应具有反射性能，在遇到障碍物时能够反射回来，无线耳机和/或耳机盒同时定向接收无线信号，当无线耳机放入在耳机盒中时，其朝向耳机盒发射频率为f2的无线信号，该信号被耳机盒反射回来，若无线耳机具有接收模块，其可以接收到该频率为f2的反射信号，与此同时，耳机盒向无线耳机发射频率为f1的无线信号，因此，无线耳机也可以接收到频率为f1的入射信号，因此，对于无线耳机可以据此判断出其放置在耳机盒中。否则，没有放入耳机盒中。对于耳机盒而言，检测原理相同，耳机盒发射频率为f1的无线信号应具有反射性能，若耳机盒能够同时检测到频率为f1的反射信号和频率为f2的入射信号，说明无线耳机已放入在耳机盒中。

优选的，无论是耳机盒还是无线耳机，所发射和接收的无线信号为光信号、超声波信号、射频信号的任一种。

基于此，无线耳机的状态至少包括是否放入耳机盒，无论是耳机盒还是无线耳机，当同时接收到频率为f1和f2的无线信号时，则判断为无线耳机放入耳机盒。

对于无线耳机而言，若判断出并未放入至耳机盒中，还包括多种可能，例如是否佩戴，因此，本实施例中优选无线耳机的状态还包括是否佩戴，当无线耳机接收到频率为f2的无线信号且未接收到频率为f1的无线信号时，则判断为无线耳机佩戴。用户是否佩戴无线耳机对于无线耳机的能耗控制极其重要，若佩戴时，可以根据用户的自主操作控制即可，若没有佩戴，而用户又没有及时关闭音频播放，此时无线耳机可以控制停止音频播放，可极大节约能耗。本方案的检测原理是：若无线耳机佩戴至用户耳中时，无线耳机发射的频率为f2的无线信号被用户耳部遮挡反射，因此无线耳机接收到频率为f2的信号，且并为接收到频率为f1的无线信号，说明是佩戴状态，并未在耳机盒中。本实施例利用接收反射信号以及接收入射信号的状态判断无线耳机的状态，可检测判断的状态类型多，判断效率高。

当无线耳机既没有接收到频率为f1的无线信号又没有接收到频率为f2的无线信号，说明其发射的信号没有被反射，也即没有佩戴，其也没有对准耳机盒的发射模块，也即没有放入耳机盒，因此据此判断为无线耳机既没有放入耳机盒，也没有佩戴。当判断为此种状态时，可停止播放音频信息等，以节约能耗。

为了防止接收信号受到其他信号的干扰，导致影响判断的精确度，本方案中限定耳机盒发送无线信号的占空比与无线耳机发送无线信号的占空比均为K，还包括对所接收的无线信号的占空比进行检测的步骤，若无线耳机接收到频率为f2的无线信号且未接收到频率为f1的无线信号时，且所接收的无线信号的占空比为K，则判断为无线耳机佩戴，其中，0＜K＜1。即便是受到空间中频率接近的干扰信号的干扰，其占空比不会像所发射的无线信号如此规则和稳定，因此，本方案中通过限定占空比的方式，在对接收的信号分析判断时同时分析占空比，提高检测判断精确度。

频率f1和频率f2可以相同也可以不相同，在对所接收的无线信号的占空比进行检测的步骤中，计算频率f1和频率f2的倍数关系，f2=Nf1，耳机盒发送无线信号的占空比与无线耳机发送无线信号的占空比均为K，当同时接收到频率为f1和f2的无线信号时，且同时满足下述条件时，判断为无线耳机佩戴：

若N≥1，所接收的无线信号的总占空比位于区间[（1+1/N）K-a，（1+1/N）K+a]，其中，0＜K＜1，0≤a＜0.1；

若N＜1，所接收的无线信号的总占空比位于区间[（1+N）K-a，（1+N）K+a]，其中，0＜K＜1，0≤a＜0.1。a为偏差校准值。

本实施例中以占空比K=50%，f2=2f1，也即N=2为例进行说明，如图所示，包括以下三种情况：

（1）耳机佩戴，放入至人耳，此时无线耳机的接收端应收到频率为2f1的信号，计算频率与占空比，若频率为2f1，占空比为50%，则判断为已佩戴。

（2）耳机不放入盒，无遮挡，此时无线耳机的接收端无信号或杂散信号，不能满足频率要求，判断为未佩戴，且未放入耳机盒。

（3）耳机放入耳机盒 ，无线耳机会收到耳机盒发射的信号，以及遇到耳机盒遮挡反射回来的信号，两种的叠加。耳机盒同理。

无线耳机的接收的信号有两种，一种是频率仍为f1，另一种是频率为2*f1，在一个f1周期内，两种信号叠加后占空比为75%，此时耳机端与充电盒端都可以知道已经入盒，分别执行相应的动作。

为了充分利用本方案中用于状态检测的无线信号，当耳机盒检测到无线耳机放入耳机盒时，耳机盒向无线耳机发起配对请求信号，该配对请求信号加载在用于检测状态的无线信号中，不需要额外的通信pogo pin，减少耳机盒与无线耳机之间连接端子的使用，尤其对于无线耳机而言，减少了占用其表面空间，减少工艺复杂度及美观性，当无线耳机检测到无线耳机放入耳机盒时，其停止音频输出。

实施例二，本实施例同时提出了一种无线耳机检测装置1，如图2、图3所示，包括：

无线发射模块11，其分别配置在无线耳机21和耳机盒22，耳机盒通过其定向发射频率为f1的无线信号，无线耳机通过其定向发射频率为f2的无线信号；

无线接收模块12，其分别配置在无线耳机和/或耳机盒，其用于接收无线信号；无线耳机接收无线信号进行判断分析与耳机盒接收无线信号进行判断分析互不影响，各自独立完成，无线耳机接收无线信号用于无线耳机端的状态判断，并根据判断结果执行相应的控制，例如，当判断出耳机没有佩戴时，其可以将正在播放的音频停止，防止继续播放导致浪费能耗等。耳机盒接收无线信号用于耳机盒端的状态判断，例如，当判断出耳机放入至耳机盒中时，可进入请求配对模式，为下一步的充电做准备，当判断出耳机不在耳机盒中时，可进入休眠状态防止浪费电能。

可以根据实际需要只设计无线耳机配置无线接收模块12，或者仅耳机盒配置无线接收模块12，或者无线耳机和耳机盒同时分别配置无线接收模块12。当仅无线耳机配置无线接收模块12时，其判断结构除了用于控制其自身播放功能之外，还可以在放入耳机后将检测的状态信息发送给耳机盒，由耳机盒执行相应的充电控制。当仅耳机盒配置无线接收模块12时，则由耳机盒根据其检测的无线耳机放入状态执行相应的充电控制。本方案中以无线耳机和耳机盒同时分别配置无线接收模块12为例进行说明。

驱动模块13，其与无线发射模块11一一对应设置，用于驱动无线发射模块11发射无线信号；

信号处理模块14，其与无线接收模块一一对应设置，其用于对所接收的无线信号进行频率分析，根据所接收无线信号的频率判断无线耳机的状态。

作为一个优选的实施例，由于无线接收模块将所接收的信号转换输出电流信号，为了方便分析判断，信号处理模块的前端还连接有I-V转换电路15，便于信号处理模块分析判断处理。

无论是耳机盒还是无线耳机，所发射和接收的无线信号为光信号、超声波信号、射频信号的任一种。本实施例中优选采用光信号，其反射性能及通信稳定性都比较好。

本实施例的状态检测原理基于信号的反射接收功能，因此，无线耳机21的无线发射模块和无线接收模块朝向一致，耳机盒22的无线发射模块和无线接收模块朝向一致，无线耳机放入耳机盒时，无线耳机的无线发射模块和无线接收模块与所述耳机盒的无线发射模块和无线接收模块相对设置。

本实施例无线耳机检测装置的检测方法具体可参见实施例一中记载，在此不做赘述。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种无线耳机检测方法，其特征在于，包括：

耳机盒定向发射频率为f1的无线信号，无线耳机定向发射频率为f2的无线信号；

无线耳机和/或耳机盒定向接收无线信号，并对所接收的无线信号进行频率分析，根据所接收无线信号的频率判断无线耳机的状态。

2.根据权利要求1所述的无线耳机检测方法，其特征在于，无线耳机的状态至少包括是否放入耳机盒，当同时接收到频率为f1和f2的无线信号时，则判断为无线耳机放入耳机盒。

3.根据权利要求1所述的无线耳机检测方法，其特征在于，无线耳机的状态还包括是否佩戴，当无线耳机接收到频率为f2的无线信号且未接收到频率为f1的无线信号时，则判断为无线耳机佩戴。

4.根据权利要求1所述的无线耳机检测方法，其特征在于，当无线耳机既没有接收到频率为f1的无线信号又没有接收到频率为f2的无线信号，则判断为无线耳机既没有放入耳机盒，也没有佩戴。

5.根据权利要求3所述的无线耳机检测方法，其特征在于，耳机盒发送无线信号的占空比与无线耳机发送无线信号的占空比均为K，还包括对所接收的无线信号的占空比进行检测的步骤，若无线耳机接收到频率为f2的无线信号且未接收到频率为f1的无线信号时，且所接收的无线信号的占空比为K，则判断为无线耳机佩戴，其中，0＜K＜1。

6.根据权利要求2所述的无线耳机检测方法，其特征在于，还包括对所接收的无线信号的占空比进行检测的步骤，计算频率f1和频率f2的倍数关系，f2=Nf1，耳机盒发送无线信号的占空比与无线耳机发送无线信号的占空比均为K，当同时接收到频率为f1和f2的无线信号时，且同时满足下述条件时，判断为无线耳机佩戴：

若N≥1，所接收的无线信号的总占空比位于区间[（1+1/N）K-a，（1+1/N）K+a]，其中，0＜K＜1，0≤a＜0.1；

若N＜1，所接收的无线信号的总占空比位于区间[（1+N）K-a，（1+N）K+a]，其中，0＜K＜1，0≤a＜0.1。

7.根据权利要求1-6任一项所述的无线耳机检测方法，其特征在于，当耳机盒检测到无线耳机放入耳机盒时，耳机盒向无线耳机发起配对请求信号，当无线耳机检测到无线耳机放入耳机盒时，其停止音频输出。

8.根据权利要求1-6任一项所述的无线耳机检测方法，其特征在于，所发射和接收的无线信号为光信号、超声波信号、射频信号的任一种。

9.一种无线耳机检测装置，其特征在于，包括：

无线发射模块，其分别配置在无线耳机和耳机盒，耳机盒通过其定向发射频率为f1的无线信号，无线耳机通过其定向发射频率为f2的无线信号；

无线接收模块，其分别配置在无线耳机和/或耳机盒，其用于接收无线信号；

驱动模块，其与所述无线发射模块一一对应设置，用于驱动所述无线发射模块发射无线信号；

信号处理模块，其与所述无线接收模块一一对应设置，其用于对所接收的无线信号进行频率分析，根据所接收无线信号的频率判断无线耳机的状态。

10.根据权利要求9所述的无线耳机检测装置，其特征在于，所述无线耳机的无线发射模块和无线接收模块朝向一致，所述耳机盒的无线发射模块和无线接收模块朝向一致，所述无线耳机放入耳机盒时，所述无线耳机的无线发射模块和无线接收模块与所述耳机盒的无线发射模块和无线接收模块相对设置。

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