CN117478239A - 一种音频二维码生成及传递应急信息的方法 - Google Patents

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Abstract

一种音频二维码生成及传递应急信息的方法，涉及应急通信发布技术领域，解决现有应急信息发布技术无法实现快速传递，进而导致疏散行动延迟等问题，本发明方法将应急信息编码为标准二维码，然后将所述标准二维码转换为音频二维码；将音频二维码传输至智能广播终端；个人终端接收所述智能广播终端的音频二维码，并解析出标准二维码，获取应急信息；本发明中，应急信息发布平台在突发事件发生进行应急广播的同时，将应急信息也发布在互联网上，把访问地址编码为二维码；同时将二维码的比特序列转换为两个频率的声音序列，即：音频二维码。个人终端检测到音频二维码并解码后，将其与普通二维码相同的方式访问互联网地址，获取应急信息。

Description

一种音频二维码生成及传递应急信息的方法
技术领域
本发明涉及应急通信发布技术领域，具体涉及一种音频二维码生成及传递应急信息的方法。
背景技术
二维码又称二维条码，是一种编码方式。它比传统的条形码能储存更多的信息，也能表示更多的数据类型。二维码采用按一定规律在平面上分布的、黑白相间的、记录数据符号信息的图形对信息进行编码。
中国对二维码技术的研究开始于1993年，中国物品编码中心对几种常用的二维码的技术规范进行了翻译和跟踪研究，陆续发布了5个二维码国家标准：PDF417，QRCode(快速响应码)，汉信码，GM码(网格矩阵码)和CM码(紧密矩阵码)。
二维码编制上利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。
以《GB/T 18284-2000快速响应矩阵码》为例，如图1所示，二维码生成的过程为：对原始信息通过数据分析、数据编码、纠错编码、构造最终信息、在矩阵中布置模块、掩模以及格式和版本信息共七个步骤，最后生成比特序列(符号序列)；在印刷或生成图片时，采用合适尺寸的黑色和白色方块表示“1”和“0”比特，最终构成二维码图案。
目前，二维码发布方一般采用印刷品、屏幕图片的方式进行呈现，接收方使用手机摄像头拍照识别，或者对收到的图片长按识别，前者需要近距离拍照，后者需要发布方和接收方已经建立联系；然后接收方根据解码的信息，展开业务交互，如购物、扫码登记、访问社交媒体等。
在应急信息发布领域，尤其是应急广播领域，大喇叭终端的广播范围从几十米到几百米，出现突发事件需要疏散时，譬如在居民区、学校、体育场、商场等场所，声音很容易传递出去，但是如果需要应急疏散图配合疏散行动，可能上述两个条件都不具备，居民既不容易快速接近布告栏或室外电子屏，也接收不到疏散图片，因而导致疏散行动不能更高效的展开。
发明内容
本发明为解决现有应急信息发布技术无法实现快速传递，进而导致疏散行动延迟等问题，提供一种音频二维码生成及传递应急信息的方法。
一种音频二维码生成及传递应急信息的方法，该方法由以下步骤实现：
步骤一、将应急信息编码为标准二维码，然后将所述标准二维码转换为音频二维码；
步骤二、将所述音频二维码传输至智能广播终端；
步骤三、个人终端接收所述智能广播终端的音频二维码，并解析出标准二维码，获取应急信息。
进一步地，所述应急信息为文本内容或互联网地址，并通过应急信息发布平台传送至智能广播终端。
进一步地，所述应急信息发布平台包括应急信息发布业务软件、pub/sub通信服务器、流媒体服务器和WWW服务器；
发生应急预警事件时，根据地理信息系统和区域匹配模块的匹配原则，向智能终端发布应急消息：
步骤A1、应急信息发布业务软件生成与应急信息文字内容匹配的语音播报内容；
步骤A2、生成应急信息，并将所述应急信息发布到WWW服务器；
步骤A3、将所述应急信息的访问地址编码成标准二维码；
步骤A4、将所述标准二维码的1或0比特序列，转换为音频符号序列作为音频二维码；
步骤A5、将步骤A1的语音播报内容在前，步骤A4的音频二维码在后，合成一段声音，通过流媒体服务器发布到流媒体地址；
步骤A6、所述应急信息发布平台发布携带有步骤A5所述流媒体地址的应急消息。
进一步地，所述智能广播终端接收应急信息发布平台发布的应急消息，并根据应急消息携带的流媒体地址进行访问，获得音频二维码内容并播放；
个人终端对接收的音频二维码进行解码，获得所述应急信息的互联网地址，访问所述互联网地址，获得应急疏散图片。
进一步地，所述应急信息发布平台到智能广播终端传递应急信息的方式包括：将音频二维码存储为音频文件，智能广播终端从应急消息中获取所述音频文件的地址，下载音频文件并播放。
进一步地，所述应急信息发布平台到智能广播终端传递应急信息的方式包括：将音频二维码与语音播报音频内容一起，传送至调频发射台调制后发射至具备调频广播接收模块的智能广播终端、家庭或车载收音机，接收调频信号并播放语音内容和音频二维码。
进一步地，所述语音播报和音频二维码均可由中波、短波、数字广播、模拟电视伴音或数字电视伴音进行承载和传输。
进一步地，步骤三的具体过程为：个人终端的手机安装App、小程序或者访问互联网地址；具体过程为：
步骤三一、App通过驱动获取麦克风采样的PCM数据；
步骤三二、对PCM数据进行傅里叶变换，获得声音频率对应到1或0比特序列；
步骤三三、对所述1或0比特序列进行二维码解码；
步骤三四、对步骤三三的二维码解码后，如果获得文本内容，则直接显示结果；解码后获得互联网地址，则由浏览器进行访问和显示结果。
进一步地，本发明所述的方法通过应急信息传递系统实现，所述应急信息传递系统包括发布应急信息的应急信息发布平台；
接收所述应急信息发布平台发布应急信息的智能广播终端；
接收所述智能广播终端发布音频二维码的个人终端。
本发明的有益效果：本发明所述的应急信息发布平台在突发事件发生进行应急广播的同时，将应急信息，如应急疏散图片，也发布在互联网上，把访问地址(url)编码为二维码；同时，将二维码的1和0比特序列转换为两个频率的声音序列，称之为“音频二维码”。个人终端如手机或PAD，通过麦克风拾音，检测到音频二维码并解码后，以和普通二维码相同的方式访问互联网地址，获取应急信息。具体具备以下优点：
1、本发明所述的方法，在应急广播领域，预警语音播报后，播放音频二维码，可以传递应急信息；所述应急信息，可以是一个互联网地址，访问此地址，获得应急疏散图片、位置共享(应急避难场所、医疗物资、食物、水源等)、导航路线等。应急信息，也可以是文本内容，如临近的救助站电话号码。
2、本发明所述的方法中，手机接收音频二维码后，可以还原为标准的二维码，显示为屏幕图片，以面对面拍照或发送图片的方式，将应急信息传递给其他人。
3、本发明所述的方法与应急信息发布平台结合，应急信息可以精确到社区/村级别，如不同的社区有不同的疏散路线。
4、针对有些智能广播终端具备求助对讲功能，将本发明方法与其结合，平台和个人可以展开更复杂的互动，如大型公园中，受伤的游客通过智能广播终端求助，平台可以使用音频二维码推送一个临时互联网地址，请游客上传伤情照片，对讲指导自救方法，推送撤退路线；根据毒蛇照片，对讲指导游客合理处置，后台联系救援队伍，后台搜索联系具备相应抗蛇毒血清的医院等等。
5、本发明所述的方法中，音频二维码还可以用于基层治理；如村长/居委会主任喊话结束，推送一个包含投票地址的音频二维码；另外，音频二维码还可以是娱乐休闲的入口地址，如公园特定区域，游客可以通过音频二维码进入服务网页，点播音乐，平台把音乐推送到游客旁边的智能广播终端上播放。
附图说明
图1为现有二维码生成过程的原理图；
图2为本发明所述的一种音频二维码生成及传递应急信息的方法的流程图；
图3为本发明所述的一种音频二维码生成及传递应急信息的方法实例的流程图；
图4为手机检测音频二维码的原理图；
图5为本发明所述的一种音频二维码生成及传递应急信息传递系统的原理图。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图2至图5说明本实施方式，一种音频二维码生成及传递应急信息的方法，该方法的具体实现过程如下：
步骤一、将应急信息编码为标准二维码，然后将所述标准二维码转换为音频二维码；
所述应急信息可以为：一段文字或一个互联网址(网址可以是图片地址、音频地址、视频地址、位置共享、导航路线等等。由于图片音频视频地图导航等信息体积比较大，无法用二维码传递，只能放在网上，用二维码传递其网址)，被编码为标准二维码1或0序列；
将所述应急信息采用两个声音频率(或多音多频)，表示1和0，将标准二维码转换为音频二维码，即一段声音。
步骤二、将所述音频二维码传输至智能广播终端；
本实施方式中，借助传统的声音传输途径，如：流媒体、文件、广播电视，传输音频二维码；
智能广播终端，如大喇叭终端，播放音频二维码，并扩音广播；
步骤三、个人终端接收所述智能广播终端的音频二维码，并解析出标准二维码，获取应急信息。
所述个人终端，如：手机、PAD，接收音频二维码，解析出标准二维码，获取其携带的文字信息或互联网交互入口地址。
本实施方式中，音频二维码采用人耳可听到的频率(20Hz-20000Hz之间)，因而一个特定的音频二维码，就是一段特定的声音，人耳可以听到却不能分辨，但是可以借助智能设备解析并分辨。将音频二维码作为一段携带信息的声音，从应急信息发布平台发布智能广播终端，智能广播终端播放这段声音，居民使用手机/PAD识别这段声音，并解析出标准二维码。然后读出二维码携带的文字信息，或者读出一个互联网入口地址进一步互动；也可以显示为二维码图案，再次传递给他人。
如图4所示，本实施方式中，所述个人终端的手机安装App或者小程序或者访问特定网页即可接收智能广播终端的音频二维码。
App通过驱动获取麦克风采样的PCM(Pulse Code Modulation，脉冲编码调制)采样数据；
对PCM采样数据进行快速傅里叶变换(FFT)，得到声音频率，对应到1或0比特序列；
对所述1或0比特序列进行二维码解码；
解码后如果得到文本内容，直接显示；解码后得到互联网地址，由浏览器进行访问和显示结果。如：列出一个可行的参数集合：
比特“1”频率：1200Hz；
比特“0”频率：860Hz；
FFT变换：512点；
音频采样率：44100Hz；
音频符号长度：11.6ms。
本实施方式所述的音频二维码，使用音频传递二维码的符号信息，而不是二维码图片的位图数据，举例来说，生成二维码图片时，如果用10*10像素的黑色方块表示符号“1”,则二维码图片的数据量，是二维码符号数的100倍。同时，标准二维码在生活中广泛使用，对二维码的处理，已经是手机等移动操作系统及软件开发接口的基础功能；因此，利用音频二维码传递应急信息，具备普适性，易于推广普及，符合应急信息发布业务对覆盖率的要求，有广泛的应用前景。
本实施方式中，在应急广播的场景下，安装在社区(以及农村、商超、文体场所、校园、工业园区等)的智能广播终端，接收应急信息发布平台的控制，播放预警语音以及音频二维码，在高音喇叭覆盖的范围内(几十米到几百米)，居民不但可以听到语音提示，还能够使用手机接收到应急信息，可以极大地提高应急信息的丰富性和可获得性，提高行动指令的准确性和可理解性和可执行性。
如图5所示，本实施方式中，所述应急信息发布平台包括应急信息发布业务软件、pub/sub通信服务器、流媒体服务器和WWW服务器；该平台根据国家、省、市、县、乡、村所对应的行政区划编码规划通信主题，智能广播终端通过自身位置订阅多级主题(已公开发明专利：应急信息发布方法及平台，专利号：202310057428.9)。
所述应急信息发布业务软件包括音频二维码生成器以及地理信息系统和区域匹配模块。
突发事件发生时，根据应急信息发布业务软件内的地理信息系统和区域匹配模块的匹配原则，发布应急消息：
a、生成与应急信息文字内容配套的语音播报音频内容；
b、生成应急信息(如一个应急疏散图片：202212071147350002.jpg)，并将应急信息发布到WWW服务器；
c、应急信息的访问地址(如上述应急疏散图片地址：
“http://a.b.c.d/tebp/202212071147350002.jpg”)，被编码为二维码，可直接用于具备LED电子屏的发布点，在电子屏上显示二维码图案；
同时，二维码的1和0比特序列，被转换为1200Hz和860Hz的音频符号序列，即一段声音，即：音频二维码；其携带的是应急信息为：
“http://101.42.88.135/tebp/202212071147350002.jpg”；
d、将语音播报音频内容在前，音频二维码在后，被合成为一段声音，通过流媒体服务器，发布到一个流媒体地址上；
如:rtmp://a.b.c.d/ebroad/202212071147350002；
e、下发应急消息，应急消息中携带上述流媒体地址；
f、智能广播终端收到应急消息，发现其携带一个流媒体地址，访问流媒体地址，获得音频内容并播放；
g、居民先听取语音播报的预警内容，再根据语音提示打开手机App，收取音频二维码；
h、手机对音频二维码解码，获得标准二维码，解析标准二维码，可以获取上述应急信息的互联网地址(http://a.b.c.d/tebp/202212071147350002.jpg)，访问此地址，获得应急疏散图片(202212071147350002.jpg)。音频二维码携带的应急信息为：“http://101.42.88.135/tebp/202212071147350002.jpg”，此时，手机app收听到音频二维码，直接显示疏散图片。
所述应急信息，也可以是一段文字，如应急疏散联络人的电话号码，此时手机对音频二维码解码，直接获取应急信息。应急信息是文字“应急疏散联系人电话：xxxxxxxxxxx”；
i、手机可以把标准二维码显示为二维码图案，图案可以供他人拍照识别，或者通过社交软件转发给其他人，其他人长按图案识别。
本实施方式中，所述应急信息发布台可以直接将应急信息的标准二维码的1和0比特序列，传递到智能广播终端，智能广播终端将比特序列转换为音频二维码(声音)并播放。
或者也可以直接将应急信息的文本内容或访问地址，传递到智能广播终端，智能广播终端进行二维码编码，然后将标准二维码的1和0比特序列转换为音频二维码(声音)，并播放。
本实施方式中，所述音频二维码是一段的声音，从应急信息发布平台到智能广播终端的传递，具体可以为：
将音频二维码存储于一个音频文件，如：
http://a.b.c.d/tebp/202212071147350002.wav，智能广播终端从应急信息中获取此地址，下载音频文件并播放。
将音频二维码和语音播报音频内容一起，传递给调频发射台，调制后发射出去；具备调频广播接收模块的智能广播终端、或者家庭/车载收音机，接收调频信号并播放语音内容和音频二维码。
所述语音播报内容和音频二维码还可以由中波、短波、数字广播、模拟电视伴音、数字电视伴音，进行承载和传输。
本实施方式中，可以使用双音多频(DTMF，Dual Tone Multi Frequency)方法提高效率，如高音群和低音群各8个频率，一个高音频率和一个低音频率组合，组成一个音频符号，两两组合则能够有64种音频符号，每个符号能够表达log2(64)＝6比特信息；如表1所示，表1为8x8音频符号表：
表1
可以对二维码的1和0比特序列，进行base64编码，然后使用如表1所示的音频符号集转换为音频二维码，这样处理具有两个优点。一是进行base64编码后，信息全部由可打印字符构成，在各种主机和网络之间传递，不会有障碍；二是每个音频符号能表达6比特信息，能够把音频二维码的时间长度,大约缩短为原始长度的1/6。
手机接收到音频二维码后，使用上表所示的音频符号集映射为一个字符串，然后base64解码，得到原始的二维码1和0比特序列。
本实施方式所述的方法通过应急信息传递系统实现，所述应急信息传递系统包括发布应急信息的应急信息发布平台；
接收所述应急信息发布平台发布应急信息的智能广播终端；
接收所述智能广播终端发布音频二维码的个人终端。
上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种音频二维码生成及传递应急信息的方法，其特征是：该方法具体由以下步骤实现：
步骤一、将应急信息编码为标准二维码，然后将所述标准二维码转换为音频二维码；
步骤二、将所述音频二维码传输至智能广播终端；
步骤三、个人终端接收所述智能广播终端的音频二维码，并解析出标准二维码，获取应急信息；
所述应急信息为文本内容或互联网地址，并通过应急信息发布平台传送至智能广播终端；
所述应急信息发布平台包括应急信息发布业务软件、pub/sub通信服务器、流媒体服务器和WWW服务器；
发生应急预警事件时，根据地理信息系统和区域匹配模块的匹配原则，向智能终端发布应急消息：
步骤A1、应急信息发布业务软件生成与应急信息文字内容匹配的语音播报内容；
步骤A2、生成应急信息，并将所述应急信息发布到WWW服务器；
步骤A3、将所述应急信息的访问地址编码成标准二维码；
步骤A4、将所述标准二维码的1或0比特序列，转换为音频符号序列作为音频二维码；
步骤A5、将步骤A1的语音播报内容在前，步骤A4的音频二维码在后，合成一段声音，通过流媒体服务器发布到流媒体地址；
步骤A6、所述应急信息发布平台发布携带有步骤A5所述流媒体地址的应急消息。
2.根据权利要求1所述的一种音频二维码生成及传递应急信息的方法，其特征在于：所述智能广播终端接收应急信息发布平台发布的应急消息，并根据应急消息携带的流媒体地址进行访问，获得音频二维码内容并播放；
个人终端对接收的音频二维码进行解码，获得所述应急信息的互联网地址，访问所述互联网地址，获得应急疏散图片。
3.根据权利要求1所述的一种音频二维码生成及传递应急信息的方法，其特征在于：所述应急信息发布平台到智能广播终端传递应急信息的方式包括：将音频二维码存储为音频文件，智能广播终端从应急消息中获取所述音频文件的地址，下载音频文件并播放。
4.根据权利要求1所述的一种音频二维码生成及传递应急信息的方法，其特征在于：所述应急信息发布平台到智能广播终端传递应急信息的方式包括：将音频二维码与语音播报音频内容一起，传送至调频发射台调制后发射至具备调频广播接收模块的智能广播终端、家庭或车载收音机，接收调频信号并播放语音内容和音频二维码。
5.根据权利要求4所述的一种音频二维码生成及传递应急信息的方法，其特征在于：所述语音播报和音频二维码均可由中波、短波、数字广播、模拟电视伴音或数字电视伴音进行承载和传输。
6.根据权利要求1所述的一种音频二维码生成及传递应急信息的方法，其特征在于：步骤三的具体过程为：个人终端的手机安装App、小程序或者访问互联网地址；具体过程为：
步骤三一、App通过驱动获取麦克风采样的PCM数据；
步骤三二、对PCM数据进行傅里叶变换，获得声音频率对应到1或0比特序列；
步骤三三、对所述1或0比特序列进行二维码解码；
步骤三四、对步骤三三的二维码解码后，如果获得文本内容，则直接显示结果；解码后获得互联网地址，则由浏览器进行访问和显示结果。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种音频二维码生成及传递应急信息的方法，其特征在于：该方法通过应急信息传递系统实现，所述应急信息传递系统包括发布应急信息的应急信息发布平台；
接收所述应急信息发布平台发布应急信息的智能广播终端；
接收所述智能广播终端发布音频二维码的个人终端。
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