CN1710929A - 手持设备的数据通讯系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种手持设备的数据通讯系统和方法，该数据通讯系统具有发送端和接收端，其中上述的发送端包括数据分割模块、二维码编码模块和显示模块；接收端包括摄像模块、解码模块和数据合并模块。该数据通讯方法包括以下步骤：发送端通过数据分割模块将需要传输的数据分割成数据块；将分割后的数据块输入到二维码编码模块，形成编码后图像并显示在显示模块上；接收端通过摄像模块采集发送端显示模块显示的二维码图像序列信息；解码模块对上述的二维码图像序列进行解码，形成数据块；通过数据合并模块形成最终的数据。通过本发明的方法可以在手持设备与计算机之间进行数据传输，同时可以简化产品的结构和节省产品的成本。

Description

手持设备的数据通讯系统和方法

技术领域

本方法涉及一种数据通讯方法，且特别是涉及一种针对于手机、PDA等设备之间、与计算机设备或者计算机设备之间的数据传输的手持设备数据通讯方法。

背景技术

随着计算机网路和消费电子技术的发展，不同的计算机设备、消费电子设备、手持设备之间进行数据的交换，带来了手持设备应用的日益高涨。手机、PDA、计算机之间通常需要传送数据、程序、图像、音频、视频等内容。现阶段已经有多种方法可以实现不同设备之间的数据传输。例如，常用的几种数据通信方式包括有线连接、有线网络、无线网络、红外传输以及蓝牙技术等。对于有线连接和有线网络需要物理连接引线，因此操作麻烦而且不方便。无线网络、红外传输以及蓝牙都是无线传输方法，但是这些方式要求设备中内置有用于通信的相应硬件适配器，这不仅增加了设备成本，也增加了系统的复杂程度。

由此可见，上述现有的数据通讯系统在产品结构、通讯方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决数据通讯系统和方法存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般方法又没有适切的方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种可兼具体积小、成本低且使用时可具有全方位调整功能的新的数据通讯系统和方法，便成了当前业界极需改进的目标。

二维码技术是近些年发展起来的一种新型编码方法，应用于物流、身份鉴别、数据的快速录入等领域，通过把数据进行纠错编码，产生一个图像，该图像可以通过印刷、网络传输实现上述应用。二维码相对于一维码具有嵌入数据量高，纠错能力强的特点，如：对于QR码，最大可以嵌入2K多字节的数据，具有30％的数据纠错能力。

有鉴于上述现有的数据通讯系统和方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的手持设备数据通讯系统和方法，能够改进一般现有的数据通讯系统和方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的数据通讯系统存在的缺陷，而提供一种新的手持设备数据通讯系统，所要解决的技术问题是使其可以简化产品的结构和节省产品的成本，从而更加适于实用。

本发明的另一目的在于，克服现有的数据通讯方法存在的缺陷，而提供一种新的手持设备数据通讯方法，所要解决的技术问题是使其可以在手持设备与计算机之间进行的数据传输，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种手持设备的数据通讯系统，具有发送端和接收端，上述的发送端包括数据分割模块、二维码编码模块和显示模块；上述的接收端包括摄像模块、图像预处理模块、解码模块和数据合并模块；其中二维码编码模块对数据分割模块分割后的图像数据进行编码，然后通过显示模块显示编码后的图像，接收端的摄像模块接收发送端显示模块显示的图像，并由解码模块对接收后的图像进行解码，再由数据合并模块对解码后的数据进行合并。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的数据通讯系统，其中在接收端还包括图像预处理模块，对接收到的图像进行预处理。

前述的数据通讯系统，其中所述的发送端和接收端包括：手机、PDA或计算机。

前述的数据通讯系统，其工作方式包括单工工作方式、双工工作方式和半双工工作方式。

前述的数据通讯系统，其中所述的单工工作方式中，发送端和接收端分别具有显示模块和摄像模块。

前述的数据通讯系统，其中所述的双工工作方式和半双工工作方式中，发送端和接收端同时具有显示模块和摄像模块。

前述的数据通讯系统，其中所述的发送端的显示模块包括LCD显示屏。

前述的数据通讯系统，其中所述的接收端的摄像模块包括摄像头。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种应用于前述数据通讯系统中的数据通讯方法，该方法包括以下步骤：发送端通过数据分割模块将需要传输的数据分割成数据块；将分割后的数据块输入到二维码编码模块，形成编码后图像并显示在显示模块上；接收端通过摄像模块采集发送端显示模块显示的二维码图像序列信息；解码模块对上述的二维码图像序列进行解码，形成数据块；通过数据合并模块形成最终的数据。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的手持设备数据通讯方法，其中：给定发送端发送图像的帧率为n(帧/秒)，数据传输率为p(bps)时，每帧图像中嵌入的数据容量Q为Q＝p/n此时，当传输的数据长度为L时，则在该数据传输率下传输数据需要的帧数N为N＝floor(L/Q)+1，其中floor()函数表示向下取整，则总共需要传输的时间为N/n。

前述的手持设备数据通讯方法，其中通过数据分割模块将数据以Q大小连续分割要传输的数据，形成N个相同大小的数据块。

前述的手持设备数据通讯方法，其中所述的二维码的编码模块可以选择PDF417、QR码、Data Matrix二维码编码方法。

前述的手持设备数据通讯方法，其中在解码模块对二维码图像序列解码的步骤之前更包括进行图像的校正和二值化的预处理步骤。

前述的手持设备数据通讯方法，其中在对二维码图像序列解码的同时，利用二维码带有的纠错功能对传输过程中的差错进行纠错。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明的特点在于通过摄像模块和显示模块之间的视像传输实现数据的通信过程。而传输的视像是二维码编码的图像序列。

经由上述可知，本发明是关于一种手持设备数据通讯系统和方法，针对于手机、PDA等设备之间、与计算机设备或者计算机设备之间的数据传输。如摄像手机和摄像手机之间传递通讯录信息、程序、数据；手机与计算机之间传递程序数据等。

借由上述技术方案，本发明手持设备数据通讯系统和方法至少具有下列优点：

1、本发明采用二维码作为媒介，通过与摄像模块和显示模块的配合实现一种新颖的数据传输方法，通过两个设备的摄像模块和显示模块之间的视频序列进行数据的传输，由于无需设备之间的连线和适配器，因此可以节省产品的成本。

2、采用本发明基于二维码的数据通讯方法，可以大大节省手持设备由于添加通讯模块的成本，采用二维码的视像传输方法，只需要在具备摄像头和显示屏的手持设备上增加软件模块即可实现，还可以通过内建专用的二维码编解码硬件模块，进一步提高识别速度和效率。同时二维码技术相对成熟，识别率高，能够实现上百K的传输速率，对于普通的手持设备之间，手持设备和计算机设备之间的数据传输已经能够满足需要。

3、本发明方法基于视像进行传输，无需使用设备之间的连线、电磁信号和光波信号，因而具有环保特性。同时消除了复杂的通讯适配器的使用，简化了设计，降低了成本。本发明的数据传输方法简单且易于使用，具有较高的实际应用价值。

综上所述，本发明特殊的手持设备数据通讯系统和方法，可以减少手持设备与计算机之间数据传输所需的设备和成本。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类方法中未见有类似的设计公开发表或使用而确属创新，其不论在方法上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的数据通讯系统和方法具有增进的多项功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

1：发送端                       2：接收端

11：数据分割模块                12：编码模块

13、23、33：显示模块            14、24、34：摄像模块

15：图像预处理模块              16：数据解码模块

17：数据合并模块                21、31：设备1

22、32：设备2

图1所示为本发明采用二维码的数据传输原理图。

图2所示为本发明手持设备通讯系统的单工工作方式。

图3所示为本发明手持设备通讯系统的半双工和双工工作方式。

图4所示为本发明手持设备通讯系统的数据传输过程流程图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的手持设备的通讯系统和方法其具体实施方式、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

(1)采用二维码的数据传输原理

请参阅图1所示，是本发明手持设备的通讯方式的原理图。本发明的特点在于通过摄像模块和显示模块之间的视像传输实现数据的通信过程。而传输的视像是二维码编码的图像序列。

如图1所示，发送端1包括显示模块13、编码模块12和数据分割模块11。接收端2包括摄像模块14、图像预处理模块15、数据解码模块16和数据合并模块17。

发送端首先通过数据分割模块11将要传输的数据分割为多个数据块；然后通过编码模块12对分割后的数据进行二维码编码，形成一个系列的二维码图像；再将编码后的图像显示在显示模块13上。接收端先由摄像模块14采集发送设备显示模块的图像序列信息；然后由图像预处理模块15对图像序列进行解析，形成可用于解码的二维图像序列；再由数据解码模块16对图像序列进行解码；最后通过数据合并模块17形成最终的数据。可以看出，该通讯方法可以在包含显示设备和摄像装置的设备间实现数据的传输。

(2)设备连接

本发明手持设备的通讯方式采用视像传输为媒介进行数据传输，其具有以下两种工作方式：

(a)单工方式

请参阅图2所示，为本发明手持设备通讯方式的单工工作方式。其中发送端21，其具有显示模块23，典型的手持设备显示模块为LCD显示屏；另一个是接收端22，其具有摄像模块24，典型的手持设备的摄像模块为摄像头。

(b)双工和半双工方式

请参阅图3所示，为本发明手持设备通讯方式的双工和半双工工作方式。其中设备1和设备2需要同时具有显示模块23、33和摄像模块24、34。

(3)数据传输过程

请参阅图4所示，是本发明的数据传输过程的流程图。

(a)发送端

在方块41发送端(例如，手机、PDA或计算机等)根据本设备显示模块的分辨率和尺寸以及接收端的摄像模块的解析能力决定数据传输率。

在给定发送的图像帧率为n，给定数据传输率为p的情况下，每帧图像中嵌入的数据容量Q为：

                         Q＝p/n

在传输的数据长度为L的情况下，则在该数据传输率下传输数据需要的帧数N为：

                   N＝floor(L/Q)+1，

其中floor(L/Q)函数表示对L/Q的结果向下取整，则需要传输的时间为N/n。

在方块42通过数据分割模块将数据以Q大小连续分割要传输的数据，形成N个相同大小的数据块，每个数据块的大小为Q。

在方块43将N个数据块连续输入到二维码的编码模块，分别形成N个编码后图像，以n帧每秒的速度显示在显示模块上。二维码可以选择PDF417、QR码、Data Matrix等编码方法，也可以提高纠错级别以减少数据传输差错。

(b)接收端

在方块44接收端(例如，手机、PDA或计算机等)通过摄像模块采集发送设备显示屏幕的图像序列信息。在方块45经过图像的预处理过程解析N个图像序列，并进行图像的校正和二值化，形成可用于解码的二维码图像序列。这里的图像校正为图像的几何校正，消除由于摄像头的位置造成的图像变形对二维码识别的影响。由于采集的图像通常是彩色图像，通过进行二值化处理，从而形成适合二维码检测的黑白二值图像。在方块46数据解码模块对每一帧数据进行解码，同时利用二维码带有的纠错功能对在传输过程中的差错进行纠错。在方块47完成解码后形成了N个数据块，最后在方块48通过数据合并模块形成最终的数据。

因此，通过上述的数据传输过程，实现了设备之间的数据传输。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (14)

1、一种手持设备的数据通讯系统，具有发送端和接收端，其特征在于：

上述的发送端包括数据分割模块、二维码编码模块和显示模块；

上述的接收端包括摄像模块、解码模块和数据合并模块；

其中二维码编码模块对数据分割模块分割后的图像数据进行编码，然后通过显示模块显示编码后的图像，

接收端的摄像模块接收发送端显示模块显示的图像，并由解码模块对接收后的图像进行解码，再由数据合并模块对解码后的数据进行合并。

2、根据权利要求1所述的手持设备的数据通讯系统，其特征在于其中在接收端还包括图像预处理模块，对接收到的图像进行预处理。

3、根据权利要求1所述的手持设备的数据通讯系统，其特征在于其中所述的发送端和接收端包括：手机、PDA或计算机。

4、根据权利要求1所述的手持设备的数据通讯系统，其特征在于其工作方式包括单工工作方式、双工工作方式和半双工工作方式。

5、根据权利要求4所述的手持设备的数据通讯系统，其特征在于其中所述的单工工作方式中，发送端和接收端分别具有显示模块和摄像模块。

6、根据权利要求4所述的手持设备的数据通讯系统，其特征在于其中所述的双工工作方式和半双工工作方式中，发送端和接收端同时具有显示模块和摄像模块。

7、根据权利要求1所述的手持设备的数据通讯系统，其特征在于其中所述的发送端的显示模块包括LCD显示屏。

8、根据权利要求1所述的手持设备的数据通讯系统，其特征在于其中所述的接收端的摄像模块包括摄像头。

9、一种应用于权利要求1中的数据通讯方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

发送端通过数据分割模块将需要传输的数据分割成数据块；

将分割后的数据块输入到二维码编码模块，形成编码后图像并显示在显示模块上；

接收端通过摄像模块采集发送端显示模块显示的二维码图像序列信息；

解码模块对上述的二维码图像序列进行解码，形成数据块；

通过数据合并模块形成最终的数据。

10、根据权利要求9所述的手持设备的数据通讯方法，其特征在于其中：给定发送端发送图像的帧率为n(帧/秒)，数据传输率为p(bps)时，每帧图像中嵌入的数据容量Q为

                         Q＝p/n

此时，当传输的数据长度为L时，则在该数据传输率下传输数据需要的帧数N为

                      N＝floor(L/Q)+1

其中floor()函数表示向下取整，则总共需要传输的时间为N/n。

11、根据权利要求10所述的手持设备的数据通讯方法，其特征在于其中通过数据分割模块将数据以Q大小连续分割要传输的数据，形成N个相同大小的数据块。

12、根据权利要求9所述的手持设备的数据通讯方法，其特征在于其中所述的二维码的编码模块可以选择PDF417、QR码、Data Matrix二维码编码方法。

13、根据权利要求9所述的手持设备的数据通讯方法，其特征在于其中在解码模块对二维码图像序列解码的步骤之前更包括进行图像的校正和二值化的预处理步骤。

14、根据权利要求9所述的手持设备的数据通讯方法，其特征在于其中在对二维码图像序列解码的同时，利用二维码带有的纠错功能对传输过程中的差错进行纠错。

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