[发明专利]一种基于多频声波的高可靠性数据传输方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术，尤其涉及一种基于多频声波的高可靠性数据传输方法及装置。

背景技术

目前，手机之间或手机与电脑之间的通讯方式较多，包括蓝牙、无线网络和其他近场通讯方式，但这些通讯方式对硬件配置有较高和特定的要求，建立通讯的过程较为繁琐，软硬件成本较高，覆盖面窄，不便于进行手机现场支付、与手机之间互传私密资料等对数据传输的可靠性要求较高的数据传输。

公开号为CN101247183A的专利申请，公开了一种采用某一频率的高频波形结合水平部分，表达1、0数值，实现超声波通讯的方法。该方法发送端采用MCU(Micro Control Unit，简称微控制单元)中断方式读取包络参数，发出高频模拟信号；接收端模拟电路对麦克风模拟信号进行放大、带通滤波、包络检波和整形处理，获得低频方波信号，然后解码为二进制数据。在通讯信息之前增加一位高电平起始位，由接收端模拟电路判断此起始位高电平信号是否持续4～9毫秒，以判断是否接收通讯信息；接受通讯信息时，接收端MCU开启中断，读取为低电平则数据位为“0”，高电平则数据位为“1”。但实际使用超声波进行数据通讯时，手机、电脑配备的喇叭、麦克风的声音频率范围较窄，灵敏度受限，且受环境噪音影响，容易出现声波失真，导致数据传输时错误率太高，不能达到高可靠性数据传输的实用要求。该专利申请公开的方法，采用二进制方式编码数据，每单位传输数据的信息量少，大数据量传输时，遇有波形失真的概率高；“0”、“1”数值的判断简单通过电平高低决定，在环境噪音影响较大时，电平高低值失真率高，高低电平分界的门限值随环境影响变化大，无法准确设置；某位数据的判断出现差错时，无法校验纠错，一位出错，即可导致整个报文出错；手机、电脑的物理构造在出厂时已经固化，应用时再改造电路的成本太高。该方法难以满足手机、电脑进行高可靠性的数据传输的实用要求。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于多频声波的高可靠性数据传输方法及装置，在不改变终端的物理构造和操作系统的基础上，利用终端的喇叭和麦克风实现高可靠性的数据传输。

技术方案：本发明所述基于多频声波的高可靠性数据传输方法，包括如下步骤：

(1)首先通过数据编码单元计算需传输数据的校验值，在需传输数据后加上校验值和结束符，组成完整数据；

(2)再通过数据编码单元对步骤(1)中得到的完整数据，对照编码规则，转换到对应的声波频率上，根据单个频率的发送持续时间组成连续的多频声波信息；

(3)通过多频声波发送单元控制发声装置按照多频声波信息连续地发出声波信号，并不断循环，直至传输完成或到达超时时间；

(4)通过多频声波接收单元，控制收听装置近距离接收发声装置发出的声波信号，直至接收的音频信息达到长度要求，保存接收到的完整音频信息，并设定循环数i的初始值为0；

(5)通过数据解码单元对保存的完整音频信息进行计算解析，对照与步骤(2)相同的编码规则，将完整音频信息按单个频率持续时间长度分成相应数目的时间分段，计算各个频率在每个时间分段内的幅度值并进行排序，其中幅度值最大的频率为该时间分段内的首选频率，其他频率为该时间分段内的备选频率，再将所有声波频率转换到相应的数值上；

(6)将各个时间分段内首选频率对应的数值组成一组完整数据，进行校验，判断校验是否成功，若判断结果为是，则完成多频声波的数据传输；

(7)若步骤(6)中的判断结果为否，则依幅度值由大到小的次序用各个时间分段内备选频率对应的数值替换首选频率对应的数值，组成一组完整数据，进行校验，判断校验是否成功，若判断结果为是，则完成多频声波的数据传输；

(8)若步骤(7)中的判断结果为否，则判断循环数i＝n是否成立，若判断结果为是，则多频声波的数据传输失败，其中，n为大于1的自然数；

(9)若步骤(8)中的判断结果为否，则将步骤(4)中接收的完整音频信息的起始位置向后偏移一个偏移时间长度后再进行保存，i＝i+1；返回步骤(5)，所述偏移时间长度为单个频率持续时间长度的1/n。

上述方法亦可以采用计算机软件方法实现。

所述需传输数据可以优选采用2进制、4进制、8进制、10进制、或16进制方式中的一种进行定义；以10进制定义为例，10进制包含0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个数值，分别与十个不同的声波频率一一对应；频率值、数值、发送持续时间和对应关系可以配置调整。