一种用于手机的音频信号数据通信方法
CN 103220428 A
ABSTRACT
本发明公开了一种手机音频信号数据通信方法，所述手机通过音频端口连接射频识别外设，所述方法包括以下步骤：一：外部设备准备好待传输的信息，将信息按协议格式封装到协议中；二：封装完毕，对其进行ask调制，将数据转化为二进制形式；三：将转换后的二进制编码以声音的形式发出去；四：当声音传输到手机端的时候，手机感应接收音频信号；五：对收到的音频信号进行ask解调，使声波量化；六：对量化完成后的信号进行反编码,即对第二步中得到的曼彻斯特编码进行解码,从1到0的跳变是1，从0到1的跳变是0；七：对得到的数据按照协议进行处理操作。本发明利用手机标准接口实现手机与外围设备的数据连接、通信，使得外围设备与手机的连接方式更加统一，外围设备更容易定型。
CLAIMS(2)
1.一种手机音频信号数据通信方法，其特征是:所述手机通过音频端口连接射频识别外设，所述方法包括以下步骤: 步骤一:外部设备准备好待传输的信息，将信息按协议格式封装到协议中； 步骤二:封装完毕，对其进行ask调制，将数据转化为二进制形式； 步骤三:将转换后的二进制编码以声音的形式发出去； 步骤四:当声音传输到手机端的时候，手机感应接收音频信号； 步骤五:对收到的音频信号进行ask解调，使声波量化； 步骤六:对量化 完成后的信号进行反编码，即对第二步中得到的曼彻斯特编码进行解码，从I到O的跳变是I，从O到I的跳变是O; 步骤七:对得到的数据按照协议进行处理操作。
2.根据权利要求1所述的一种手机音频信号数据通信方法，其特征是:前述步骤二和三之间还设有一步骤，即对步骤二得到的二进制数据进行曼彻斯特编码转换。
DESCRIPTION
一种用于手机的音频信号数据通信方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于手机的音频信号数据通信方法。
背景技术
[0002] 随着智能手机功能越来越强大，价格越来越低廉，截至2012年6月底，通过手机接入互联网的网民数量已经达到3.88亿，首次超越台式电脑(接入数量3.80亿)，成为最大的网络接入终端。(《第30次中国互联网络发展状况统计报告》，中国互联网络信息中心)
基于手机或平板电脑等移动平台的应用越来越多，难免需要手机与其他外接设备进行通信，而现有的手机、平板电脑的数据通信接口大多不统一，有mini USB, micro USB、iphone接口等多种形式，需要配备多种数据线才能实现连接。
[0003] 此外，现有的通信接口，比如蓝牙，wifi，使用时可能出现蓝牙不能匹配，或者wifi掉线，操作的灵活性差，兼容性不好；而现有的音频接口，比如拉卡拉，因为其使用独立的芯片，通过音乐的音调和音阶等方式编解码，增加了音频编解码芯片，增加了成本。
发明内容
[0004] 本发明要解决的技术问题是，现有的电子设备通讯接口不统一，需配备多种数据线用于连接，不便于使用，且成本较大。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种手机音频信号数据通信方法，所述手机通过音频端口连接射频识别外设，所述方法包括以下步骤:步骤一:外部设备准备好待传输的信息，将信息按协议格式封装到协议中；步骤二:封装完毕，对其进行ask调制，将数据转化为二进制形式；步骤三:将转换后的二进制编码以声音的形式发出去；步骤四:当声音传输到手机 端的时候，手机感应接收音频信号；步骤五:对收到的音频信号进行ask解调，使声波量化；步骤六:对量化完成后的信号进行反编码，即对第二步中得到的曼彻斯特编码进行解码，从I到O的跳变是I，从O到I的跳变是O ;步骤七:对得到的数据按照协议进行处理操作。
[0006] 本专利采用ASK调制/解调和曼彻斯特编码等方式，简单有效地实现了一种音频信号数据信息传输方法，借助智能手机的处理能力，通过音频接口，实现数据和信号的传输，使手机成为外围设备的命令和数据中心；与现在其他的通信接口，比如蓝牙，wifi相t匕，音频接口非常普遍，每个手机都有音频接口，且价格低廉，不会出现蓝牙不能匹配的情况，或者wifi的掉线情况，应用起来，非常灵活，兼容性好；与当今其他音频接口相比，比如拉卡拉，本发明无需产品使用独立的芯片，不通过音乐的音调和音阶等方式编解码，减少了音频编解码芯片，减少了成本。
[0007] 为了信息传输的稳定性，前述步骤二和三之间还设有一步骤，即对步骤二得到的二进制数据进行曼彻斯特编码转换。曼彻斯特编码的好处在于，每一位信息，不论O或1，都会跳变，它是以跳变来区分信息，所以，不会出现0000000或者1111111这种情况，而这种很多个O和很多个I的出现，其缺点是，在进行信号采样的时候，比较容易产生误判，而误判的原因来自于过长的高或者低电压，导致信号采样点的分析不准确.比如4个采样点代表I个O，那么00000000就包含有32个左右的采样点，而0000000就包含有28个左右的采样点，假设某次的采样点是30个，那么到底是8个0，还是7个0，比较不容易判断准确，会有失误，这是因为信号的累积效应而形成的，而曼彻斯特编码是靠跳变来判断的，不用数O或I的个数，能解决这种累计效应。
[0008] 本发明的优点是:利用手机标准接口实现手机与外围设备的数据连接、通信，使得外围设备与手机的连接方式更加统一，外围设备更容易定型。
附图说明
[0009] 图1是数据封装格式示意图。
[0010] 图2是声波量化前后的对比示意图。
具体实施方式
[0011] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0012] 如图1-2所示，一种手机音频信号数据通信方法，所述手机通过音频端口连接射频识别外设，所述方法包 括以下步骤:步骤一:外部设备准备好待传输的信息，将信息按协议格式封装到协议中；步骤二:封装完毕，对其进行ask调制，将数据转化为二进制形式；步骤三:对前一步骤得到的二进制数据进行曼彻斯特编码转换；步骤四:将转换后的二进制编码以声音的形式发出去；步骤五:当声音传输到手机端的时候，手机感应接收音频信号；步骤六:对收到的音频信号进行ask解调，使声波量化；步骤七:对量化完成后的信号进行反编码，即对第二步中得到的曼彻斯特编码进行解码，从I到O的跳变是I从O到I的跳变是O ;步骤八:对得到的数据按照协议进行处理操作。
[0013] 通过音频端口手机与某外部设备的完整通信方式描述如下:
外部设备准备好待传输的信息，此处假定为128bits，将128bits信息封装到协议中，该协议表示了数据段的SOF起始位，长度Length，命令内容CMD，信息Payload，CRC校验和EOF结束位等信息。
[0014] 封装完成以后，将数据转化为二进制形式，准备发送。
[0015] 发送之前，还要对二进制数据，进行曼彻斯特编码的转换，这样做是为了增加电信号数据在传输中的稳定性。
[0016] 通过频率发生器将转换后的二进制编码，以声音的形式发出去，采用16bit的音频，定义声音的量级最低为0，最高位65535，所以，二进制的I表示为65535，二进制的O表示为声音的0，采样频率为44.ΙΚΗζ，然后发出声波，编码阶段的任务便告一段落。
[0017] 当声音传输到手机端的时候，手机会感应到这个音频信号。
[0018] 收到声音后，进行量化声波，根据每个手机情况不同，采集到的音量会有256或65535个音量等级，在0-128之间的时候为0，128-256之间的时候为1，或者0-32767之间的时候为0，32767-65535之间为I进行量化，量化的效果如图所示，假设是:
1010101010101001101010101010100110101010101010011010101010101001
0101011010100101
010101010101011001010101 01010101 01010101 01010101 01010101 01010101 01010101 0101010101010101 01010101 01010101 01010101 01010101 01010101 01010101 0101010101010101 01010101 01010101 01010101 01010101 01010101 01010101 010101100110011001100110100110011001100110011001
量化完成后，进行反编码，第二步中得到的是曼彻斯特编码，对其进行解码，即从I到O的跳变是I从O到I的跳 变是0，所以第二步中的编码变成:11111110111111101111111011111110(FEFEFEFE)
00011100 (IC)
00000001 (01)
000000000000000000000001 01010101101010101010(55AAA)对得到的数据按照协议进行处理操作:
FEFEFEFE为帧头，AAA为帧尾，55为CRC
读取length字段值，IC为28，确认无误后，读取CRC为55，对数据进行CRC校验 校验无误后，取出CMD命令01，此处01命令为卡号
获取 Payload 中的值，得到 128bits 数据信息
000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
000000001至此，一次得到卡号的信息解码宣告完成。
