CN 103220428 A
一種用於手機的音頻信號數據通信方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種用於手機的音頻信號數據通信方法。
背景技術
[0002] 隨着智能手機功能越來越強大，價格越來越低廉，截至2012年6月底，通過手機接入互聯網的網民數量已經達到3.88億，首次超越臺式電腦(接入數量3.80億)，成爲最大的網絡接入終端。(《第30次中國互聯網絡發展狀況統計報告》，中國互聯網絡信息中心)
基於手機或平板電腦等移動平臺的應用越來越多，難免需要手機與其他外接設備進行通信，而現有的手機、平板電腦的數據通信接口大多不統一，有mini USB, micro USB、iphone接口等多種形式，需要配備多種數據線才能實現連接。
[0003] 此外，現有的通信接口，比如藍牙，wifi，使用時可能出現藍牙不能匹配，或者wifi掉線，操作的靈活性差，兼容性不好；而現有的音頻接口，比如拉卡拉，因爲其使用獨立的芯片，通過音樂的音調和音階等方式編解碼，增加了音頻編解碼芯片，增加了成本。
發明內容
[0004] 本發明要解決的技術問題是，現有的電子設備通訊接口不統一，需配備多種數據線用於連接，不便於使用，且成本較大。
[0005] 爲解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是:一種手機音頻信號數據通信方法，所述手機通過音頻端口連接射頻識別外設，所述方法包括以下步驟:步驟一:外部設備準備好待傳輸的信息，將信息按協議格式封裝到協議中；步驟二:封裝完畢，對其進行ask調製，將數據轉化爲二進制形式；步驟三:將轉換後的二進制編碼以聲音的形式發出去；步驟四:當聲音傳輸到手機 端的時候，手機感應接收音頻信號；步驟五:對收到的音頻信號進行ask解調，使聲波量化；步驟六:對量化完成後的信號進行反編碼，即對第二步中得到的曼徹斯特編碼進行解碼，從I到O的跳變是I，從O到I的跳變是O ;步驟七:對得到的數據按照協議進行處理操作。
[0006] 本專利採用ASK調製/解調和曼徹斯特編碼等方式，簡單有效地實現了一種音頻信號數據信息傳輸方法，藉助智能手機的處理能力，通過音頻接口，實現數據和信號的傳輸，使手機成爲外圍設備的命令和數據中心；與現在其他的通信接口，比如藍牙，wifi相t匕，音頻接口非常普遍，每個手機都有音頻接口，且價格低廉，不會出現藍牙不能匹配的情況，或者wifi的掉線情況，應用起來，非常靈活，兼容性好；與當今其他音頻接口相比，比如拉卡拉，本發明無需產品使用獨立的芯片，不通過音樂的音調和音階等方式編解碼，減少了音頻編解碼芯片，減少了成本。
[0007] 爲了信息傳輸的穩定性，前述步驟二和三之間還設有一步驟，即對步驟二得到的二進制數據進行曼徹斯特編碼轉換。曼徹斯特編碼的好處在於，每一位信息，不論O或1，都會跳變，它是以跳變來區分信息，所以，不會出現0000000或者1111111這種情況，而這種很多個O和很多個I的出現，其缺點是，在進行信號採樣的時候，比較容易產生誤判，而誤判的原因來自於過長的高或者低電壓，導致信號採樣點的分析不準確.比如4個採樣點代表I個O，那麼00000000就包含有32個左右的採樣點，而0000000就包含有28個左右的採樣點，假設某次的採樣點是30個，那麼到底是8個0，還是7個0，比較不容易判斷準確，會有失誤，這是因爲信號的累積效應而形成的，而曼徹斯特編碼是靠跳變來判斷的，不用數O或I的個數，能解決這種累計效應。
[0008] 本發明的優點是:利用手機標準接口實現手機與外圍設備的數據連接、通信，使得外圍設備與手機的連接方式更加統一，外圍設備更容易定型。
附圖說明
[0009] 圖1是數據封裝格式示意圖。
[0010] 圖2是聲波量化前後的對比示意圖。
具體實施方式
[0011] 下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0012] 如圖1-2所示，一種手機音頻信號數據通信方法，所述手機通過音頻端口連接射頻識別外設，所述方法包 括以下步驟:步驟一:外部設備準備好待傳輸的信息，將信息按協議格式封裝到協議中；步驟二:封裝完畢，對其進行ask調製，將數據轉化爲二進制形式；步驟三:對前一步驟得到的二進制數據進行曼徹斯特編碼轉換；步驟四:將轉換後的二進制編碼以聲音的形式發出去；步驟五:當聲音傳輸到手機端的時候，手機感應接收音頻信號；步驟六:對收到的音頻信號進行ask解調，使聲波量化；步驟七:對量化完成後的信號進行反編碼，即對第二步中得到的曼徹斯特編碼進行解碼，從I到O的跳變是I從O到I的跳變是O ;步驟八:對得到的數據按照協議進行處理操作。
[0013] 通過音頻端口手機與某外部設備的完整通信方式描述如下:
外部設備準備好待傳輸的信息，此處假定爲128bits，將128bits信息封裝到協議中，該協議表示了數據段的SOF起始位，長度Length，命令內容CMD，信息Payload，CRC校驗和EOF結束位等信息。
[0014] 封裝完成以後，將數據轉化爲二進制形式，準備發送。
[0015] 發送之前，還要對二進制數據，進行曼徹斯特編碼的轉換，這樣做是爲了增加電信號數據在傳輸中的穩定性。
[0016] 通過頻率發生器將轉換後的二進制編碼，以聲音的形式發出去，採用16bit的音頻，定義聲音的量級最低爲0，最高位65535，所以，二進制的I表示爲65535，二進制的O表示爲聲音的0，採樣頻率爲44.ΙΚΗζ，然後發出聲波，編碼階段的任務便告一段落。
[0017] 當聲音傳輸到手機端的時候，手機會感應到這個音頻信號。
[0018] 收到聲音後，進行量化聲波，根據每個手機情況不同，採集到的音量會有256或65535個音量等級，在0-128之間的時候爲0，128-256之間的時候爲1，或者0-32767之間的時候爲0，32767-65535之間爲I進行量化，量化的效果如圖所示，假設是:
1010101010101001101010101010100110101010101010011010101010101001
0101011010100101
010101010101011001010101 01010101 01010101 01010101 01010101 01010101 01010101 0101010101010101 01010101 01010101 01010101 01010101 01010101 01010101 0101010101010101 01010101 01010101 01010101 01010101 01010101 01010101 010101100110011001100110100110011001100110011001
量化完成後，進行反編碼，第二步中得到的是曼徹斯特編碼，對其進行解碼，即從I到O的跳變是I從O到I的跳 變是0，所以第二步中的編碼變成:11111110111111101111111011111110(FEFEFEFE)
00011100 (IC)
00000001 (01)
000000000000000000000001 01010101101010101010(55AAA)
對得到的數據按照協議進行處理操作:
FEFEFEFE爲幀頭，AAA爲幀尾，55爲CRC
讀取length字段值，IC爲28，確認無誤後，讀取CRC爲55，對數據進行CRC校驗 校驗無誤後，取出CMD命令01，此處01命令爲卡號
獲取 Payload 中的值，得到 128bits 數據信息 000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
000000001
至此，一次得到卡號的信息解碼宣告完成。