技术领域

本发明涉及一种通讯系统及方法， 特别涉及一种通过音频信号进行通讯的系统及 方 法。 背景技术

目前市场上的一些非接触式的通讯装置， 都需要硬件上的支持， 如 RFID技术， 就需 要一个特制的卡片， 才能进行身份的识别。 以该卡作为会员卡的应用为例， 在用户在多个 商家拥有会员卡时， 用户就需要随身携带多个会员卡， 已便在该商家消费时使用。

蓝牙技术也可应用于电子装置， 进行非接触式识别， 且可直接应用于智能手机， 而不 需要一个特制装置， 但是， 蓝牙技术需要高度编程才可在不同的站点（如 商家）进行使用， 打开蓝牙， 会增加手机的安全风险， 且使用蓝牙也很费电， 所以若使用安装有蓝牙的电子 装置作为识别终端， 不太实用， 且蓝牙技术也需要接口， 天线等硬件上的支持， 使用成本 也较高。 发明内容

本发明要解决的技术问题在于， 针对相关技术中的不足， 提供一种无线通讯系统及方 法， 不需要硬件的支持， 且成本低。

本发明解决其技术问题所釆用的技术方案是： 一种无线通讯系统， 包括

一信号编码模块， 根据预设的编码规则对预设的高频音频信号频 率进行编码， 并建立 一编码库存储该编码；

一信号釆样模块， 釆样一高频音频信号产生装置所产生的高频音 频信号；

一信号变换模块，先对所釆样的音频信号进行 傅里叶变换，将该音频信号变换为频率， 然后从变换后的频率中获取主要频率， 并存储所获取的主要频率；

一信号解码模块， 根据编码库中的编码将获取的主要频率解码为 预设的编码； 以及 一输出模块， 输出解码后的的编码。

还提供一种无线通讯方法， 包括： 根据预设的编码规则对预设的高频音频信号频 率进行编码， 并建立一编码库存储该编 码；

釆样一高频音频信号产生装置所产生的高频音 频信号； 对所釆样的音频信号进行傅里叶变换， 将该音频信号变换为频率；

从变换后的频率中获取主要频率， 存储所获取的主要频率；

根据编码库中的编码将获取的主要频率解码为 预设的编码； 以及

输出解码后的的编码。

本发明的有益效果是： 通过对高频音频信号的频率进行编码， 通过一信号产生装置产 生一高频音频信号， 通过一终端上安装的无线通讯系统对该高频音 频信号识别， 从而达到 识别该信号产生装置所在站点， 如此， 可以不需要硬件上的支持， 成本比较低。 附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说 明， 附图中：

图 1为本发明第一实施方式中的无线通讯系统的� �块图；

图 2为图 1所示无线通讯系统所应用环境的示意图；

图 3为图 1所示无线通讯系统识别图 2中的信号产生装置所产生的高频音频信号的� � 法的流程图；

图 4为本发明第二实施方式中的无线通讯系统的� �块图；

图 5为本发明图 4所示无线通讯系统识别信号产生装置所产生� �高频音频信号的方法 的流程图；

图 6为电子装置只接收信号产生装置产生的音频� �号的信号处理方法流程图； 图 7为一第一电子终端及一第二电子终端同时作� �信号发射端及信号接收端进行双向 通讯的方法的流程图。 具体实施方式

以下结合具体实施例和说明书附图对本发明做 进一步详细说明。

如图 1所示， 为本发明第一实施方式中的无线通讯系统的模 块图。 该无线通讯系统 1 包括： 信号编码模块 10、信号釆样模块 11、信号变换模块 12、 滤波模块 13、解码模块 14、 数值校验模块 15、 数值转换模块 16、 多字节处理模块 17及输出模块 18。

图 2为该图 1所示无线通讯系统 1所应用环境的示意图。 应用时， 该无线通讯系统 1 安装于该电子装置 3。 该电子装置 3包括音频釆样单元 31 , 内部存储单元 32、 外部存储单 元 33及处理单元 34。 该内部存储单元 32又进一步包括寄存器 321及緩存区 322。 该处理 单元 34用于执行该无线通讯系统 1的各模块的功能。

该信号编码模块 10根据一定的规则建立一编码库， 该编码规则为以一预设的高频音 频信号频率表示一编码， 该编码可为二进制码， 也可为摩尔斯电码。 在该编码为二进制码 时， 则每个预设的高频音频信号编码表示二进制中 的每一位的值。 例如， 二进制中第 0位 的值 "0" 以频率 17157Hz表示， 第 0位的值 "1" 以频率 19832Hz表示， 第 1位的值 "0" 以 17337Hz表示， 第 1位的值 "1" 以频率 19910Hz表示， 如此类推， 则可给二进制的每 位的值都设置一预定的高频音频信号的频率。 在该编码为摩尔斯编码时， 则摩尔斯编码中 的 " -"、 ". "、 及空格分别以一预设的高频音频信号表示， 在数据处理时， 该摩尔斯编码 也会被转换为以 "0" 和 "Γ 及空格表示的数字串， 其中 " - " 被转换为 "Γ , ". " 被转 换为 "0", 例如， 以 17.1Hz表示 ". "， 以 18.1Hz表示 以 19.1Hz表示空格。

在本实施方式中， 在编码为二进制数或摩尔斯编码时， 可在两位数之间插入一异或校 验位， 每个异或校验位的值也以一预设的高频音频信 号频率表示， 如第一校验位的值 "0" 以频率 20120Hz表示， 第一位校验位的值 "Γ 以频率 20150Hz表示。 该信号产生装置 2端预置了该编码库， 并可才艮据预设或者用户输入的代码产生一高 频 音频信号， 如若预设或者用户输入的二进制码为 110, 则该信号产生装置 2只需依序产生 一段各位数字所代表的频率的音频信号即可， 即 17157Hz&19910Hz$20120Hz。

该信号产生装置 2以比较低的功率输出该高频音频信号， 以使一般用户无法听到该高 频音频信号。 本实施方式中， 该信号产生装置 2 所产生的高频音频信号的频率的范围在 17.1Hz到 21.5Hz, 该信号产生装置 2为可以产生音频信号的任何电子装置， 如商场的电子 终端， 智能手机， 或者具有喇叭的电脑等。 在实际应用中， 可才艮据该信号产生装置 2的具 体应用领域， 为其预设不同的识别码（ID ), 使其产生不同的音频信号， 以让其他可以与 该信号产生装置 2通讯的电子装置 3才艮据该信号产生装置 2发出的音频信号识别该信号产 生装置 2。 一般情况下， 该信号产生装置可产生 12位的信号， 即可以分配 4096个 ID给不 同的应用终端。

通常， 该信号产生装置 2所产生的信号的覆盖范围为 5mm-10cm, 特制的信号产生装 置 2的信号覆盖范围也可以达到 10m。 该信号产生装置 2所产生信号的覆盖范围主要取决 于信号产生装置 2中的放大器的功率， 如果使用直流电源， 则该信号产生装置 2所产生的 信号可以达到几米。

该信号产生装置 2所产生的信号最好为干净的正弦信号，这样� �产生的信号比较安静， 如果所产生的是方波或者三角波， 虽然会产生噪音， 但也可以被识别。 在本实施方式中， 为了产生干净的正弦信号， 可使用 PWM信号源， DDS信号源， 或者多频率正弦产生器。

在需要通过电子装置 3使用该系统 1来识别该信号产生装置 2产生的信号时， 该电子 装置 3响应用户的操作， 启动该系统 1 , 开始读取并识别该信号产生装置 2产生的音频信 号， 具体方法可参考图 3, 首先， 在步骤 S301中， 该信号釆样模块 11釆样该信号产生装 置 2产生的一预设长度的音频信号， 本实施方式中， 该电子装置 3通过该音频釆样单元 31 釆集高频音频信号， 本实施方式中， 该音频釆样单元 31为麦克风。

在步骤 S302中， 该滤波模块 12对所釆样的高频音频信号进行滤波， 过滤掉周围环境 中产生的高频音频信号， 如玻璃或者金属的敲击声。 一般如果在统一帧信号中同时出现了 "0" 和 "1" , 则认为该信号为周围环境产生的高频音频信号 。

在步骤 S303中， 该信号变换模块 13先对所釆样的音频信号进行傅里叶变换， 将该音 频信号变换为频率， 然后从变换后的频率中获取主要频率， 并将所获取的主要频率存储在 内部存储器。

在步骤 S304中， 该解码模块 14逐一获取存储器中的频率值。

在步骤 S305中， 该解码模块 14确定所获取的频率值是否为编码表中的预设� ��频率之 一， 若是， 则执行步骤 S306, 若不是， 则执行步骤 S304, 获取下一个频率值。

在步骤 S306中， 该解码模块 14从编码表中获取该频率值的对应的数字， 将该数字存 入该寄存器 321 , 以编码库中的编码为二进制数为例， 若频率值为 17157Hz, 则可确定该 频率值对应的数字为二进制数的第 0位对应的数字 "0", 若频率为 19910Hz, 则可确定该 频率值对应的数字为二进制数第 1位对应的数字 "1" , 若频率值为 20120Hz, 则可确定该 频率值对应的为数字为第一个校验位的数字 " Γ。

在步骤 S307中， 该解码模块 14判断存储器 31中的频率值是否获取完毕？ 若没有， 则返回步骤 S303, 获取下一频率值； 若获取完毕， 则执行步骤 S308;

在步骤 S308中，该解码模块 13确定寄存器 321是否已满？ 若没有，则执行步骤 S301 , 重新釆样一音频信号， 直到寄存器 321中的数值写满； 若有， 则执行步骤 S309。

在步骤 S309中， 数值校验模块 15校验该数值是否正确。 若数值不正确， 则执行步骤 S310, 若数值正确， 则执行步骤 S311。 本实施方式中， 以下两种情况下数值将视为无效数 值： 第一种为同一位上的数字 "0" 和 "Γ 连接出现， 如 17157Hz和 19852Hz或 19334Hz 和 19910Hz; 第二种为确定检验码与校验码之前的数值的逻 辑校验和是否匹配，如果匹配， 则数值正确， 如果不匹配， 则数值不正确， 例如， 若音频信号的频率 17157Hz、 17334Hz 和 20120Hz, 该音频信号解码后的数字应为 100, 其中 1为校验码， 00的异或校验和应该 为 0,如此，则说明该数值不正确，再例如若音频� ��号的频率 17157Hz、 19910Hz和 20150Hz, 则该音频信号解码后的数值应为 010, 其中第二位的 "0" 为校验码， 而数值 "10" 的逻辑 校险和应当为 " 1 ", 如此则说明该数值也不正确。

在步骤 S310中， 在数值不正确时， 则数值校险模块 15重置该寄存器 321 , 然后流程 返回步骤 S301 , 重新釆样一音频信号进行识别。

在步骤 S311 , 在数值正确时， 数值转换模块 16将寄存器 321中的数字解码为该数字 所代表的字符， 如十进制数字， 字母， 汉字等， 并将解码后的字符存入緩存区 322。

在步骤 S312中， 该多字节处理 17判断緩存区 322中的字符是否为多字节字符， 如果 不是， 则执行步骤 S313, 如果是， 则执行步骤 S314。

本实施方式中， 在字符为多字节时， 可设置一多字节字符识别码及一多字节字符终 结 码， 该多字节处理模块 16在识别该緩存区中的字符中具有一多字节字� ��识别码时， 则确 定该字符为多字节字符。

在步骤 S313中， 该输出模块 18输出该数值， 结束识别的流程。

在步骤 S314中， 该多字节处理模块 16确认该字符是否为该多字节字符的终结码， 若 不是， 则执行步骤 S315 , 若是， 则执行步骤 S316。

在步骤 S315中， 该多字节处理模块 14重置该寄存器 321 , 然后返回步骤 S301。 在步骤 S316中，该输出模块 18输出緩存区 322中存储的多个字节组成的字符串的值， 结束识别流程。

如图 4及图 5所示， 分别为本发明第二实施方式中的无线通讯系统 4的模块图及通过 无线通讯系统 4识别信号产生装置 2所产生的音频信号的方法的流程图。 该无线通讯系统 4包括： 信号编码模块 40、 信号釆样模块 41、 滤波模块 42、 信号变换模块 43、 解码模块 44及输出模块 45。 其中该信号编码模块 40为每个预设的高频音频频率设置一代码， 该代 码可为单个字符， 如数字， 字母， 也可为字符组合， 如为 17.1Hz的高频音频信号设置一代 码 6 , 为 17.2Hz的音频信号设置一代码 7 , 为 17.3Hz的高频音频信号设置一代码 8 , 以此 类推。 该信号釆样模块 41、 滤波模块 42及信号变换模块 43与第一实施方式中的信号釆样 模块 11、 滤波模块 12及信号变换模块 13所实现的功能相同， 即步骤 S601、 S602 、 S603 与图 3中的步骤 S301、 S302 、 S303相同， 该解码模块 44所执行的步骤 S604及 S605的 功能 与图 3中步骤 S304及 S305相同， 故在此不再赘述。

在步骤 S606中， 该所获取的频率为编码表中的预设频率之一时 ， 该解码模块 44则从 编码表中获取该频率值的对应的代码， 将该代码存入緩存区。

在步骤 S607中， 该解码模块 44确定内部存储单元 32中的频率值是否获取完毕， 若 没有完毕， 则返回执行步骤 S604, 若完毕， 则执行步骤 S608。 在步骤 S608中，该输出模块 43判断数据是否传输完毕，若没完毕，则返回� ��骤 S601 , 重新釆样音频信号， 若完毕， 则执行步骤 S609。

本实施方式中，可预先设置一起始符及一终结 符，该起始符为所传输数据的起始标识， 该终结符为所传输数据的终结标识。 在确定数据是否传完时， 可在读到起始符之后， 确定 起始符之后的读到的字符是否为终结符， 若为终结符， 则数据传输完毕， 若未读到终结符， 则数据未读取完毕。

在步骤 S609中， 该输出模块 45输出緩存区中的代码组合。

本实施方式中， 该输出模块 45输出起始符与终结符之间的代码。

如图 6所示， 为该电子装置 2只接收信号产生装置 2产生的音频信号的信号处理方法 流程图。 在步骤 S401中， 接收该信号产生装置 2产生的音频信号。

在步骤 S402中， 对该音频信号做图 3所示处理。

在步骤 S403中， 对产生的数值进行处理， 以执行预设的功能。

如图 7所示， 为一第一电子终端 51及一第二电子终端 52同时作为信号发射端及信号 接收端进行双向通讯的方法的流程图。

在步骤 S501中， 第一电子终端 51才艮据用户的输入产生一音频信号。

在步骤 S502中， 该第二电子终端 52接收该音频信号。

在步骤 S503中， 该第二电子终端 52通过图 3所示的方法识别该音频信号。

在步骤 S504中， 该第二电子终端 52产生一回复音频信号。

在步骤 S505中， 该第一电子终端 51接收该回复音频信号， 并通过图 3所示的方法识 别该音频信号。 两者的通讯一直持续到用户预设的通讯协议结 束为止。

以上所述仅是本发明的优选实施方式， 本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例， 凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明 的保护范围。 应当指出， 对于本技术领域的 普通技术人员来说， 在不脱离本发明原理前提下的若干个改进和润 饰， 这些改进和润饰也 应视为本发明的保护范围。