[发明专利]一种基于双音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，尤其涉及一种基于双音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。该方法基于硬件模块的配合改造，在发送端采用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。

双音多频(Dual Tone Multi Frequency，简称DTMF)是由贝尔实验室开发的信令方式，通过承载语音的模拟电话线传送电话拨号信息，在电话通信中有广泛的应用。DTMF由高频群和低频群组成，高频群和低频群各包含4个频率。一个高频信号和一个低频信号叠加组成一个组合信号，代表一个数字，因此DTMF信号有16个编码。如果将传统的DTMF方式直接应用在移动终端音频数据通讯方面，存在下面一些问题：1、传输中存在可以被听到的拨号音，较长时间的拨号音会让使用者不舒服；2、国际电报电话咨询委员会(International Telephone and Telegraph Consultative Committee，简称CCITT)规定每秒最多按10个键，即每个键时隙最短为100MS，其中音频实际持续时间至少为45MS，不大于55MS，时隙的其他时间内保持静默，因此按键产生双音频信号时，相继的两个信号间隔一段时间，这种适用于硬件解码器的方式很难被手机等移动终端的软件处理；3、麦克风录音后，环境噪音的影响将导致静默期的判断不准确；4、未考虑数据校验和纠错。

若采用单音多频声波信号的方式传输数据，其缺点是每个时间段内，单一频率信号只能表示一个数值，单位传输的数据量不足，导致数据传输的时间加长，更易受环境噪音影响而出现错误。

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双音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：本发明所述基于双音多频声波的高可靠性数据传输方法，包括如下步骤：

一种基于双音多频声波的高可靠性数据传输方法，包括如下步骤：

(1)首先通过数据生成单元计算需传输数据的校验值，给需传输数据加上校验起始标志和校验值，组成完整数据；

(2)再通过双音多频信息编码单元对步骤(1)中得到的完整数据，对照编码规则，转换到对应的双音多频叠加信号上，根据发送持续时间组成连续的双音多频叠加信号信息；

(3)通过双音多频声波发送单元控制发声装置按照双音多频叠加信号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)通过双音多频声波接收单元，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；