[发明专利]基于超声波实现通讯的发送装置、接收装置、系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及通讯技术，具体涉及基于超声波实现通讯的发送装置、接收装置、系统和方法。

背景技术

人们能听到声音是由于物体振动产生的，它的频率在20HZ～20KHZ范围内，超过20KHZ称为超声波。常用的超声波频率为几十KHZ～几十MHZ。超声波通讯就是通讯双方以超声波作为通讯信息的载体实现信息交互。

目前，基于超声波/类超声波实现通讯的发送装置和接收装置均采用标准的超声波传感器，但标准的超声波传感器价格较为昂贵。

为了解决上述价格昂贵的问题，申请日为2001年9月6日的美国专利US7010098，公开了一种在电话装置上，采用超声波探测话机是否接近机座的装置。该装置包括一设置在机座上的超声信号发生器(ultrasound signalgenerator)，一设置在听筒上的处理电路，话机的免提扬声器与该超声信号发生器相互耦合，借助免提扬声器将超声信号发生器产生的电信号转换为超声波信号发送，听筒从机座接收到超声波信号后，再将其转换为电信号，由话机听筒上的处理电路对该电信号进行包括放大、带通和整形处理，根据处理后的电信号判断话筒接近机座的程度。

该装置采用传统的扬声器(Speaker)作为超声波发射器，采用麦克风作为超声波接收器进行超声波通讯，克服了依靠标准的超声波传感器发送和接收超声波带来通信价格比较昂贵的缺陷，但这种方案还是存在不足之处：话机听筒上的处理电路通过判断接收的电信号大小是否大于预先设定的阈值来确定话机是否接近机座，接近就产生一挂机信号。因此，该方案产生的超声波只能用作感测物体，而不能用作通讯。

而现在，具有声音播放和接收功能的控制电路或微处理器已相当普及且成本低廉，故利用现有声音播放和接收装置来达成无线通讯的功能将是一种十分有价值的技术。

发明内容

为了克服现有技术的不足之处，本发明的第一个主要目的在于提供一种基于超声波实现通讯的发送装置，能够采用超声波携带通讯信息，实现超声波通讯，且成本较低。

本发明的第二个主要目的在于提供一种基于超声波实现通讯的接收装置，能够采用超声波携带通讯信息，实现超声波通讯，且成本较低。

本发明的第三个主要目的在于要提供一种基于超声波实现通讯的音频系统，能够采用超声波携带通讯信息，实现超声波通讯，且成本较低。

本发明的第四个主要目的在于提供一种基于超声波实现通讯的方法，能够采用超声波携带通讯信息，实现超声波通讯，且成本较低。

为达到上述发明目的的第一个方面，本发明提供了一种基于超声波实现通讯的发送装置，该发送装置包括信息调制单元和可发出人耳能听到的音频声波的发射器；

所述信息调制单元，用于接收原始通讯信息，将其调制为低频包络高频模拟信号，驱动所述发射器；

所述发射器，用于将接收自所述信息调制单元的所述低频包络高频模拟信号转换为载有原始通讯信息的高频声波，并发送。

其中信息调制单元可以采用以下方式实现。

其一、所述信息调制单元包括转换模块和调制模块；所述转换模块，用于将接收的原始通讯信息，转换为调制信号，发送给调制模块；所述调制模块，用于根据接收的调制信号和该调制模块确定的载波，将所述调制信号调制入所述载波，形成高频载波，并发送给所述发射器。

其二、所述信息调制单元包括波形生成控制模块和数模转换模块；

所述波形生成控制模块用于接收原始通讯信息，将其转换为低频包络高频数字信号，发送给所述数模转换模块；

所述数模转换模块，用于将接收自波形生成控制模块的所述低频包络高频数字信号，转换为低频包络高频模拟信号，驱动所述发射器。

其中，发射器为一扬声器或一蜂鸣器。

所述高频声波为超声波或类超声波。

为实现上述发明目的的第二个方面，本发明提供了一种基于超声波实现通讯的接收装置，该接收装置包括信息还原单元和可将人耳能听到的音频声波转换为模拟信号的接收器；

所述接收器，用于接收载有原始通讯信息的高频声波，将其转换为低频包络高频模拟信号，发送给所述信息还原单元；

所述信息还原单元，用于将接收自所述接收器的低频包络高频模拟信号进行通讯信息还原处理，从中还原出原始通讯信息。

本发明的接收装置进一步包括控制单元，用于接收所述信息还原单元发来的编码原始通讯信息，对所述编码原始通讯信息进行解码操作，获得原始通讯信息；

所述接收器进一步用于，接收载有编码原始通讯信息的高频声波，将其转换为编码后低频包络高频模拟信号，发送给所述信息还原单元；