基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法
【專利摘要】本發(fā)明是關(guān)于一種基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法，用于智能終端與其配合的數(shù)字外設(shè)之間的通訊，包括以下步驟：智能終端對需要傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，并通過音頻通道發(fā)送至數(shù)字外設(shè)；數(shù)字外設(shè)對接收到的數(shù)字信號進(jìn)行解碼，生成返回結(jié)果；數(shù)字外設(shè)對返回結(jié)果進(jìn)行編碼，并通過音頻通道發(fā)送至智能終端；智能終端對返回結(jié)果進(jìn)行解碼，完成雙向通訊；其中，該智能終端與數(shù)字外設(shè)之間依靠音頻通道進(jìn)行數(shù)字信號收發(fā)，并將占空比技術(shù)應(yīng)用于在音頻通道上傳輸?shù)臄?shù)字信號；同時，該數(shù)據(jù)通訊方法采用多態(tài)邏輯編碼的方式，以多種不同寬幅的單周期矩形波信號進(jìn)行數(shù)字信號的表征。借由本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)便攜式智能終端與數(shù)字外設(shè)的接觸式連接通訊，且安全可靠。
【專利說明】基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)通訊方法，特別是涉及一種基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法，即智能終端利用其音頻通道作為數(shù)字傳輸通道與數(shù)字外設(shè)進(jìn)行通訊的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐步失去了他昔日的光芒，2012年的統(tǒng)計(jì)顯示，利用平板電腦及手機(jī)上網(wǎng)的用戶已經(jīng)超過利用計(jì)算機(jī)上網(wǎng)的用戶，曾一直被視為“遙不可及”的移動互聯(lián)網(wǎng)時代，似乎一夜之間就成為現(xiàn)實(shí)了。科技的快速發(fā)展，使智能手機(jī)、平板電腦的工藝水平不斷完善，性能不斷提高，成本逐漸降低，從而使廣大消費(fèi)者所接受。
[0003]但是，目前智能手機(jī)和平板電腦還無法完全取代計(jì)算機(jī)，很關(guān)鍵的一點(diǎn)是，沒有一種通用的解決辦法來使其像計(jì)算機(jī)那樣通過統(tǒng)一的接口對其他智能終端進(jìn)行控制。從而極大的限制了其功能，使智能手機(jī)與平板電腦的發(fā)展受到了一定的阻礙。
[0004]具體來說，目前手機(jī)與其他智能終端的通訊方式主要有以下幾種:
[0005]1.通過無線技術(shù)，例如通過藍(lán)牙技術(shù)，達(dá)到手機(jī)與其他智能終端通訊的目的，其特點(diǎn)是通訊技術(shù)相對成熟，適用范圍大，但通過無線傳輸，被竊聽泄密的可能性大，無法滿足金融領(lǐng)域安全需求。
[0006]2.通過手機(jī)的USB接口對其他智能終端進(jìn)行控制，其最大的問題是大多數(shù)手機(jī)均不支持OTG協(xié)議，無法通過手機(jī)的USB接口對其他智能終端進(jìn)行控制。
[0007]3.通過音頻口，對外設(shè)進(jìn)行控制，例如市面上流行的拉卡拉，以4K、8K的音頻信號進(jìn)行通訊，以模擬聲音的模擬信號進(jìn)行通訊。但由于每個手機(jī)的音頻處理芯片不同，A/D和D/A轉(zhuǎn)換的效果不同，造成通訊過程中誤碼率很大，很多手機(jī)無法正常通訊。另外，這種模擬過程與常規(guī)的音頻信號容易發(fā)生混淆，有時需要用戶多次發(fā)送同一個命令，系統(tǒng)才能夠識別特定的命令。還有，聲音信號經(jīng)過智能終端的音頻接收IC前，通常都需要經(jīng)過隔直電容，由于各個音頻芯片需要的隔直電容的取值不同，所以很難將某一個特定的頻率的波形進(jìn)行無失真?zhèn)鬏敗?br> [0008]所以，急需一種數(shù)據(jù)通訊方法，能夠使手機(jī)等智能終端與其配合的外設(shè)之間的通訊更安全，更方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提出一種基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法，用于智能終端與其配合的數(shù)字外設(shè)之間的通訊，實(shí)現(xiàn)便攜式智能終端與數(shù)字外設(shè)的接觸式連接通訊，能夠避免使用無線方式下的數(shù)據(jù)盜取以及不可靠；還能夠克服當(dāng)前如拉卡拉、美國的Square等公司提供的技術(shù)所使用的模擬信號通過音頻通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸過程中的信號失真與對環(huán)境干擾要求嚴(yán)苛的問題。
[0010]本發(fā)明的目的是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明提供一種基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法，用于智能終端與其配合的數(shù)字外設(shè)之間的通訊，包括以下步驟:(1)智能終端對需要傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，并通過音頻通道發(fā)送至數(shù)字外設(shè)；(2)數(shù)字外設(shè)對通過音頻通道接收到的數(shù)字信號進(jìn)行解碼，生成返回結(jié)果；(3)數(shù)字外設(shè)對返回結(jié)果進(jìn)行編碼，并通過音頻通道發(fā)送至智能終端；及(4)智能終端對返回結(jié)果進(jìn)行解碼，完成雙向通訊；其中，該智能終端與數(shù)字外設(shè)之間依靠音頻通道進(jìn)行數(shù)字信號收發(fā)，并將占空比技術(shù)應(yīng)用于在音頻通道上傳輸?shù)臄?shù)字信號；同時，該數(shù)據(jù)通訊方法采用多態(tài)邏輯編碼的方式，以多種不同寬幅的單周期矩形波信號進(jìn)行數(shù)字信號的表征。
[0011]本發(fā)明的目的還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
[0012]前述的基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法，其中信號表征的方法包括單邏輯、多邏輯或不同邏輯組合。
[0013]前述的基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法，其中在音頻通道上傳輸?shù)臄?shù)字信號的占空比至少為3:1，以實(shí)現(xiàn)過零翻轉(zhuǎn)，及高壓大于200毫伏的特性。
[0014]前述的基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法，該多態(tài)邏輯編碼包括4態(tài)邏輯編碼。
[0015]前述的基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法，其中在正常通訊之前，可先進(jìn)行調(diào)校，以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。
[0016]前述的基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法，其中在調(diào)校過程中，該智能終端與數(shù)字外設(shè)之間依靠音頻通道進(jìn)行數(shù)字信號收發(fā)，并將占空比技術(shù)應(yīng)用于在音頻通道上傳輸?shù)臄?shù)字信號；同時，采用多態(tài)邏輯編碼的方式，以多種不同寬幅的單周期矩形波信號進(jìn)行數(shù)字信號的表征。
[0017]前述的基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法，其中調(diào)校過程，是對收發(fā)的信號進(jìn)行自適應(yīng)校驗(yàn)和鎖附，滿足傳輸?shù)臄?shù)字信號的頻率、幅值不確定的要求。
[0018]前述的基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法，其中該智能終端預(yù)先設(shè)定傳送的數(shù)字信號的幅值大于200毫伏，以確保與智能終端的音頻口相連接的數(shù)字外設(shè)，通過音頻通道接收到的數(shù)字信號的幅值限制在大于200毫伏。
[0019]前述的基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法，其中該數(shù)字外設(shè)預(yù)先設(shè)定傳送的數(shù)字信號的的幅值小于500毫伏，以確保與數(shù)字外設(shè)相連接的智能終端，通過音頻通道接收到的數(shù)字信號的幅值小于500毫伏。
[0020]前述的基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法，其中該智能終端是便攜式智能終端、穿戴式智能終端或智能車載。
[0021]借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明的基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0022]1、本發(fā)明的基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法涉及的是通過音頻通道的數(shù)字信號傳播，物理接口雖然是音頻信號，但對端智能終端的發(fā)送接收可以不做A/D，D/A轉(zhuǎn)換，可以利用音頻信號的過零翻轉(zhuǎn)及高電壓特性，直接進(jìn)行數(shù)字邏輯傳輸。
[0023]2、本發(fā)明主要用于涉及金融，個人重要私密信息的傳輸。且本發(fā)明采用音頻口傳輸輔以自定義的傳輸信號編碼和協(xié)議，能夠完全避免數(shù)據(jù)被竊取的風(fēng)險。且由于數(shù)據(jù)通過音頻口到外圍硬件的整個傳輸是不被當(dāng)前整個業(yè)界公知標(biāo)準(zhǔn)約束，所以此全新傳輸方式不會基于任何公知的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，有效避免了業(yè)界根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行資料解碼的風(fēng)險。[0024]3、本發(fā)明的基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法，能夠?qū)崿F(xiàn)便攜式智能終端與數(shù)字外設(shè)的接觸式連接通訊，避免使用無線方式下的數(shù)據(jù)盜取以及不可靠；還能夠克服當(dāng)前如拉卡拉、美國的Square等公司提供的技術(shù)所使用的模擬信號通過音頻通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸過程中的信號失真與對環(huán)境干擾要求嚴(yán)苛的問題。
[0025]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1:為本發(fā)明的基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法的流程圖。
[0027]圖2:為單邏輯的表示法。
[0028]圖3:為多邏輯的表示法。
[0029]圖4:為不同邏輯組合的表示法。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的一種基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法的【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
[0031]參閱圖1所示，為本發(fā)明的基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法的流程圖。該基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法是利用音頻口(即音頻接口)直接進(jìn)行數(shù)字信號的傳輸，具體的，可以利用所有智能終端都具有的耳機(jī)插孔作為通訊接口，將其與相應(yīng)的數(shù)字外設(shè)相連接，通過數(shù)字信息技術(shù)進(jìn)行雙向通訊，從而達(dá)到手機(jī)或平板電腦通過有線方式對其他智能外設(shè)控制、通訊的目的。該智能終端可以是便攜式智能終端、穿戴式智能終端或智能車載，例如便攜式智能終端是智能手機(jī)、平板電腦，而穿戴式智能終端是智能手表(具有音頻通道的)，本發(fā)明不對其進(jìn)行限制。
[0032]在正常通訊之前，為了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，可以進(jìn)行調(diào)校，也就是自適應(yīng)。該調(diào)校包括兩個階段，分別為智能終端通過其具體使用的音頻通道對數(shù)字外設(shè)的調(diào)校和數(shù)字外設(shè)對智能終端的調(diào)校，具體有以下的步驟:
[0033](I)智能終端將已編碼的第一調(diào)校波信號經(jīng)由音頻通道發(fā)送至配合的數(shù)字外設(shè)；
[0034]智能終端借由多態(tài)邏輯編碼的方式對第一調(diào)校波信號進(jìn)行編碼，并通過音頻通道發(fā)送至配合的數(shù)字外設(shè)。具體的，智能終端中存儲有第一多態(tài)邏輯對照表，即預(yù)先存儲有各種邏輯波形的時間長度(或時間寬度)，同時規(guī)定了各種邏輯波形的時間長度所需要的時間片(將I秒鐘分成若干等份，每份的時間長度定為時間片)。其中，智能終端還預(yù)設(shè)了其發(fā)出信號的占空比E:1，為了保證信號很好的傳送，占空比E:1要大于等于3:1。具體的，對應(yīng)不同的智能終端，由于其音頻通道的差異，為了能夠正確進(jìn)行數(shù)字信息傳輸，具有E:1占空比的波形被使用，并且占空比至少大于等于3:1，以消除數(shù)字信號在音頻通道傳輸過程的信號失真。
[0035]具體介紹上述編碼的過程，以4態(tài)邏輯編碼為例，智能終端在發(fā)起調(diào)校請求時，首先生成4態(tài)邏輯序列，例如由M個邏輯表征1，N個邏輯表征2，P個邏輯表征3，Q個邏輯表征4組成的4態(tài)邏輯序列，而為了避免干擾，要保證M、N、P及Q取大于4的數(shù)，可不同；其次，對應(yīng)預(yù)先存儲的第一多(4)態(tài)邏輯對照表，計(jì)算生成的4態(tài)邏輯序列中每種邏輯所需要的時間長度，還計(jì)算其所需要的時間片，隨后根據(jù)需要的時間片的個數(shù)按照E:1的占空比分別計(jì)算高電平和低電平的所占時間片的個數(shù)，還將其按照E:1的順序進(jìn)行排列，獲得每種邏輯的數(shù)字序列；最后，將4態(tài)邏輯序列根據(jù)對應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號序列，即第一調(diào)校波信號，并以預(yù)先設(shè)定的幅值，通過音頻通道傳送至配合的數(shù)字外設(shè)。該預(yù)先設(shè)定的幅值大于200毫伏，以確保與智能終端的音頻口相連接的數(shù)字外設(shè)，通過音頻通道接收到的數(shù)字信號的幅值限制在大于200毫伏。
[0036]值得注意的是，該第一調(diào)校波信號實(shí)質(zhì)上是在音頻通道上傳送的數(shù)字信號，其基本的信號波形可以參照圖2所示，具有明顯的數(shù)字信號特性，即明顯的高低電平。
[0037](2)數(shù)字外設(shè)對第一調(diào)校波信號進(jìn)行解碼；
[0038]其中，數(shù)字外設(shè)中存儲有第二多態(tài)邏輯對照表，即預(yù)先存儲有各種邏輯波形的時間長度(或時間寬度)，同時規(guī)定了各種邏輯波形的時間長度所需要的時間片(將I秒鐘分成若干等份，每份的時間長度定為時間片)。數(shù)字外設(shè)還預(yù)設(shè)了其發(fā)出信號的占空比F:1，為了避免信號的干擾，占空比F:1設(shè)于不低于8:1。
[0039]該數(shù)字外設(shè)檢測到高于門限電信號(一般大于200毫伏)的第一調(diào)校波信號后，就要對信號進(jìn)行自適應(yīng)校驗(yàn)和鎖附，滿足傳輸?shù)臄?shù)字信號的頻率、幅值不確定的要求。
[0040]由于各個智能終端在數(shù)據(jù)發(fā)送和接收過程，其基準(zhǔn)時鐘具有差異性(主要是各個智能終端廠商采用不同的音頻編碼及解碼芯片)，所以對于定頻率(也就是傳統(tǒng)的基于標(biāo)準(zhǔn)時鐘采樣的傳輸)檢測方式，會讓一些用戶無法使用，即便是同一部智能終端，其在電源能量不同時，也有可能會出現(xiàn)誤碼。本發(fā)明不會針對特定頻率做定頻率處理，而是當(dāng)外設(shè)與智能終端等便攜設(shè)備連接后，首先進(jìn)行傳輸自適應(yīng)校證和濾波閾值自適應(yīng)鎖附，根據(jù)具體要連接的智能終端的實(shí)際信號情況，進(jìn)行信號訓(xùn)練，為進(jìn)一步有用的數(shù)據(jù)傳輸建立基準(zhǔn)。詳細(xì)的，兩個設(shè)備連接后，設(shè)備可先期針對發(fā)送接收的頻率進(jìn)行自適應(yīng)頻率檢測及鎖附，即事先規(guī)定各種邏輯表征波形的時間長度，未在時間長度的波形視為噪聲，需要去除，同時對范圍內(nèi)的波形差異進(jìn)行比對，將波形差異在10%以上的噪聲去除，記錄每種邏輯表征波形在此設(shè)備上實(shí)際時間長度，將結(jié)果分別存于兩設(shè)備內(nèi)，用于標(biāo)識兩個設(shè)備之間的協(xié)議頻率，達(dá)到兩個設(shè)備可以以相同的頻率進(jìn)行發(fā)送及接收的結(jié)果。同樣的，兩個設(shè)備連接后，設(shè)備可先期針對發(fā)送接收的信號幅值進(jìn)行自適應(yīng)幅值檢測及鎖附，將結(jié)果分別存于兩設(shè)備內(nèi)，用于標(biāo)識兩個設(shè)備之間的協(xié)議信號幅值，達(dá)到可以區(qū)分信號及噪聲的效果。
[0041]也就是，數(shù)字外設(shè)對信號高低電平進(jìn)行識別存儲，并對雜波進(jìn)行剔除；最后數(shù)字外設(shè)對剔除雜波后的序列矩形波進(jìn)行分析，判斷其編碼方式，是否符合調(diào)校約定的編碼方式，如果符合要求，則存儲相應(yīng)邏輯的時間長度(或時間值)，形成第三精準(zhǔn)多態(tài)邏輯對照表。
[0042]具體的，在本實(shí)施例中，配合的數(shù)字外設(shè)檢測到第一調(diào)校波信號后，對信號進(jìn)行自適應(yīng)校驗(yàn)和鎖附，并對信號的高低電平開始存儲，及借由預(yù)設(shè)的占空比剔除信號雜波；隨后，根據(jù)信號高低電平的變化計(jì)算每一個波形的時間，再計(jì)算每個波形與前面波形的時間差值，判斷時間差值的誤差在10%內(nèi)的波形的個數(shù)，當(dāng)大于3時，確定波形的時間是否在設(shè)定的范圍內(nèi)，該設(shè)定的范圍是根據(jù)每種邏輯的時間長度確定的，如果不是，就丟棄，而如果是，則此為邏輯表征波形，存儲其相應(yīng)邏輯的時間長度，直至讀取完畢。至此，智能終端對數(shù)字外設(shè)的調(diào)校完成。
[0043](3)數(shù)字外設(shè)將已編碼的第二調(diào)校波信號發(fā)送至智能終端；
[0044]同樣的，數(shù)字外設(shè)借由多態(tài)邏輯編碼的方式對第二調(diào)校波信號進(jìn)行編碼，并通過音頻口發(fā)送至智能終端。
[0045]以4態(tài)邏輯編碼為例，數(shù)字外設(shè)在發(fā)起調(diào)校請求時，同樣首先生成4態(tài)邏輯序列，例如由M個邏輯表征1，N個邏輯表征2，P個邏輯表征3，Q個邏輯表征4組成的4態(tài)邏輯序列，而為了避免干擾，要保證M、N、P及Q取大于4的數(shù)，可不同；其次，對應(yīng)其預(yù)先存儲的第二多(4)態(tài)邏輯對照表，計(jì)算生成的4態(tài)邏輯序列中每種邏輯所需要的時間長度，還計(jì)算其所需要的時間片，隨后根據(jù)需要的時間片的個數(shù)按照F:1的占空比分別計(jì)算高電平和低電平的個數(shù)，還將高低電平按照F:1的順序進(jìn)行排列，獲得每種邏輯的電平序列；最后，將4態(tài)編碼序列根據(jù)對應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電平序列，即第二調(diào)校波信號，并以預(yù)先設(shè)定的幅值，發(fā)送至智能終端。該預(yù)先設(shè)定的幅值小于500毫伏，以確保與數(shù)字外設(shè)相連接的智能終端，通過音頻通道接收到的數(shù)字信號的幅值小于500毫伏。
[0046](4)智能終端對第二調(diào)校波信號進(jìn)行解碼；
[0047]該智能終端檢測到高于門限電信號(一般大于200毫伏)的第二調(diào)校波信號后，對信號的高低電平開始進(jìn)行自適應(yīng)校驗(yàn)和鎖附，并存儲，及借由預(yù)設(shè)的占空比對雜波進(jìn)行剔除；智能終端對剔除雜波后的序列矩形波進(jìn)行分析，判斷其編碼方式，是否符合調(diào)校約定的編碼方式，如果符合要求，則存儲相應(yīng)邏輯的時間長度(或時間值)，形成第四精準(zhǔn)多態(tài)邏輯對照表。具體的解碼方式與數(shù)字外設(shè)對第一調(diào)校波信號的解碼方式相同，在此不再贅述。
[0048]至此，智能終端和數(shù)字外設(shè)之間的調(diào)校結(jié)束。借由上述的調(diào)校過程，在同一智能終端與不同數(shù)字外設(shè)進(jìn)行通訊時，可以實(shí)現(xiàn)不同頻率或幅值的雙向通訊。
[0049]具體來說，本發(fā)明采用多態(tài)邏輯編碼的方式，以多種不同寬幅的單周期矩形波信號進(jìn)行數(shù)字信號的表征，例如，數(shù)據(jù)信息及包頭包尾信息可分別以最小單位為單邏輯(單周期矩形波)進(jìn)行表示，或以最小單位為多邏輯(多周期矩形波)進(jìn)行表示，也可以用不同邏輯組合規(guī)律(矩形波組合規(guī)律)進(jìn)行表示，即以不同的最小單位進(jìn)行編碼。其中，本發(fā)明采用多態(tài)邏輯編碼，主要是利用其邏輯的多態(tài)性，分別表示數(shù)字化信息、數(shù)字化開始及截止標(biāo)志。而采用多態(tài)邏輯編碼的重要目的是，提高其安全性。相比通常的二值(0，I)數(shù)字邏輯表示數(shù)字化信息，本發(fā)明的多態(tài)邏輯編碼更安全可靠。
[0050]另外，本發(fā)明還將數(shù)字電路的占空比技術(shù)應(yīng)用于音頻通道傳輸數(shù)字信號，使智能終端例如手機(jī)的音頻通道上的數(shù)字信號的電壓幅值既可以產(chǎn)生過零翻轉(zhuǎn)，也可以產(chǎn)生200毫伏以上的高壓。且當(dāng)占空比的比例達(dá)到至少3:1時，其可以有效消除音頻的噪聲影響，使對地彈跳的噪聲小于200毫伏，大大減少了誤碼的產(chǎn)生。這里主要解決了兩個問題，第一，通過MIC傳遞給智能終端的音頻通道上的數(shù)字信號的幅值一般都在200毫伏以內(nèi)，區(qū)分信號而不是環(huán)境或發(fā)送端傳統(tǒng)的模擬音頻的本質(zhì)是將信號波形的幅值提高并大于200毫伏，但是為了能夠不損害智能終端的MIC輸入端，需要在MIC輸入端之前的隔直電容的輸入側(cè)進(jìn)行信號衰減，這樣在整個信號傳輸過程中，保證了信號不受傳統(tǒng)音頻或者電源低頻噪聲的干擾；第二，由于每個通道在信號進(jìn)出智能終端的IC均有一個取值分布在0.1?2.2uF的隔直電容，根據(jù)電容的低頻濾波特性和充放電特性，本發(fā)明將表征多態(tài)邏輯的矩形波的占空比調(diào)整在至少3:1，這樣可以讓隔直電容在一個矩形波周期內(nèi)有一個充分的放電時間，以消除充電積分過程，保證連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸過程中每一個矩形波的上升沿和下降沿，不會因?yàn)橹暗牟ㄐ螌﹄娙莸某潆姸鴮?dǎo)致失真。
[0051]下面對本發(fā)明的基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。該數(shù)據(jù)通訊方法包括以下步驟:
[0052](I)智能終端對需要傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，并通過音頻通道發(fā)送至數(shù)字外設(shè)；
[0053]在該步驟中，智能終端首先將需要傳送的數(shù)據(jù)分割成多個數(shù)據(jù)包，并對每一個數(shù)據(jù)包增加控制命令和CRC校驗(yàn)碼。隨后，對每一個數(shù)據(jù)包進(jìn)行多態(tài)邏輯編碼。具體的，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的二進(jìn)制數(shù)字與多態(tài)邏輯的對應(yīng)關(guān)系，將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成多態(tài)編碼包，并在多態(tài)編碼包的前面增加若干個表示包頭的多態(tài)碼，在多態(tài)編碼包的后面增加若干個表示包尾的多態(tài)碼；對應(yīng)預(yù)先存儲的第一多態(tài)邏輯時間對照表，計(jì)算生成的多態(tài)編碼包中每種邏輯所需要的時間長度，還計(jì)算其所需要的時間片，隨后根據(jù)需要的時間片的個數(shù)按照E:1的占空比分別計(jì)算高電平和低電平的所占時間片的個數(shù)，還將高電平低電平按照E:1的順序進(jìn)行排列，獲得每種邏輯的電平序列；再將多態(tài)編碼包根據(jù)對應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電平信號。最后，將編碼得到的電平信號按照預(yù)先設(shè)定的幅值，從音頻通道發(fā)送至數(shù)字外設(shè)。該預(yù)先設(shè)定的幅值大于200毫伏，以確保與智能終端的音頻口相連接的數(shù)字外設(shè)，通過音頻通道接收到的數(shù)字信號的幅值限制在大于200毫伏。
[0054]其中，上述已編碼的電平信號實(shí)質(zhì)上是數(shù)字信號，具有明顯的數(shù)字信號特性，即明顯的高低電平。
[0055](2)數(shù)字外設(shè)對接收到的數(shù)字信號進(jìn)行解碼，生成返回結(jié)果；
[0056]該數(shù)字外設(shè)檢測到高于門限電信號(一般大于200毫伏)的數(shù)字信號后，對信號的高低電平進(jìn)行識別存儲，并對雜波進(jìn)行剔除；根據(jù)信號高低電平的變化計(jì)算每一個信號波形的時間長度，生成信號的時間值序列；將生成的時間值序列逐個與存儲的第三精準(zhǔn)多態(tài)邏輯對照表中預(yù)設(shè)的多態(tài)邏輯的時間值進(jìn)行比較，當(dāng)時間值序列中的某個時間值落入某種邏輯的時間值范圍內(nèi)時，就將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的邏輯值，計(jì)入邏輯序列，否則丟棄，直至信號接收完全，生成完整的多態(tài)邏輯序列。隨后，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的二進(jìn)制數(shù)字與多態(tài)邏輯的對應(yīng)關(guān)系，去除多態(tài)邏輯序列中表征包頭包尾的邏輯序列，還將剩余的邏輯序列與數(shù)字外設(shè)內(nèi)預(yù)先存儲的信息表征對照表進(jìn)行比對，生成信息包。最后，對信息包內(nèi)的信息作CRC校驗(yàn)，如果失敗，表示包接收錯誤，而如果成功，就分離出信息包內(nèi)的控制命令及傳送的數(shù)據(jù)包，再對數(shù)據(jù)包內(nèi)容解讀，獲得相應(yīng)信息，執(zhí)行相應(yīng)動作，生成返回結(jié)果。
[0057](3)數(shù)字外設(shè)對返回結(jié)果進(jìn)行編碼，并通過音頻通道發(fā)送至智能終端；
[0058]其中，數(shù)字外設(shè)對返回結(jié)果的編碼，與智能終端對需要傳送的數(shù)據(jù)的編碼相似。
[0059]具體的，在該步驟中，數(shù)字外設(shè)首先將返回結(jié)果分割成多個數(shù)據(jù)包，并對每一個數(shù)據(jù)包增加控制命令和CRC校驗(yàn)碼。隨后，對每一個數(shù)據(jù)包進(jìn)行多態(tài)邏輯編碼。詳細(xì)的，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的二進(jìn)制數(shù)字與多態(tài)邏輯的對應(yīng)關(guān)系，將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成多態(tài)編碼包，并在多態(tài)編碼包的前面增加若干個表示包頭的多態(tài)碼，在多態(tài)編碼包的后面增加若干個表示包尾的多態(tài)碼；對應(yīng)數(shù)字外設(shè)內(nèi)預(yù)先存儲的第二多態(tài)邏輯時間對照表，計(jì)算生成的多態(tài)編碼包中每種邏輯所需要的時間長度，還計(jì)算其所需要的時間片，隨后根據(jù)需要的時間片的個數(shù)按照F:1的占空比分別計(jì)算高電平和低電平的個數(shù)，還將高低電平按照F:1的順序進(jìn)行排列，獲得每種邏輯的電平序列；再將多態(tài)編碼包根據(jù)對應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電平信號。最后，將編碼得到的電平信號按照預(yù)先設(shè)定的幅值，通過音頻通道發(fā)送至智能終端。該預(yù)先設(shè)定的幅值小于500毫伏，以確保與數(shù)字外設(shè)相連接的智能終端，通過音頻通道接收到的數(shù)字信號的幅值小于500毫伏。
[0060](4)智能終端對返回結(jié)果進(jìn)行解碼，完成雙向通訊。
[0061]其中，智能終端對返回結(jié)果的解碼，與數(shù)字外設(shè)對接收到的數(shù)字信號的解碼相似。
[0062]該智能終端檢測到高于門限電信號(一般大于200毫伏)的電平信號后，對信號的高低電平進(jìn)行識別存儲，并對雜波進(jìn)行剔除；根據(jù)信號高低電平的變化計(jì)算每一個信號波形的時間長度，生成信號的時間值序列；將生成的時間值序列逐個與存儲的第四精準(zhǔn)多態(tài)邏輯對照表中預(yù)設(shè)的多態(tài)邏輯的時間值進(jìn)行比較，當(dāng)時間值序列中的某時間值落入某種邏輯的時間值范圍內(nèi)(即與其相符)時，就將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的邏輯值，計(jì)入邏輯序列，否則丟棄，直至信號接收完全，生成完整的多態(tài)邏輯序列。隨后，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的二進(jìn)制數(shù)字與多態(tài)邏輯的對應(yīng)關(guān)系，去除多態(tài)邏輯序列中表征包頭包尾的邏輯序列，還將剩余的邏輯序列與智能終端內(nèi)預(yù)先存儲的信息表征對照表進(jìn)行比對，生成信息包。最后，對信息包內(nèi)的信息作CRC校驗(yàn)，如果失敗，表示包接收錯誤，而如果成功，就分離出信息包內(nèi)的控制命令及傳送的數(shù)據(jù)包，再對數(shù)據(jù)包內(nèi)容解讀，獲得相應(yīng)信息，執(zhí)行相應(yīng)動作，完成雙向通訊。
[0063]值得說明的是，本發(fā)明中提到的多態(tài)邏輯編碼可以是4態(tài)邏輯編碼、8態(tài)邏輯編碼等，本發(fā)明不對其進(jìn)行限制，只要在雙向通訊的過程中，雙方約定好具體的編碼規(guī)則，建立起相應(yīng)的多態(tài)邏輯對照表，完成正確的識別及解碼即可。
[0064]另外，在本發(fā)明中，包頭和包尾的個數(shù)是不確定的，是自適應(yīng)增建，具體的根據(jù)調(diào)校過程中系統(tǒng)干擾決定。通常，手機(jī)等智能終端的音頻信號都會在從音頻IC輸出后經(jīng)過一個電容將其直流分量濾除，對于信號起始發(fā)送時間段，由于電容的充放電過程，信號會被干擾成為畸變信號，所以，在傳輸過程中正確檢測一幀的數(shù)據(jù)的包頭與包尾是至關(guān)重要的。而本發(fā)明，在調(diào)校階段，就根據(jù)具體情況，設(shè)定了需要增建的包頭和包尾，保證信號正確的傳送。
[0065]還有，在本實(shí)施例中，該基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法是在調(diào)校的基礎(chǔ)上完成的，為了通訊的準(zhǔn)確有效性，利用了調(diào)校過程中生成的第三精準(zhǔn)多態(tài)邏輯對照表和第四精準(zhǔn)多態(tài)邏輯對照表。但是，該基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法也可以在未調(diào)校的前提下，利用預(yù)先存儲的第一多態(tài)邏輯對照表和第二多態(tài)邏輯對照表，完成通訊過程。
[0066]參閱圖2、圖3及圖4所示，分別為以4態(tài)邏輯為例，三種不同編碼規(guī)則的表示。其中，圖2表示單邏輯，每態(tài)邏輯都以單周期矩形波表示，即頭、0、1、尾都以單周期矩形波表示；圖3表示多邏輯，每態(tài)邏輯以多周期矩形波組合表示，即頭、0、1、尾以多周期矩形波組合表示；而圖4表示不同邏輯組合，每態(tài)邏輯以多周期矩形波組合表示，即頭以單周期矩形波表示，O以3個一樣的邏輯(或矩形波)表示，I以2個不同的邏輯(或矩形波)各有連續(xù)2個表示，而尾以另一種單周期矩形波表示。需要說明的是，上述不同的編碼規(guī)則都是通訊雙方約定得到，并不是固定唯一不變的，這樣保證了通訊的高安全性。
[0067]在實(shí)際應(yīng)用中，本發(fā)明的基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法涉及的是通過音頻通道的數(shù)字信號傳播，物理接口雖然是音頻信號，但對端智能終端的發(fā)送接收可以不做A/D，D/A轉(zhuǎn)換，可以利用信號的過零翻轉(zhuǎn)及高電壓特性，直接進(jìn)行數(shù)字邏輯傳輸。
[0068]另外，本發(fā)明主要用于涉及金融，個人重要私密信息的傳輸。當(dāng)前，通常的信息傳輸采用USB或者無線傳輸方式，需要高效能的硬件設(shè)備輔以高復(fù)雜的加密算法才能夠確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)不被非法利用，即不僅需要昂貴的硬件和軟件，而且也要求較高的傳輸，計(jì)算量相對要求很高。相比之下，本發(fā)明采用音頻口傳輸輔以自定義的傳輸信號編碼和協(xié)議，能夠完全避免數(shù)據(jù)被竊取的風(fēng)險。且由于數(shù)據(jù)通過音頻口到外圍硬件的整個傳輸是不被當(dāng)前整個業(yè)界公知標(biāo)準(zhǔn)約束，所以此全新傳輸方式不會基于任何公知的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，有效避免了業(yè)界根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行資料解碼的風(fēng)險。
[0069]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法，用于智能終端與其配合的數(shù)字外設(shè)之間的通訊，包括以下步驟:(1)智能終端對需要傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，并通過音頻通道發(fā)送至數(shù)字外設(shè)；(2)數(shù)字外設(shè)對通過音頻通道接收到的數(shù)字信號進(jìn)行解碼，生成返回結(jié)果；(3)數(shù)字外設(shè)對返回結(jié)果進(jìn)行編碼，并通過音頻通道發(fā)送至智能終端；及(4)智能終端對返回結(jié)果進(jìn)行解碼，完成雙向通訊； 其特征在于，該智能終端與數(shù)字外設(shè)之間依靠音頻通道進(jìn)行數(shù)字信號收發(fā)，并將占空比技術(shù)應(yīng)用于在音頻通道上傳輸?shù)臄?shù)字信號；同時，該數(shù)據(jù)通訊方法采用多態(tài)邏輯編碼的方式，以多種不同寬幅的單周期矩形波信號進(jìn)行數(shù)字信號的表征。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法，其特征在于其中信號表征的方法包括單邏輯、多邏輯或不同邏輯組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法，其特征在于其中在音頻通道上傳輸?shù)臄?shù)字信號的占空比至少為3:1，以實(shí)現(xiàn)過零翻轉(zhuǎn)，及高壓大于200毫伏的特性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法，其特征在于其中該多態(tài)邏輯編碼包括4態(tài)邏輯編碼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法，其特征在于其中在正常通訊之前，可先進(jìn)行調(diào)校，以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法，其特征在于其中在調(diào)校過程中，該智能終端與數(shù)字外設(shè)之間依靠音頻通道進(jìn)行數(shù)字信號收發(fā)，并將占空比技術(shù)應(yīng)用于在音頻通道上傳輸?shù)臄?shù)字信號；同時，采用多態(tài)邏輯編碼的方式，以多種不同寬幅的單周期矩形波信號進(jìn)行數(shù)字信號的表征。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法，其特征在于其中調(diào)校過程，是對收發(fā)的信號進(jìn)行自適應(yīng)校驗(yàn)和鎖附，滿足傳輸?shù)臄?shù)字信號的頻率、幅值不確定的要求。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法，其特征在于其中該智能終端預(yù)先設(shè)定傳送的數(shù)字信號的幅值大于200毫伏，以確保與智能終端的音頻口相連接的數(shù)字外設(shè)，通過音頻通道接收到的數(shù)字信號的幅值限制在大于200毫伏。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法，其特征在于其中該數(shù)字外設(shè)預(yù)先設(shè)定傳送的數(shù)字信號的的幅值小于500毫伏，以確保與數(shù)字外設(shè)相連接的智能終端，通過音頻通道接收到的數(shù)字信號的幅值小于500毫伏。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能終端音頻口的數(shù)據(jù)通訊方法，其特征在于其中該智能終端是便攜式智能終端、穿戴式智能終端或智能車載。
【文檔編號】H04L1/00GK103957074SQ201410138810
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】程偉胤 申請人:北京三友偉業(yè)科技發(fā)展有限公司