通过声波在装置之间传输数据的方法制造方法及图纸

技术编号:11704422 阅读:75 留言:0更新日期:2015-07-09 03:52
本发明专利技术涉及一种用于在两个装置之间传递数据而不需要额外的硬件或任何其他类型的连接性的方法。该方法包括:将数字数据编码为数字声音信号,将该数字信号发送到发射装置的扬声器以便被再现,在空气中传播该声音,由接收装置的麦克风捕获所述声音,将所述声音转换为数字声音数据,以及解码数字声音数据,以便恢复如先前那样的原始数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种为了在涉及具有某种计算能力的移动装置的传输中直接应用而专门开发的方法,允许两个装置之间的数据传输而不需要额外的硬件或任何其他类型的连接性。
技术介绍
本专利技术旨在满足市场上对于装置之间应用的不断增长的需求,其中所述装置中的至少一个是移动装置,所述装置能够以简单的方式被配对(或匹配)并且由此交换可以用作更复杂功能的基础的信息。总地来说,配对(pairing)功能应该要求装置在物理上接近。当前,不同的硬件或软件系统解决方案被用于这个目的,例如:经蓝牙通信,通过临时事件(temporal event)配对,经DTMF(双音多频)通信,经NFC(近场通信)通信,以及甚至通过用于交换频率的调制方法(频移键控或FSK)使用高频经声音通信。蓝牙技术提供一种连接具有适当硬件的装置并在其间交换信息的方式,并用于短距离通信。但是,经蓝牙配对的过程并非微不足道,因为它需要识别步骤,这使得体验的直观性很差。另外,它不是通用的,因为一些平台将这种可能性限制于相同品牌的装置。关于通过临时事件的链接,当前市场上一种解决方案被称作BUMP。在该解决方案中,两个移动装置同时执行同一动作(摇动该装置)。这个动作将是开始装置配对的关键。但是,这个解决方案要求互联网连接性以及使用装置的地理位置(GPS)供其操作,这显然限制了实际和有效使用BUMP的可能性。经DTMF的通信,被广泛认为是通过拨打电话而再现的声音,能够被用于装置之间的通信。但是,由于信号的性质,单个轨道上的通信是必需的,这再现接近于第二装置的麦克风的声音,或者,设备应该被放置在反转的位置,由此尽量获得双向通信。经NFC的通信是一种允许使用低功率射频在两个装置之间交换数据、交易和小无线通信的技术。这是一种有效的技术,但它要求两个装置均配备必要的硬件以便帮助其间的通信。最后,据报道使用高频的解决方案是基于频率检测数字算法,所述算法在很大程度上阻碍了信息的可靠读取。出于几种原因发生这种情况,例如,识别(载波)信号的确切开始,每个装置关于所使用的各种频率所具有的非线性响应,当在定位装置时存在即使很小的运动时引起的多普勒效应,在读取信号时很可能产生错误以及检测算法的计算成本。所有的上述技术,对于其完善的功能和其使用来说,具有至少下述缺点之一:需要连接性,外部干扰,低传输速度,极端接近(extreme proximity),和/或需要特殊硬件,计算成本,和/或与频率检测算法有关的问题。在连接性方面,装置应该经私有或本地网络或移动装置被连接到互联网。使用较低频率需要较大的信号样本用于数据编码和解码,这导致低效传输。极端接近是另一个问题,因为它要求一个装置的音频输出与另一个装置上的另一麦克风相配对,反之亦然。在更特定的情况下,能够观察到由外部干扰引起的问题,例如,在使用DTMF信号(400 Hz和600 Hz数量级的频率)的声音通信方法的情况下,该方法损害信号的可靠性,此外还需要特定时间来捕获音调,这使得传输相当慢。在其他情况下,例如在NFC解决方案中使用,需要特殊硬件,后者在当前模型中很少见并且导致更高的装置成本。在所提出的解决方案与使用高频相关的情况下,问题与需要检测优选频率采样窗口相关联,因为为了检测正被读取的频率,必须定义正被分析的先前样本的量。这对于连续读取声音信号成为一个问题。另外,由于频率检测算法的特定特征,所捕获频率的微小变化可能导致完全不协调的读数,这在很大程度上损害了数据解码。为了绕开这些畸变,必须采用多个读数,直到实现一致的数据,而这将导致装置的更高计算成本。本专利技术的目的本专利技术的目的是有效地解决移动装置之间数据通信技术的上述问题,从而不再需要连接到互联网或用于在装置之间通信的网络。本专利技术的另一个目的是提供一种使用更高频率的在两个移动装置之间的新通信方法,使得信号不易受干扰影响。本专利技术的另一个目的是提供一种通过使用更高频率的在两个装置之间的新通信方法,该方法将允许信号编码为较小的声音样本,由此提高传输速度。本专利技术的另一个目的是提供一种使用更高频率的在两个装置之间的通信方法,该方法尽管要求装置的特定接近度,但与现有技术公开的方法相比将以更长的距离操作,例如彼此相距最多达约10-15厘米,这有利于双向通信。本专利技术的另一个目的在于提供一种使用更高频率的在两个装置之间的通信方法,使得该方法可以在具有计算能力、音频输出和麦克风的任何装置中实现,从而利用市场上目前存在的各种各样的设备。附图的简要说明借助附图可以更好地理解根据本专利技术的利用声波在装置之间进行数据通信的方法,附图不应被认为限制本专利技术的范围,因为它们仅代表一些例子。图1示出根据本专利技术的方法在两个装置之间的数据传输的总体方案。图2示出用于编码和解码数据的具有基础频率F的基准信号样本。图3示出通过编码要传输的数据而产生的声音样本。图4示出捕获的声音与基准信号的叠加结果,这允许读取传输的数据。图5是示出要作为声音信号传输的一个数据的编码过程的图表。图6是示出接收装置的麦克风捕获的声音的解码过程的图表。【具体实施方式】如图1中示意性地示出的,根据本专利技术的用于在两个装置之间传输数据的方法包括以下步骤:(i)将数字数据编码为数字声音信号,(ii)将所述数字信号发送到发射装置的扬声器,以便再现该信号,(iii)在空气中传播所述声音,(iv)由接收装置的麦克风捕获所述声音,(V)将所述声音转换为数字声音数据,以及(vi)解码所述数字声音数据,以便恢复如先前那样的原始数据。图2示出以基准频率F振荡的正弦波。该正弦波将被用作信息编码的基础。低于F值的所有频率在声音捕获中将通过高通范围滤波器(高通)被滤波。根据本专利技术,优选的声音频率将包含在从8KHz到22KHz范围的频谱内。但是,可以使用低于SKHz的声音频率值,尽管外部干扰将增加并且传输速度将必然下降。当消费市场上存在具有使用更高频率的更高性能的装置时,也可以使用高于22KHz的声音频率值。用于编码和解码数据的方法利用该基准波工作。时间窗口对应于要被传输的数据的序列比特。利用对原始波的相位反转执行零和一的二进制编码。“O”比特对应于零度的相位,“I”比特对应于一百八十度的相位。传输波中的这种相位反转将允许很容易地解码捕获的声音。图3示出具有各个相位反转的编码数据。每个颜色改变表示对应于一比特信息当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过声波在装置之间传输数据的方法,其特征在于包括以下步骤:将数字数据编码为数字声音信号,在装置1的扬声器中再现该数字信号,在介质(空气)中传播该声音,由装置2的麦克风捕获该数字声音信号,将所述信号转换为数字声音数据,以及将该数字声音数据解码为原始数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:马塞洛·达·库尼亚·拉莫斯薇薇安·卢梭奥兰·多马克·肖特
申请(专利权)人:尼尔百特技术信息有限公司
类型:发明
国别省市:巴西;BR

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