[發明專利]基于音頻或超聲波的數據通訊方法和系統

有效

• 申請號: 201210058106.8
• 申請日: 2012-03-07
• 公開（公告）號: CN103312419A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 孫剛;夏興隆
• 申請（專利權）人: 蘇州漢朗光電有限公司
• 主分類號: H04B11/00
• 分類號: H04B11/00
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 張衛華

技術領域

本發明涉及一種基于音頻或超聲波實現的數據通訊方法和系統，屬于通訊領域。

背景技術

目前存在多種基于聲波和超聲波實現數據通訊的方法。

專利號為ZL200710080253.4、發明名稱為“基于超聲波實現通訊的發送裝置、接收裝置、系統和方法”的發明專利公開了一種利用固定頻率的低頻實現高頻載波的方法，即用每個低頻周期內的高頻信息分量來標志邏輯數位的“0”和“1”，雖然該方法實現的數據通訊具有實現簡單、造價低等特點，但是，這種方法限制了通訊數據量，易使數據在通訊過程中受到干擾，數據易失真，易導致數據在接收端的還原失敗或出錯。

申請號為201110277536.4、發明名稱為“一種基于多頻聲波的高可靠性數據傳輸方法及裝置”的發明專利申請公開了一種多頻率搭載數據的通訊方法，該方法通過頻率濾波，用不同頻率值來標定數字0至9，使用了15kHz到22kHz之間的不同頻寬，在每個數據包周期內包含了不同頻率的波形，傳輸的數據到達接收端后，被還原的不同頻率的波形用來表示不同的數字。這種方法雖然降低了數據還原的錯誤率，但是，數據傳輸的周期受到了限制，不能在一個數據包內傳輸大量數據，且需要一定量的波形對數來保證濾波準確性，保證能夠表征頻率的數字轉換。另外，這種方法對音頻和超聲波器件的發送和接收能力的一致性要求很高，比如，不同麥克風對不同高頻音頻和超聲波的接收響應靈敏度和還原性是有顯著不同的，不同麥克風也會因噪音大小和距離長短而存在明顯的差異，因此，這種方法很難保證發送端對不同頻率的窄帶寬信號發出的準確性以及接收端高靈敏度還原信號的精準性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于音頻或超聲波的數據通訊方法和系統，基于該數據通訊系統的該基于音頻或超聲波的數據通訊方法能無失真地對數據進行傳輸，傳輸可靠性高。

為了實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種基于音頻或超聲波的數據通訊方法，其特征在于：它包括步驟：發送端將待傳輸的數據按照編譯規則變成相應的基于音頻或超聲波載波的數據包，將該數據包進行信號放大后向接收端周期性地重復發送N次，N為正整數且N大于1，從而接收端相應先后接收N個帶有噪聲干擾信號的數據包，對所有該帶有噪聲干擾信號的數據包進行信號放大、AD采樣后進行疊加和除噪，從而解析還原出發送端傳輸來的數據。

在上述方法實施的步驟中，疊加步驟的前面或后面可增加幅值歸一化處理。

所述發送端向接收端重復發送的N次數據包中的設定頻率相同或不同；當所述發送端向接收端重復發送的N次數據包中的設定頻率不同時，接收端按照設定采樣頻率對接收到的N個帶有噪聲干擾信號的數據包分別進行AD采樣后得到N組數值，對該N組數值通過插值算法或壓縮算法進行頻率歸一化處理，每組均轉換為具有設定個數個數值，然后再進行相應處理。

一種基于音頻或超聲波的數據通訊系統，其特征在于：它包括發送端和接收端，其中：該發送端包括信號發送設備，該信號發送設備包括信號編碼器、DA轉換器、信號放大器和信號發射器，該信號編碼器用于將待傳輸的數據轉換成具有設定位數的二進制數，該DA轉換器用于將該信號編碼器輸出的二進制數變成相應的基于音頻或超聲波載波的數據包，該信號放大器用于將該DA轉換器輸出的該數據包進行信號放大，該信號發射器用于將該信號放大器輸出的放大后的信號向接收端周期性地重復發送；該接收端包括信號接收設備，該信號接收設備包括信號接收器、信號放大器、AD采樣轉換器和濾波解碼器，該信號接收器用于接收該信號發射器發送來的數據包，該數據包帶有噪聲干擾信號，該信號放大器用于將該信號接收器輸出的數據包進行信號放大，該AD采樣轉換器用于將該信號放大器輸出的放大后的信號進行AD采樣，該濾波解碼器用于將該AD采樣轉換器輸出的信號進行疊加及濾波，解析出傳輸來的數據。

所述濾波解碼器還進行幅值歸一化處理。

所述信號接收設備還包括換算器，該換算器用于對進行完AD采樣后得到的N組數值進行頻率歸一化處理，各組數值均轉換為設定個數，以便進行后續相應處理。

本發明的優點是：