專利名稱：：一種可以近距離直接通信的手機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及一種可以近距離直接通信的手機(jī)，屬于手機(jī)通訊
技術(shù)領(lǐng)域：
。技術(shù)背景隨著現(xiàn)代技術(shù)的進(jìn)歩，無線電技術(shù)已經(jīng)得到長足的發(fā)展。但對于大眾來說，無線電通信的應(yīng)用，手機(jī)是最主要的一個方面。手機(jī)在給人們的生活帶來巨大方便的同時，通訊公司卻賺取了高額的信息費。對于物理距離不遠(yuǎn)的人們，卻需要手機(jī)將信號發(fā)送至通訊塔，再經(jīng)過幾層中繼，將信號發(fā)送至目的地。這樣的通訊方式價格昂貴。對講機(jī)可以實現(xiàn)近距離兩機(jī)直接通信，功率小于0.5W就不會被收取信號費。但它是將音頻模擬信號直接調(diào)至發(fā)送，存在以下缺點1、易受千擾，聲音質(zhì)量差；2、町用頻點有限，無法實現(xiàn)大規(guī)模使用3、保密性差，容易被竊聽。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種設(shè)計新穎、抗干擾、保密性好可以近距離直接通信的手機(jī)及其工作方法。本實用新型采用下述技術(shù)方案手機(jī)內(nèi)設(shè)置有與巳有的數(shù)據(jù)處理器相連的射頻模塊。所述的射頻模塊采用下列型號的芯片riRF905。所述的可以近距離直接通信的手機(jī)的工作方法，主叫方采用步驟如下第一步測試連接利用射頻模塊呼叫，如果對方在有效范圍區(qū)，則能夠受到對方的回復(fù)信號，進(jìn)行下一歩；如果對方不在有效范圍區(qū)，則發(fā)出信號得不到任何回答，結(jié)束呼叫第二步呼叫利用射頻模塊向?qū)Ψ桨l(fā)出呼叫信號，如果對方接聽，進(jìn)行—卜'-歩如果對方拒絕接聽，結(jié)束呼叫；第三步通信分時發(fā)送和接收信號，發(fā)送信號時，則利用手機(jī)現(xiàn)有的音頻采集設(shè)備將數(shù)據(jù)采入，將采集進(jìn)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮與加密，將壓縮與加密好的數(shù)據(jù)，和地址編碼通過射頻模塊一起發(fā)送出去；接收信號時，則解密，然后解壓還原出音頻信號，利用手機(jī)的聽筒播放；第四步結(jié)束通話；被呼叫方采用歩驟如下第一步等待被叫如果射頻模塊接收到不屬于本機(jī)地址的信號，則射頻模塊自動丟棄不做處理如果接收到屬于本機(jī)地址的信號，進(jìn)行下一歩；第二步射頻模塊將信號送到數(shù)據(jù)處理器，等待機(jī)主接聽，如果機(jī)主接聽，則進(jìn)入下一歩；如果機(jī)主拒絕接聽，則被叫結(jié)束，并向?qū)Ψ桨l(fā)送拒絕接聽信號；第三步通信分時發(fā)送和接收信號，發(fā)送信號時，則利用手機(jī)現(xiàn)有的音頻采集設(shè)備將數(shù)據(jù)釆入，將采集進(jìn)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮與加密，將壓縮與加密好的數(shù)據(jù)，和地址編碼通過射頻模塊一起發(fā)送出去；接收信號時，則解密，然后解壓還原出音頻信號，利用手機(jī)的聽筒播放；第四步結(jié)束通話。所述壓縮利用mp3壓縮格式將音頻壓縮；所述加密方法如下第一步A，B兩機(jī)想要建立通信關(guān)系，需要兩人預(yù)先設(shè)置一個相同的共享密碼；第二歩如果A、B兩機(jī)要進(jìn)行通信，則此通信模塊先取出A、B兩機(jī)的手機(jī)號碼，生成-個初歩密碼；第三歩用初歩密碼和共享密碼生成通信密碼第四歩利用通信密碼對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。被呼叫方的連接過程可以加入如下身份驗證過程如果主叫方發(fā)送來的數(shù)據(jù)錯誤，即不能通過與對方通信的通信密碼來解密出正確信息，則認(rèn)為對方身份可疑，就發(fā)回一串隨機(jī)數(shù)；如果主叫方身份屬實，則能夠辨認(rèn)出此信息無效，繼續(xù)呼叫并發(fā)送正確的信息，等待被呼叫方確認(rèn)并建立連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是1、可以減少經(jīng)過通訊公司的數(shù)據(jù)量，降低通話數(shù)據(jù)量壓力2、略微增加手機(jī)成本，大約在100元以內(nèi)，即可實現(xiàn)手機(jī)直接通信，大大提高手機(jī)競爭力；3、在有效范圍內(nèi)，用戶可以直接通信，免費通話，大大降低費用支出；4、與用對講機(jī)通話相比，音質(zhì)好，價格低廉，攜帶方便，并且可以容納更多用戶同時通話；5、與藍(lán)牙、紅外通訊設(shè)備相比，可以遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)，隨時與周圍朋友共享圖片、音樂等。圖1是本實用新型的電路模塊圖；圖2是本實用新型的射頻模塊電路圖；圖3是本實用新型的電路連接示意圖圖4是本實用新型的每幀數(shù)據(jù)的發(fā)送接收過程圖；圖5是本實用新型的主叫方建立連接流程圖；圖6是本實用新型的被呼叫方建立連接流程圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的描述。實施例射頻模塊可以采用挪威NordicSemiconductorASA公司推出的單片無線收發(fā)器芯片nRF905，工作電壓為1.93.6V，nRF905可以自動完成處理字頭和CRC(循環(huán)冗余碼校驗)的工作，可由片內(nèi)硬件自動完成曼徹斯特編碼/解碼，使用SPI接口與微控制器通信，配覽非常方便。nRF905射頻模塊既能夠發(fā)射，又能夠接收，只需要軟件上控制其切換工作模式，即能夠完成準(zhǔn)雙工工作。其功耗非常低，在接收模式時電流為12.5mA，發(fā)送模式下以10dBm的輸出功率發(fā)射時電流只有11mA,當(dāng)然加上功放之后，需要電流大一些。nRF905傳輸數(shù)據(jù)時為非實時方式，即發(fā)送端發(fā)出數(shù)據(jù)，接收端收到后先暫存于芯片存儲器內(nèi)，外面的MCU可以在需要時再到芯片中去取?？梢悦看伟l(fā)送一個數(shù)據(jù)包，約有0.1s的延遲，但通話中人們對此延遲不會有所感覺，并且通過數(shù)據(jù)緩存，保證語音不間斷，(總體延遲，但不間斷)通話的流暢性不受影響。射頻模塊與數(shù)據(jù)處理器相連，處理器可以直接使用現(xiàn)在手機(jī)內(nèi)部的處理器，增添一些相應(yīng)的程序進(jìn)行處理即可，不用增加新的處理器。MCL;(例如IntelPXA255處理器)通過控制總線(圖l中的ComroJ.)、數(shù)據(jù)總線(閣1中的DaUi)、信號總線(圖l中的Signa)與射頻模塊相連接。以IntelPXA255處理器為例，其引腳連接狀態(tài)如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>首先，MCU向控制總線輸出控制信號，將射頻模塊置于配置狀態(tài)，然后通過數(shù)據(jù)總線(SP1總線)將配置字發(fā)到射頻模塊，完成射頻模塊的配置，射頻模塊初始配置為接收模式(控制總線改變信號前，還在配置狀態(tài)下，不能接收數(shù)據(jù))。然后控制總線改變信號，使射頻模塊處于接收狀態(tài)，等待接收外界信號。如果接收到正確信號.射頻模塊通過信號總線通知MCIJ，MCU通過數(shù)據(jù)總線(SPI總線)將數(shù)據(jù)取出.如果MCU要通過射頻模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，則先通過控制總線將射頻模塊置于配置狀態(tài)，通過更改配置字，使射頻模塊配置為發(fā)送模式，然后控制總線改變信號，使射頻模塊處于發(fā)送狀態(tài)，通過數(shù)據(jù)總線(SPI總線)將數(shù)據(jù)送到射頻模塊，射頻模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送。用戶采用不同的通訊方式，選擇通過通訊公司還是直接通信，處理器即可獲得不同的狀態(tài)，于是對語音采集模塊采集進(jìn)來的數(shù)據(jù)，進(jìn)行不同的方式進(jìn)行處理。如果用戶選擇經(jīng)過通訊公司通信，則處理器像現(xiàn)在的手機(jī)一樣，將數(shù)據(jù)通過現(xiàn)有的手機(jī)通信方式發(fā)送如果用戶選擇直接通信，處理器就將數(shù)據(jù)傳送到射頻模塊，通過射頻模塊將數(shù)據(jù)發(fā)向目標(biāo)地址。數(shù)據(jù)采集過程中的A/D轉(zhuǎn)化、語音壓縮，與語音還原過程中的語音解壓、D/A轉(zhuǎn)化等，無論是用哪種通信方式，都使用相同的操作，所以電路和處理方式，與原有手機(jī)相比沒有變化。通信設(shè)備平時一直處于待機(jī)狀態(tài)，即處于等待被叫狀態(tài)，通信過程如下主叫方"機(jī))采用步驟如下第--步測試連接利用射頻模塊呼叫B杉L如果B機(jī)發(fā)回應(yīng)答信號，則說明對方在有效范圍區(qū)，雙方可以進(jìn)行通信，于是進(jìn)行下一步；如果在一定的時間內(nèi)沒有收到B機(jī)的應(yīng)答信號，則判定B機(jī)不在有效范圍區(qū)，結(jié)束呼叫，并且A機(jī)向用戶提示"連結(jié)不成功"；第二步呼叫利用射頻模塊向B機(jī)發(fā)出呼叫信號，即將AB兩機(jī)的ID號(即手機(jī)號)用通信密碼加密，向?qū)Ψ桨l(fā)送，以向?qū)Ψ阶C明自己的身份，證明自己不是偽裝機(jī)，這時B機(jī)已經(jīng)能確定A機(jī)的身份，并會發(fā)過來用通信密碼加密的B機(jī)ID,此時A機(jī)解密判斷B機(jī)身份，如果解密不成功，說明數(shù)據(jù)有誤，對方發(fā)回了隨機(jī)數(shù)列，如果解密成功，則說明兩機(jī)能建立連接并等待對方接聽，A機(jī)向用戶提示"等待對方接聽"，如果對方接聽，進(jìn)行卜—-力；如果對方拒絕接聽，結(jié)束呼叫，A機(jī)向用戶提示"對方暫時不方便接聽電話"第三步通信分時發(fā)送和接收信號，發(fā)送信號時，則利用手機(jī)現(xiàn)有的音頻采柒設(shè)備將數(shù)據(jù)采入，將采集進(jìn)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮與加密，將壓縮與加密好的數(shù)據(jù)，和地址編碼通過射頻模塊一起發(fā)送出去；接收信號時，則解密，然后解壓還原出音頻信號，利用手機(jī)的聽簡播放；此過程與現(xiàn)在手機(jī)通信的方式很相似，不同之處就在于無線電發(fā)射設(shè)備不同，手機(jī)采用了手機(jī)天線，而這里采用了射頻模塊；第四步結(jié)束通話；被呼叫(B機(jī))方采用步驟如下第--步等待被叫如果射頻模塊接收到不屬于本機(jī)地址的信號，則射頻模塊rt動丟棄不做處理；如果接收到屬于本機(jī)地址的信號，則進(jìn)行下一歩；第二步射頻模塊將主叫方(A機(jī))的ID號傳給處理器，處理器控制射頻模塊向A機(jī)發(fā)回應(yīng)答信號，并取出AB兩機(jī)共享的通信密碼，這時A機(jī)如果收到應(yīng)答信號，會將AB兩機(jī)的ID號用通信密碼加密后發(fā)過來，則B機(jī)解密驗證，如果驗證不成功，則發(fā)回隨機(jī)序列；如果驗證成功，則將本地B機(jī)ID用通信密碼加密后發(fā)送出去證明自己的身份，這時B手機(jī)響鈴等待機(jī)主接聽，如果機(jī)主接聽，則進(jìn)入下一歩如果機(jī)主拒絕接聽，則被叫結(jié)束，并向?qū)Ψ桨l(fā)送拒絕接聽信號；第三步通信分時發(fā)送和接收信號，發(fā)送信號時，則利用手機(jī)現(xiàn)有的音頻采集設(shè)備將數(shù)據(jù)采入，將采集進(jìn)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮與加密，將壓縮與加密好的數(shù)據(jù)，和地址編碼通過射頻模塊--起發(fā)送出去接收信號時，則解密，然后解壓還原出音頻信號，利用手機(jī)的聽筒播放；第四步結(jié)束通話。如上的通信過程中，所述壓縮利用mp3壓縮格式將音頻壓縮所述加密方法如下第一步A,B兩機(jī)想要建立通信關(guān)系，需耍兩人預(yù)先設(shè)置--個相同的共享密碼；第二步如果A、B兩機(jī)要進(jìn)行通信，則處理器先取出A、B兩機(jī)的手機(jī)號碼，1￡成個初歩密碼；第三步用初步密碼和共享密碼生成通信密碼；第四步利用通信密碼對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密；說叨共享密碼只需設(shè)置一次，以后通信不必再設(shè)置，并且此密碼一旦設(shè)置好，用戶就不必再關(guān)心，所有的共享密碼都不需要用戶記憶，所以用戶可以將此密碼設(shè)置得很復(fù)雜來提高破解難度；當(dāng)然長期不改密碼也會降低安全性，用戶要修改密碼，則必須驗證其權(quán)限，即用戶需耍輸入權(quán)限驗證密碼后，才能夠進(jìn)入修改權(quán)限狀態(tài)，而沒有此權(quán)限的人，既不能A狩密碼，Ui不能修改密碼，當(dāng)然用戶必須記住權(quán)限驗證密碼，就像記住現(xiàn)在的銀行卡密碼-樣，這里驗證此權(quán)限只需要一個密碼，大大降低了用戶記憶密碼的負(fù)擔(dān)。如上的通信過程中，被呼叫方的連接過程可以加入如下身份驗證過程如果主叫方發(fā)送來的數(shù)據(jù)錯誤，即不能通過與對方通信的通信密碼來解密出正確信息，則認(rèn)為對方身份可疑，就發(fā)回一串隨機(jī)數(shù)，從一定程度上抵制第三方破解密碼；如果錯誤信號來自于隨機(jī)不可預(yù)見的錯誤，而主叫方身份屬實，那么主叫方能夠辨認(rèn)出此信息無效，繼續(xù)呼叫并發(fā)送正確的信息，等待被呼叫方確認(rèn)并建立連接，如果主叫方是第三方偽裝者，則很難判斷此信息是隨機(jī)數(shù)列還是正確信息的加密暗碼，想要判斷，還需進(jìn)行更復(fù)雜的運(yùn)算，大大降低破解效率-相關(guān)的說明如下1、兩個人要建立通信關(guān)系，首先要知道對方的手機(jī)號碼。2、兩人要設(shè)置通信的共享密碼。正常情況下，使用此模塊的人相距都不遠(yuǎn)，可以在兩人見面時設(shè)置共享密碼，兩人要通話，必須設(shè)置同樣的共享密碼。如果保密要求不是很高的話，可以不設(shè)密碼，即使這樣普通用戶也無法竊聽信息。3、兩人通信時，與現(xiàn)在手機(jī)通信一樣，直接從電話簿中取出號碼，或直接撥打號碼，即可嘗試與對方建立連接。4、當(dāng)然，為了不與手機(jī)呼叫鍵沖突，可以設(shè)置出專用的直接通信呼叫鍵，就像現(xiàn)在有些手機(jī)同時使用雙網(wǎng)一樣。想要利用通信公司通信，就使用現(xiàn)有的呼叫鍵；想要直接通信，就使用另設(shè)的專用鍵，使用非常方便。用戶也可以進(jìn)行設(shè)置，如果直接通信連接不成功，自動轉(zhuǎn)入通過通信公司呼叫，是否選擇這些功能完全由用戶自己決定。5、射頻模塊可以直接集成在手機(jī)中，用戶攜帶非常方便，不需其他設(shè)備。此模塊還可以與手機(jī)共用--些器件，比如電源、語音采集模塊、電路板、數(shù)據(jù)處理芯片等，這樣可以進(jìn)一步降低成本。在大批生產(chǎn)的情況下，若每部手機(jī)增加此功能，預(yù)計成本增加不超過100元,而有此功能得手機(jī)，檔次將大大提高，性價比更高。6、關(guān)于通訊頻段，可以采用國家通用免費頻段，如433/868/915MHz3個ISM頻道可以免費使用，或者2.4GHz全球公用ISM免費頻段。當(dāng)然，如果要將此技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用于通信,可以專門制定標(biāo)準(zhǔn)，為此設(shè)立其它頻段。權(quán)利要求1.一種可以近距離直接通信的手機(jī)，其特征在于，手機(jī)內(nèi)設(shè)置有與已有的數(shù)據(jù)處理器相連的射頻模塊。2、如權(quán)利要求1所述的一種可以近距離直接通信的手機(jī)，其特征在于，所述的射頻模塊采用下列型號的芯片nRF905。專利摘要本實用新型涉及一種可以近距離直接通信的手機(jī)，屬于手機(jī)通訊
技術(shù)領(lǐng)域：
。在手機(jī)內(nèi)設(shè)置與已有的數(shù)據(jù)處理器相連的射頻模塊；工作方法均是利用射頻模塊實現(xiàn)，主叫方采用步驟如下一、測試連接，二、呼叫，三、通信，四、結(jié)束通話；被呼叫方采用步驟如下一、等待被叫，二、等待機(jī)主接聽，三、通信，四、結(jié)束通話。本實用新型可以減少經(jīng)過通訊公司的數(shù)據(jù)量，降低通話數(shù)據(jù)量壓力；在有效范圍內(nèi)，用戶可以直接通信，免費通話；音質(zhì)好，價格低廉，攜帶方便，并且可以容納更多用戶同時通話；可以遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)，隨時與周圍朋友共享圖片、音樂等。文檔編號H04B5/02GK201114034SQ20072002474公開日2008年9月10日申請日期2007年7月10日優(yōu)先權(quán)日2007年7月10日發(fā)明者亮李,邵明珍,馬國棟,馬建國申請人:馬建國