專利名稱：一種基于音頻的信息交換系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及信息處理技術(shù)，具體涉及一種室內(nèi)小范圍高精度的基于音頻的信息交換系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著信息通信技術(shù)的發(fā)展以及智能手機(jī)的普及，移動(dòng)終端的定位技術(shù)也呈多元化發(fā)展趨勢(shì)，這給位置服務(wù)的開展和擴(kuò)大帶來了無限商機(jī)。所謂位置服務(wù)(LBS，LocationBased Services)又稱定位服務(wù),是指通過移動(dòng)終端和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的配合,確定移動(dòng)用戶的實(shí)際地理位置，從而提供用戶所需要的與位置相關(guān)的服務(wù)信息以及積分獎(jiǎng)勵(lì)的一種形式。目前，移動(dòng)終端的定位技術(shù)主要包括基于GPS、NFC (近距離無線通訊)、RFID謝頻識(shí)別技術(shù))、WIFI熱點(diǎn)、藍(lán)牙或手機(jī)二維碼等方式來達(dá)到定位，然而上述的定位技術(shù)在商 業(yè)使用中均存在一定的不足之處，其中GPS無法實(shí)現(xiàn)在室內(nèi)的高精度定位；NFC以及RFID的定位都存在必要的硬件基礎(chǔ)支持，改制手機(jī)增加芯片等方案顯然不利于商業(yè)應(yīng)用的普適性以及便捷性；WIFI熱點(diǎn)定位技術(shù)面臨著熱點(diǎn)建設(shè)費(fèi)用較高、硬件支持率較低等缺點(diǎn)，所述的藍(lán)牙定位技術(shù)同樣存在此種問題；而手機(jī)二維碼定位是通過移動(dòng)終端上的攝像頭識(shí)讀二維碼獲取地理信息，所以對(duì)于手機(jī)的拍攝像素具有較高要求，同樣不具有普及適用性。根據(jù)專利申請(qǐng)?zhí)枴?01110287685. 9”所公開的一種移動(dòng)終端超聲波通信系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)主要包括超聲波發(fā)生器和移動(dòng)終端，該移動(dòng)終端接收超聲波并從中解調(diào)出預(yù)置的地理信息數(shù)據(jù)，從而達(dá)到定位的目的。該發(fā)明的不足之處在于移動(dòng)終端只能解調(diào)出提前預(yù)置在超聲波發(fā)生器中的數(shù)據(jù)，無法實(shí)時(shí)獲取最新的服務(wù)信息以及積分等數(shù)據(jù)，并且根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，目前只有一部分手機(jī)的麥克風(fēng)可以接收到超聲波信號(hào)，大部分無法接收到高頻率的超聲波信號(hào)，因此采用超聲波信號(hào)定位同樣存在硬件門檻，并不適宜商業(yè)化的應(yīng)用普及。綜上所述，現(xiàn)有的定位技術(shù)存在設(shè)備成本高、布置不變、不利于普及以及安全性欠缺的問題，因此大家都在尋求新的技術(shù)解決方案。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種基于音頻的信息交換系統(tǒng)，該信息交換系統(tǒng)通過移動(dòng)終端上的既有麥克風(fēng)接收音頻發(fā)射裝置向外發(fā)射出的預(yù)置有設(shè)備編碼和位置識(shí)別碼的音頻信號(hào)，并通過移動(dòng)終端內(nèi)的解調(diào)模塊將其解碼成設(shè)備編碼和位置編碼向服務(wù)器發(fā)送以進(jìn)行地理位置驗(yàn)證，同時(shí)通過服務(wù)器向移動(dòng)終端推送與該地理位置相關(guān)的服務(wù)信息，以達(dá)到基于音頻定位的位置服務(wù)。本實(shí)用新型目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成一種基于音頻的信息交換系統(tǒng)，其特征在于所述的信息交換系統(tǒng)主要包括音頻發(fā)射裝置、移動(dòng)終端和服務(wù)器；所述的音頻發(fā)射裝置由處理器、音頻放大器和音頻發(fā)射單元組成，所述的每個(gè)音頻發(fā)射裝置均設(shè)有不同的設(shè)備編碼和位置識(shí)別碼，所述的處理器內(nèi)部設(shè)有加密模塊用于設(shè)備編碼與位置識(shí)別碼之間加密關(guān)系的設(shè)定；所述的移動(dòng)終端內(nèi)置有處理音頻信號(hào)的解調(diào)模塊；其中所述的解調(diào)模塊設(shè)有音頻信號(hào)采集口以及數(shù)據(jù)輸出口，所述的音頻信號(hào)采集口與所述移動(dòng)終端既有麥克風(fēng)相連，所述的數(shù)據(jù)輸出口與所述移動(dòng)終端既有無線網(wǎng)絡(luò)模塊相連；所述的服務(wù)器與所述的既有無線網(wǎng)絡(luò)模塊經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)相連接。所述的解調(diào)模塊內(nèi)設(shè)置有解密功能塊，用于驗(yàn)證設(shè)備編碼與位置識(shí)別碼之間加密關(guān)系。所述的處理器上設(shè)置有一外部通訊接口。所述的音頻放大器與音頻發(fā)射單元之間設(shè)置有mos管，用于放大所述音頻信號(hào)。所述的處理器內(nèi)部設(shè)置有存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器內(nèi)部存儲(chǔ)有所述的設(shè)備編碼和位置識(shí) 別碼，并通過設(shè)置在處理器上的I/o 口或D/A轉(zhuǎn)換口輸出調(diào)制好的音頻信號(hào)。所述的音頻發(fā)射單元為一電聲轉(zhuǎn)換器。所述的服務(wù)器內(nèi)設(shè)有存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)有信息數(shù)據(jù)包，用于與所述移動(dòng)終端之間的信息交換。所述的服務(wù)器內(nèi)設(shè)置有計(jì)數(shù)模塊，用于統(tǒng)計(jì)接收音頻發(fā)射裝置信號(hào)的移動(dòng)終端數(shù)量。所述的移動(dòng)終端可以為手機(jī)、平板電腦或筆記本電腦。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，信息交換系統(tǒng)安全可靠防偽性高，移動(dòng)終端用戶可隨時(shí)定位并獲取周邊服務(wù)信息，對(duì)于移動(dòng)終端的硬件配置要求低，所有移動(dòng)終端均可接收音頻信號(hào)，音頻發(fā)射裝置建設(shè)費(fèi)用低，適宜大規(guī)模推廣普及。

圖I為本實(shí)用新型的信息交換系統(tǒng)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的音頻放大器工作原理圖；圖3為本實(shí)用新型的音頻發(fā)射流程圖；圖4為本實(shí)用新型的優(yōu)選音頻放大器工作原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖通過實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解如圖1-4，圖中標(biāo)記1-4分別為移動(dòng)終端I、音頻發(fā)射裝置2、服務(wù)器3、麥克風(fēng)4。實(shí)施例I :如圖I所示，本實(shí)施例涉及信息處理技術(shù)，具體涉及一種基于音頻的信息交換系統(tǒng)。本信息交換系統(tǒng)主要由移動(dòng)終端I、音頻發(fā)射裝置2和服務(wù)器3組成。每個(gè)音頻發(fā)射裝置2均分配有不同的設(shè)備編碼和位置識(shí)別碼，這兩個(gè)編碼之間具有特定的加密運(yùn)算關(guān)系。當(dāng)音頻發(fā)射裝置2向外發(fā)出預(yù)置有信息的音頻信號(hào)時(shí)，移動(dòng)終端I上的既有麥克風(fēng)4接收該音頻信號(hào)，并通過一解調(diào)模塊完成音頻信號(hào)的解碼，從而得知音頻發(fā)射裝置2的位置編碼，其后移動(dòng)終端2通過無線網(wǎng)絡(luò)或移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)向服務(wù)器3發(fā)送位置編碼，獲取位置編碼的服務(wù)器3即時(shí)向移動(dòng)終端I推送位置信息以及該位置周邊的服務(wù)信息，并通過服務(wù)器3內(nèi)的計(jì)數(shù)模塊統(tǒng)計(jì)各商戶的每日人流量。音頻發(fā)射裝置2安裝公共場(chǎng)所或大商場(chǎng)室內(nèi)，并視商家室內(nèi)具體情況布置。其中音頻發(fā)射裝置2由處理器、音頻放大器和音頻發(fā)射單元組成，所述的處理器內(nèi)部設(shè)有存儲(chǔ)器，可以存儲(chǔ)設(shè)備編碼和位置編碼信息，為防止人為的偽造設(shè)備造成的錯(cuò)誤信息，所述處理器內(nèi)部設(shè)有加密模塊用于設(shè)備編碼與位置識(shí)別碼之間加密關(guān)系的設(shè)定，這兩個(gè)編碼之間是經(jīng)過DES加密運(yùn)算得到的，在實(shí)際實(shí)施中將設(shè)備編碼作為明文，將位置編碼作為密文，密鑰由運(yùn)營(yíng)方設(shè)定并保管的，每個(gè)音頻發(fā)射裝置2的位置編碼都是由設(shè)備編碼通過密鑰進(jìn)行DES加密運(yùn)算后獲得的，并通過處理器的通訊口下載到處理器里，這些信息不會(huì)隨著電源的關(guān)閉而丟失，而且可以通過外部通訊的方式更改這些內(nèi)容。一個(gè)典型的實(shí)施例為音頻發(fā)射裝置2采用了 AVR MEGA48作為處理器，并在該處理器內(nèi)設(shè)置了 EEPROM存儲(chǔ)器用以存儲(chǔ)信息，我們采用其I/O 口模擬了一個(gè)uart串口，通過這個(gè)串口可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備編碼和位置編碼的下載操作。音頻發(fā)射裝置2的具體工作過程如下首先所述處理器通過內(nèi)部運(yùn)算實(shí)現(xiàn)將數(shù)字信號(hào)(即所述的設(shè)備編碼和位置識(shí)別碼)調(diào)制到一個(gè)15. SKHz的音頻信號(hào)上，并將這個(gè)調(diào)制好的信號(hào)通過自身的I/O 口或D/A轉(zhuǎn)換口輸出；其后所述調(diào)制好的信號(hào)通過音頻放大器放大并輸出，用以推動(dòng)所述的音頻發(fā)射單元向外發(fā)射音頻信號(hào)。其中所述的音頻放大器將調(diào)制后的音頻信號(hào)放大并最終通過mos管實(shí)現(xiàn)推挽輸出。所述的音頻發(fā)射單元是一個(gè)電聲轉(zhuǎn)換器，可以是電磁式揚(yáng)聲器、壓電式蜂鳴器、壓電式揚(yáng)聲器、靜電揚(yáng)聲器等電聲轉(zhuǎn)換裝置。如圖2所示，所述音頻放大器的具體工作原理為所述需要發(fā)射的15. Skhz載頻信號(hào)經(jīng)Iu電容隔直耦合到TDA2030的同相輸入端，22k電阻和680電阻決定了這個(gè)電路的放大倍數(shù)為33. 4倍，放大后的音頻信號(hào)從TDA2030的4腳輸出，從而推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)送出去。其中，VCC=+15V，VSS=-15V，連接到VCC和VSS上的O. Iu和IOOu的電容的作用是電源濾波和退藕。兩個(gè)4001 二極管的作用是實(shí)現(xiàn)輸出限幅。與揚(yáng)聲器并聯(lián)的I歐姆電阻和O. Iu電容是一個(gè)典型的消除自激振蕩電路。如圖3所示，為本實(shí)施例音頻發(fā)射的軟件流程圖，音頻發(fā)射裝置2內(nèi)的單片機(jī)上電復(fù)位后，首先進(jìn)行初始化，然后通過PWM 口輸出8字節(jié)的設(shè)備編碼，然后跟著輸出8字節(jié)的位置編碼，最后等待300ms時(shí)間后再次開始發(fā)送設(shè)備編碼和位置編碼的循環(huán)。移動(dòng)終端I內(nèi)置有用于接收音頻信號(hào)的麥克風(fēng)4、無線網(wǎng)絡(luò)模塊以及處理音頻信號(hào)的解調(diào)模塊，所述的解調(diào)模塊在實(shí)際應(yīng)用中通過一軟件來實(shí)現(xiàn)。其中所述的解調(diào)模塊設(shè)有解密功能塊、音頻信號(hào)采集口以及數(shù)據(jù)輸出口 ；所述的解密功能塊用于驗(yàn)證設(shè)備編碼與位置識(shí)別碼之間加密關(guān)系，所述的音頻信號(hào)采集口與移動(dòng)終端I上既有麥克風(fēng)4相連，所述的數(shù)據(jù)輸出口與移動(dòng)終端I上既有無線網(wǎng)絡(luò)模塊相連；服務(wù)器3與移動(dòng)終端I上既有無線網(wǎng)絡(luò)模塊經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)相連接。服務(wù)器3內(nèi)設(shè)有存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)有信息數(shù)據(jù)包，用于與移動(dòng)終端I之間的信息交換；服務(wù)器3內(nèi)同時(shí)設(shè)置有計(jì)數(shù)模塊，每接收到移動(dòng)終端I發(fā)來的數(shù)據(jù)一次，則累計(jì)計(jì)算一次，用以統(tǒng)計(jì)商家每日的人流量。所述的解調(diào)模塊首先通過移動(dòng)終端I上既有的麥克風(fēng)4采集到超聲波信號(hào)，并通過解密模塊運(yùn)用特別的運(yùn)算方法將音頻信號(hào)解碼以得到設(shè)備編碼和位置編碼，并核對(duì)設(shè)備編碼和位置編碼的驗(yàn)證關(guān)系，即進(jìn)行DES解密，如果設(shè)備編碼和位置編碼具有正確的DES運(yùn)算關(guān)系，則該軟件通過移動(dòng)終端I內(nèi)既有的無線網(wǎng)絡(luò)模塊向遠(yuǎn)程的服務(wù)器3發(fā)送這兩個(gè)編碼，當(dāng)服務(wù)器3獲取準(zhǔn)確的位置編碼之后與存儲(chǔ)于其內(nèi)的信息數(shù)據(jù)包相匹配，調(diào)用與該位置編碼相關(guān)的數(shù)據(jù)，并向移動(dòng)終端I即時(shí)推送位置信息以及該位置周邊的服務(wù)信息。以下為移動(dòng)終端的具體接收流程①初始化接受存儲(chǔ)器，分配16個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)空間，并全部置O ;②開始接收超聲波信號(hào)；③打開定時(shí)器，接收400ms的音頻數(shù)據(jù)；④分析接收到的數(shù)據(jù)，以大于IOOms為判斷依據(jù)，尋找解碼的起始點(diǎn)。找到了就以此為開始進(jìn)行16個(gè)字節(jié)的解碼；⑤解碼數(shù)據(jù)的前8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)在設(shè)備中的密鑰進(jìn)行DES運(yùn)算，得到的數(shù)據(jù)與解碼出的位置編碼如果一致則完成一次接受過程；
⑥否則跳到2重新開始。本實(shí)施例通過音頻發(fā)射裝置2和服務(wù)器3較好地實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)的小范圍定位。實(shí)施例2 :如圖4所示為本實(shí)用新型的優(yōu)選音頻放大器工作原理圖，通過數(shù)字開關(guān)器件，例如4069等電路實(shí)現(xiàn)一個(gè)差分驅(qū)動(dòng)，其具體工作原理如下①需要放大的數(shù)據(jù)調(diào)制信號(hào)從UlF的13腳輸入；②經(jīng)UlF完成了一次約10倍的反向模擬放大并傳送到UlE的11腳；③UlE工作在開關(guān)狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)信號(hào)反向作用；④UlA和UlB完成了信號(hào)的同相放大；⑤UlC和UlD完成了信號(hào)的反相放大；⑥LSI是一個(gè)壓電陶瓷揚(yáng)聲器，被U1A、U1B和U1C、U1D構(gòu)成的數(shù)字差分電路驅(qū)動(dòng)；⑦Rlll和Rll2是為了提高高電平推動(dòng)能力而設(shè)置的。
權(quán)利要求1.一種基于音頻的信息交換系統(tǒng)，其特征在于所述的信息交換系統(tǒng)主要包括音頻發(fā)射裝置、移動(dòng)終端和服務(wù)器；所述的音頻發(fā)射裝置由處理器、音頻放大器和音頻發(fā)射單元組成，所述的每個(gè)音頻發(fā)射裝置均設(shè)有不同的設(shè)備編碼和位置識(shí)別碼，所述的處理器內(nèi)部設(shè)有加密模塊；所述的移動(dòng)終端內(nèi)置有處理音頻信號(hào)的解調(diào)模塊；其中所述的解調(diào)模塊設(shè)有音頻信號(hào)采集口以及數(shù)據(jù)輸出口，所述的音頻信號(hào)采集口與所述移動(dòng)終端既有麥克風(fēng)相連，所述的數(shù)據(jù)輸出口與所述移動(dòng)終端既有無線網(wǎng)絡(luò)模塊相連；所述的服務(wù)器與所述的既有無線網(wǎng)絡(luò)模塊經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于音頻的信息交換系統(tǒng)，其特征在于所述的解調(diào)模塊內(nèi)設(shè)置有解密功能塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于音頻的信息交換系統(tǒng)，其特征在于所述的處理器上設(shè)置有一外部通訊接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于音頻的信息交換系統(tǒng)，其特征在于所述的音頻放大器與音頻發(fā)射單元之間設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電路，用于放大所述音頻信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于音頻的信息交換系統(tǒng)，其特征在于所述的處理器內(nèi)部設(shè)置有存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器內(nèi)部存儲(chǔ)有所述的設(shè)備編碼和位置識(shí)別碼，并通過設(shè)置在處理器上的I/o 口或D/A轉(zhuǎn)換口輸出調(diào)制好的音頻信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于音頻的信息交換系統(tǒng)，其特征在于所述的音頻發(fā)射單兀為一電聲轉(zhuǎn)換器。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于音頻的信息交換系統(tǒng)，其特征在于所述的服務(wù)器內(nèi)設(shè)有存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)有信息數(shù)據(jù)包，用于與所述移動(dòng)終端之間的信息交換。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于音頻的信息交換系統(tǒng)，其特征在于所述的服務(wù)器內(nèi)設(shè)置有計(jì)數(shù)模塊，用于統(tǒng)計(jì)接收音頻發(fā)射裝置信號(hào)的移動(dòng)終端數(shù)量。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于音頻的信息交換系統(tǒng)，其特征在于所述的移動(dòng)終端可以為手機(jī)、平板電腦或筆記本電腦。
專利摘要本實(shí)用新型涉及信息處理技術(shù)，具體涉及一種室內(nèi)小范圍高精度的基于音頻的信息交換系統(tǒng)。其具體方案如下本信息交換系統(tǒng)由音頻發(fā)射裝置、移動(dòng)終端以及服務(wù)器組成，音頻發(fā)射裝置設(shè)置在特定位置，用于發(fā)送預(yù)先調(diào)制好含有設(shè)備編碼以及位置識(shí)別碼的音頻信號(hào)；移動(dòng)終端上的既有麥克風(fēng)用于接收音頻并將其解碼成設(shè)備編碼和位置編碼，通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至服務(wù)器，獲取編碼的服務(wù)器向移動(dòng)終端即時(shí)推送位置服務(wù)信息。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，信息交換系統(tǒng)安全可靠防偽性高，移動(dòng)終端用戶可隨時(shí)定位并獲取周邊服務(wù)信息，對(duì)于移動(dòng)終端的硬件配置要求低，所有移動(dòng)終端都可接收音頻信號(hào)，音頻發(fā)射裝置建設(shè)費(fèi)用低，適宜大規(guī)模推廣普及。
文檔編號(hào)H04W4/02GK202634447SQ20122025636
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者毛潔明, 曲映暉 申請(qǐng)人:上海君戈網(wǎng)絡(luò)科技有限公司