声波通讯的原理

声波传输是利用声音作为传输方式的一种数据通讯方法。用户声音传输信号其实我们每天都会用到，比如说我们说话其实就是一个使用声波进行信号传输的典型例子，说话过程可以理解成把信号编码成声音的过程，而我们聆听的过程就相当于把音频信号解码成语言文字的过程，而我们使用的中文文字与拼音之间的对应关系就相当于该通讯过程的音频协议。而音乐可以同样理解成一种声波通讯的方式，只是其音频协议与说话不一样，音乐的音频协议可以理解成是乐谱，而演奏就是把乐谱编码成声音的过程。而我们古代战争中战鼓实际上也是一种声波传输的一种方式，战鼓的不同敲击方式代表着进攻、退兵等等章法细节就是其音频协议。

所以利用声波来传输其实我们并不陌生，不但我们天天会用上，而且古而有之。

但我们今天所说的声波通讯的音频协议一般来自chirp的技术文档，其应用场景也一般是指电脑、android\iphone等智能手机、各种单片机设备、或者其它各种能发声的设备之间的信息传播。

 

chirp描述了一个智能设备之间依靠声音进行数据通讯的技术细节，但其实声波通讯的音频协议是可以任意自己设计，比如说把chirp音频协议中的声音改成双频音、甚至是多频音，以加大单位时间内的信息容量，从而提高传输速度，这都是可以的，只要是有这个应用需求。

chirp的音频协议技术细节是这样的：

建立一个含有32个字符（[0-9，a-v]）的表，并将每个字符映射到频率表。频率表是根据乐理，通过伴音的计算生成。

 

0 = 1760hz

 

1 = 1864hz

 

…

 

v = 10.5khz

 

一个完整的声波包包含20个音（即20个字符），每87.2毫秒发一个音 。前两位为信息头，采用“hj”，用以通知接收端开始接收。中间10位为有效的信息位，是有效的传输信息，即Key值经过映射后的频率信息。最后8位为RS校验位，通过RS校验算法，对中间10位进行计算，生成8位的校验信息。。如下图：

2位	10位	8位
hj	数据	rs校验码

 

校验主要用来处理由于噪声干扰造成的信息接收错误。通过RS校验，可以纠正25%的错误信息。

 

接收端需要记录声音，并将其进行解码以及容错处理。其对算法的要求相对较高，降噪及容错处理对能否得到正确的解码信息是至关重要的，其解码端的难点也就是在这里。

 

声波通讯的应用场景：

这里也把现在市场上的一些应用到了声波的先列一下：支付宝的声波支付，微信的声波雷达加好友，QQ音乐中的歌曲的声波分享，茄子快传，蛐蛐儿等等，国外的apple，google对声波通讯也都有应用。

声波实际上可以看成是一种比二维码可友好的传输方式，二维码能实现的功能与声波有很大的相似性，但声波使用时会更友好。做以上这些功能的时候，基本上都是只要靠近在手机上点一下/划一下/推一下/甩一下/摇一下（这是你自己定的）就可以了，而不需要像二维码一样还要打开摄像头、对准去拍那样比较麻烦。相比来说，声波传输更像刷卡一样方便简单，可以理解为类似NFC的一种近场通讯技术。

比如说你可以用声波支付，声波会员卡，声波券票，声音名片，声波签到，声波排队，做wifi和密码共享或者设定，做文件/图片、你App里面的任何项目分享，用声波关注微博、微信等等。

声波支付的流程前面有讲过，实际上有可能稍微复杂一点，但大概是这样的思路。

声波会员卡是指用户到店铺后不需要带物理卡了，而是手机代替了所有的会员卡，在商家一碰，会员信息就自动显示出来了。

声波券票也很简单，比如说一张电子团购券，电子电影券，可以设置成一个唯一的编码，到场后与录音设备一碰，系统就能识别到这张券票

声波签到是指在固定位置安装签到软件，用户到达后，可以快速完成签到操作。 

声波分享以文件/图片、或者你App里面的任何项目为例：比如A要把一张图片发送给B，那么A点击一下共享按钮（或者一推一丢都行），这时手机通过声音把这个图片的编号发送出去，当B收到这个标志时，马上从你平台的服务器上下载这张图片。最后的效果就是A在要分享的图片上一点，B就能收到该张图片，非常的方便快捷。

  

声波通讯的传输效率不是很高，所以对大数据传输一般采用如下流程：

详情可查看：http://blog.csdn.net/softlgh
作者: 夜行侠 QQ:3116009971 邮件：[email protected]

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