本申請實(shí)施例涉及數(shù)字通信
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種基于音頻信道的數(shù)字通信方法及裝置。
背景技術(shù)：
：目前，移動(dòng)終端與其他設(shè)備的通信方式分為兩類：有線傳輸和無線傳輸。有線傳輸包括數(shù)據(jù)線傳輸和音頻信道傳輸；無線傳輸包括藍(lán)牙、802.11(wi-fi)、zigbee、超寬帶(uwb)和紅外等。根據(jù)不同的應(yīng)用場景，不同的通信方式表現(xiàn)出特有的優(yōu)勢。音頻信道傳輸方式充分利用了移動(dòng)終端的現(xiàn)有資源，當(dāng)傳輸頻率高于可聽聲頻段(人耳能聽到的聲波的頻率范圍)時(shí),不會(huì)影響聲音的正常播放。隨著技術(shù)的發(fā)展，耳式溫度計(jì)、心率耳機(jī)等基于音頻信道的終端設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用。然而，基于音頻信道的傳統(tǒng)通信方法通常采用雙音多頻(dualtonemultifrequency，dtmf)技術(shù)，該技術(shù)能夠達(dá)到的數(shù)據(jù)傳輸速率較低，當(dāng)提高數(shù)據(jù)傳輸速率時(shí)，由于不同類型的終端設(shè)備在高速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下，采樣得到的波形會(huì)有不同程度的畸變，當(dāng)畸變程度較大時(shí)，傳統(tǒng)解碼算法難以進(jìn)行準(zhǔn)確的解析，會(huì)導(dǎo)致接收端的解調(diào)成功率急劇下降。因此，針對大量數(shù)據(jù)交互的應(yīng)用場景，需要考慮基于音頻信道的高速率、高可靠性通信方法?，F(xiàn)有技術(shù)在數(shù)據(jù)速率較高、信號波形畸變程度較大的情況下，解碼成功率較低。現(xiàn)有技術(shù)沒有解決信號波形嚴(yán)重畸變時(shí)的解碼問題，且其數(shù)據(jù)傳輸速率難以滿足較高的速率要求。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本申請實(shí)施例提供了一種基于音頻信道的數(shù)字通信方法及裝置，旨在解決現(xiàn)有的基于音頻信號的數(shù)字通信方法無法解決信號波形嚴(yán)重畸變時(shí)的解碼問題，且數(shù)據(jù)傳輸速率不夠高的技術(shù)問題。為了解決以上提出的問題，本申請實(shí)施例采用的技術(shù)方案包括：一種基于音頻信道的數(shù)字通信方法，包括：步驟a：發(fā)送端將待發(fā)送的原始數(shù)據(jù)組包，并對組包后的數(shù)據(jù)包進(jìn)行manchester編碼，通過音頻信道發(fā)送所述編碼后的數(shù)據(jù)包；步驟b：接收端對所述發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)包進(jìn)行采樣，并對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行同步幀頭檢測和manchester解碼處理，得到原始數(shù)據(jù)。本申請實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：在所述步驟a中，所述發(fā)送端將待發(fā)送的原始數(shù)據(jù)組包具體為：將同步幀頭、數(shù)據(jù)字段和crc校驗(yàn)碼組成數(shù)據(jù)包。本申請實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：在所述步驟b中，所述接收端對發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)包進(jìn)行采樣還包括：將采樣數(shù)據(jù)組成數(shù)組。本申請實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：將采樣數(shù)據(jù)組成數(shù)組。本申請實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：在所述步驟b中，所述對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行同步幀頭檢測具體為：采用相關(guān)法對當(dāng)前數(shù)組進(jìn)行同步幀頭檢測。本申請實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：在所述步驟b中，所述采用相關(guān)法對當(dāng)前數(shù)組進(jìn)行同步幀頭檢測具體包括：步驟b10：順序計(jì)算所述當(dāng)前數(shù)組中的數(shù)據(jù)與特定數(shù)組的相關(guān)系數(shù)；其中，所述特定數(shù)組為相關(guān)窗，所述相關(guān)窗的大小為一個(gè)符號周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)；步驟b11：判斷計(jì)算出的相關(guān)系數(shù)是否大于第一門限值，如果相關(guān)系數(shù)大于第一門限值，表示檢測到同步幀頭，所述同步幀頭后的一段數(shù)據(jù)即為有效數(shù)據(jù)；如果相關(guān)系數(shù)未大于第一門限值，則執(zhí)行步驟b12；步驟b12：判斷計(jì)算相關(guān)系數(shù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)位置是否到達(dá)當(dāng)前數(shù)組的尾部，如果到達(dá)當(dāng)前數(shù)組的尾部，則當(dāng)前數(shù)組處理結(jié)束；如果沒有到達(dá)當(dāng)前數(shù)組的尾部，則將相關(guān)窗向后滑動(dòng)一步，并重新執(zhí)行步驟b10。本申請實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：在所述步驟b中，所述對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行manchester解碼具體為：采用相關(guān)法對所述同步幀頭后的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行manchester解碼。本申請實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：所述manchester解碼具體包括：步驟b20：順序檢測所述有效數(shù)據(jù)中的波峰或者波谷，當(dāng)檢測到波峰或者波谷時(shí)，執(zhí)行步驟b21；步驟b21：判斷所述波峰或者波谷是否大于第二門限值；如果所述波峰或者波谷大于第二門限值，則執(zhí)行步驟b22；如果所述波峰或者波谷未大于第二門限值，則相關(guān)窗向后滑動(dòng)一步，并重新執(zhí)行步驟b20；步驟b22：比特解析：如果檢測到的是波峰，則解析為“1”，如果檢測到的是波谷，則解析為“0”，并將相關(guān)窗向后滑動(dòng)m步；所述m為一個(gè)符號周期的采樣點(diǎn)數(shù)。本申請實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：所述將相關(guān)窗向后滑動(dòng)m步還包括：步驟b23：判斷所述相關(guān)窗是否到達(dá)當(dāng)前數(shù)組尾部，如果所述相關(guān)窗到達(dá)當(dāng)前數(shù)組尾部，則輸出所述比特解析的結(jié)果；如果所述相關(guān)窗沒有到達(dá)當(dāng)前數(shù)組尾部，則重新執(zhí)行步驟b20。本申請實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：在所述步驟b中，所述對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行manchester解碼還包括：將所述解析結(jié)果進(jìn)行crc校驗(yàn)后，展示解析結(jié)果。本申請實(shí)施例采取的另一技術(shù)方案為：一種基于音頻信道的數(shù)字通信裝置，包括發(fā)送端和接收端；所述發(fā)送端包括第一控制模塊和第一音頻通信模塊，所述第一控制模塊用于將待發(fā)送的原始數(shù)據(jù)組包，并對組包后的數(shù)據(jù)包進(jìn)行manchester編碼，所述第一音頻通信模塊用于通過音頻信道發(fā)送編碼后的數(shù)據(jù)包；所述接收端包括第二音頻通信模塊和第二控制模塊，所述第二音頻通信模塊用于對所述發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)包進(jìn)行采樣，所述第二控制模塊對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行同步幀頭檢測和manchester解碼處理，得到原始數(shù)據(jù)。本申請實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：所述第一控制模塊包括組包單元，所述組包單元用于將同步幀頭、數(shù)據(jù)字段和crc校驗(yàn)碼組成數(shù)據(jù)包。本申請實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：所述第二音頻通信模塊對發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)包進(jìn)行采樣還包括：將采樣數(shù)據(jù)組成數(shù)組。本申請實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：所述第二控制模塊還包括幀頭檢測單元，所述幀頭檢測單元用于采用相關(guān)法對當(dāng)前數(shù)組進(jìn)行同步幀頭檢測。本申請實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：所述幀頭檢測單元采用相關(guān)法對當(dāng)前數(shù)組進(jìn)行同步幀頭檢測具體包括：順序計(jì)算所述當(dāng)前數(shù)組中的數(shù)據(jù)與特定數(shù)組的相關(guān)系數(shù)；其中，所述特定數(shù)組為相關(guān)窗，所述相關(guān)窗的大小為一個(gè)符號周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)；判斷計(jì)算出的相關(guān)系數(shù)是否大于第一門限值，如果相關(guān)系數(shù)大于第一門限值，表示檢測到同步幀頭，所述同步幀頭后的一段數(shù)據(jù)即為有效數(shù)據(jù)；如果相關(guān)系數(shù)未大于第一門限值，則判斷計(jì)算相關(guān)系數(shù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)位置是否到達(dá)當(dāng)前數(shù)組的尾部，如果到達(dá)當(dāng)前數(shù)組的尾部，則當(dāng)前數(shù)組處理結(jié)束；如果沒有到達(dá)當(dāng)前數(shù)組的尾部，則將相關(guān)窗向后滑動(dòng)一步，并重新計(jì)算所述當(dāng)前數(shù)組中的數(shù)據(jù)與特定數(shù)組的相關(guān)系數(shù)。本申請實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：所述第二控制模塊還包括解碼單元，所述解碼單元用于采用相關(guān)法對所述同步幀頭后的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行manchester解碼.本申請實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：所述解碼單元采用相關(guān)法對同步幀頭后的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行manchester解碼具體包括：順序檢測所述有效數(shù)據(jù)中的波峰或者波谷，當(dāng)檢測到波峰或者波谷時(shí)，判斷所述波峰或者波谷是否大于第二門限值；如果所述波峰或者波谷未大于第二門限值，則相關(guān)窗向后滑動(dòng)一步，并重新檢測所述有效數(shù)據(jù)中的波峰或者波谷；如果所述波峰或者波谷大于第二門限值，則進(jìn)行比特解析：如果檢測到的是波峰，則解析為“1”，如果檢測到的是波谷，則解析為“0”，并將相關(guān)窗向后滑動(dòng)m步；所述m為一個(gè)符號周期的采樣點(diǎn)數(shù)。本申請實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：所述將相關(guān)窗向后滑動(dòng)m步還包括：判斷所述相關(guān)窗是否到達(dá)當(dāng)前數(shù)組尾部，如果所述相關(guān)窗到達(dá)當(dāng)前數(shù)組尾部，則輸出解析結(jié)果；如果所述相關(guān)窗沒有到達(dá)當(dāng)前數(shù)組尾部，則重新檢測所述有效數(shù)據(jù)中的波峰或者波谷。本申請實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：所述第二控制模塊還包括校驗(yàn)單元，所述校驗(yàn)單元用于將所述解析結(jié)果進(jìn)行crc校驗(yàn)及展示解析結(jié)果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請實(shí)施例的有益效果在于：本申請實(shí)施例的基于音頻信道的數(shù)字通信方法及裝置在發(fā)送端采用manchester編碼，接收端采用相關(guān)法對接收數(shù)據(jù)進(jìn)行manchester解碼，通過改進(jìn)編解碼算法，達(dá)到了更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，并提高解碼成功率和準(zhǔn)確度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過常規(guī)音頻通信方式的數(shù)據(jù)傳輸速率，并可適用于上位機(jī)和下位機(jī)的雙向通信。附圖說明圖1是本申請實(shí)施例的發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的方法的流程圖；圖2為本申請實(shí)施例的manchester編碼示意圖；圖3是本申請實(shí)施例的接收端數(shù)據(jù)處理方法的流程圖；圖4為同步幀頭經(jīng)過manchester編碼得到的比特流；圖5為本申請實(shí)施例的幀頭檢測流程圖；圖6是本申請實(shí)施例的數(shù)據(jù)解碼流程圖；圖7是本申請實(shí)施例的基于音頻信道的數(shù)字通信裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式為了便于理解本申請，下面將參照相關(guān)附圖對本申請進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本申請的較佳實(shí)施例。但是，本申請可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對本申請的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本申請的
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本申請的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本申請。本申請實(shí)施例的基于音頻信道的數(shù)字通信方法及裝置通過改進(jìn)編解碼算法，在發(fā)送端(下位機(jī))采用manchester編碼將待發(fā)送的原始數(shù)據(jù)組包、編碼、調(diào)制，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號后，通過音頻信道發(fā)送模擬信號。在接收端(上位機(jī))采用相關(guān)法對接收到的模擬信號進(jìn)行采樣，并將采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、同步幀頭檢測和manchester解碼處理后，得到原始數(shù)據(jù)；本申請實(shí)施例通過改進(jìn)編解碼算法，達(dá)到了更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，并提高解碼成功率和準(zhǔn)確度，并本申請實(shí)施例可適用于下位機(jī)向上位機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，也可適用于上位機(jī)向下位機(jī)傳輸控制信息。具體地，請參閱圖1，是本申請實(shí)施例的發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的方法的流程圖。本申請實(shí)施例的發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的方法包括以下步驟：步驟100：將待發(fā)送的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行組包；在步驟100中，將待發(fā)送的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行組包具體為：將同步幀頭、數(shù)據(jù)字段和crc(cyclicredundancycheck，循環(huán)冗余校驗(yàn))校驗(yàn)碼組成數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包的長度由同步幀頭長度、數(shù)據(jù)字段長度和crc校驗(yàn)值長度共同決定。在本申請實(shí)施例中，采用的同步幀頭為0xff，0x5a，數(shù)據(jù)字段包括數(shù)據(jù)類型8bit、數(shù)據(jù)長度8bit、包序號8bit和原始數(shù)據(jù)56bit，數(shù)據(jù)字段具體根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不同而不同。crc校驗(yàn)碼即循環(huán)冗余校驗(yàn)碼，為數(shù)據(jù)字段的校驗(yàn)值，由數(shù)據(jù)字段計(jì)算得到，crc多項(xiàng)式為：1+x+x2+x8。本申請實(shí)施例的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)如下表1所示：表1數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)字段名同步幀頭數(shù)據(jù)字段crc長度(bit)16808步驟110：對組包后的數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼；在步驟110中，對數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼具體為：采用manchester(曼徹斯特)編碼技術(shù)對數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼，manchester編碼將時(shí)鐘信號包含在數(shù)據(jù)流中，具有自同步能力和良好的抗干擾性能。具體編碼方式為：將數(shù)據(jù)包中的原始數(shù)據(jù)“0”映射為“10”，將原始數(shù)據(jù)“1”映射為“01”。具體如圖2所示，為本申請實(shí)施例的manchester編碼示意圖。設(shè)每個(gè)原始比特(bit)占用的傳輸時(shí)間為t，那么manchester編碼后每個(gè)比特的傳輸時(shí)間為t/2。步驟120：將編碼后的數(shù)據(jù)包調(diào)制為信道上的模擬信號，并通過音頻信道發(fā)送模擬信號；在步驟120中，將編碼后的數(shù)據(jù)包調(diào)制為信道上的模擬信號具體為：將編碼后的數(shù)字信號映射到音頻信道上；映射方式為：數(shù)字信號“0”對應(yīng)模擬信號的低電平-v，數(shù)字信號“1”對應(yīng)模擬信號的高電平+v。數(shù)字信號“0”和“1”的保持時(shí)間都是t/2。在信道噪聲一定的情況下，電平v的大小決定了接收端信號的信噪比，電平v的值越大，信噪比越高，反之，則信噪比越低；在本申請實(shí)施例中，電平v的值設(shè)定為500mv。在信道條件一定的情況下，t的大小決定了接收端信號的可辨識(shí)度，t越大，信號畸變對整體波形的影響越小，信號可辨識(shí)度越高，反之，信號可辨識(shí)度越低。本申請實(shí)施例的基于音頻信道的數(shù)字通信方法在發(fā)送端采用manchester編碼將待發(fā)送的原始數(shù)據(jù)組包、編碼、調(diào)制，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號后，通過音頻信道發(fā)送模擬信號，達(dá)到了更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，滿足數(shù)字通信的高速率數(shù)據(jù)傳輸要求。請參閱圖3，是本申請實(shí)施例的接收端數(shù)據(jù)處理方法的流程圖。本申請實(shí)施例的接收端數(shù)據(jù)處理方法包括以下步驟：步驟200：對模擬信號進(jìn)行采樣，并將采樣得到的數(shù)據(jù)按照設(shè)定長度組成數(shù)組；在步驟200中，對模擬信號進(jìn)行采樣具體為：以采樣頻率fs對模擬信號進(jìn)行采樣得到數(shù)字信號，采樣頻率越高，得到的數(shù)字信號對模擬信號的描述越準(zhǔn)確；當(dāng)采樣頻率較低時(shí)，得到的數(shù)字信號將難以恢復(fù)對應(yīng)的模擬信號。本申請實(shí)施例中，設(shè)定的數(shù)組長度為5000，上述采樣參數(shù)具體可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)定。步驟210：對當(dāng)前數(shù)組中的數(shù)據(jù)進(jìn)行帶通濾波，消除數(shù)據(jù)頻帶外的噪聲干擾；在步驟210中，本申請實(shí)施例采用的濾波器為fir濾波器((finiteimpulseresponse，有限長單位沖激響應(yīng)濾波器)，通帶頻率為8khz-12khz，窗口采用hanning窗(漢寧窗)，濾波器階數(shù)為25階，上述濾波參數(shù)具體可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)定。步驟220：對當(dāng)前數(shù)組進(jìn)行同步幀頭檢測，并判斷在當(dāng)前數(shù)組中是否檢測到同步幀頭，如果在當(dāng)前數(shù)組中檢測到同步幀頭，執(zhí)行步驟230；在步驟220中，本申請實(shí)施例采用相關(guān)法對數(shù)組進(jìn)行同步幀頭檢測。具體如圖4與圖5所示，圖4為同步幀頭經(jīng)過manchester編碼得到的比特流，圖5為本申請實(shí)施例的幀頭檢測流程圖。本申請實(shí)施例的幀頭檢測方法包括以下步驟：步驟221：順序計(jì)算當(dāng)前數(shù)組中的數(shù)據(jù)與特定數(shù)組的相關(guān)系數(shù)；在步驟221中，特定數(shù)組為特定長度的相關(guān)窗，該相關(guān)窗的大小為一個(gè)符號周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)，特定數(shù)組中的元素為特定原始數(shù)據(jù)比特對應(yīng)的期望值。本申請實(shí)施例中，采用的特定原始數(shù)據(jù)比特為“1”，對應(yīng)的manchester碼為“01”，對應(yīng)的相關(guān)窗為[-1,-1,1,1]。相關(guān)系數(shù)的計(jì)算公式如下：在公式(1)中，x1k表示數(shù)組1中的數(shù)據(jù)，x2k表示數(shù)組2中的數(shù)據(jù)，表示數(shù)組1中的數(shù)據(jù)均值，表示數(shù)組2中的數(shù)據(jù)均值，k表示數(shù)組下標(biāo)，k＝1,2,…,n，n表示數(shù)組中的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。步驟222：判斷計(jì)算出的相關(guān)系數(shù)是否大于設(shè)定的第一門限值，如果相關(guān)系數(shù)大于設(shè)定的第一門限值，則表示檢測到同步幀頭，同步幀頭檢測結(jié)束；如果相關(guān)系數(shù)未大于設(shè)定的第一門限值，則執(zhí)行步驟223；在步驟222中，如果數(shù)組中檢測到同步幀頭，則表示當(dāng)前數(shù)組為有效數(shù)組，同步幀頭后的一段數(shù)據(jù)即為有效數(shù)據(jù)；如果當(dāng)前數(shù)組中沒有檢測到同步幀頭，表示當(dāng)前數(shù)組處理結(jié)束。本申請實(shí)施例中，判斷相關(guān)系數(shù)的第一門限值為0.6，具體可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行設(shè)定。步驟223：判斷計(jì)算相關(guān)系數(shù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)位置是否到達(dá)當(dāng)前數(shù)組的尾部，如果到達(dá)當(dāng)前數(shù)組的尾部，表示當(dāng)前數(shù)組檢測完畢，且沒有檢測到同步幀頭，則當(dāng)前數(shù)組處理結(jié)束；如果沒有到達(dá)當(dāng)前數(shù)組的尾部，則將相關(guān)窗向后滑動(dòng)一步，并重新執(zhí)行步驟221；在步驟223中，假設(shè)當(dāng)前數(shù)組長度為6，采用的特定數(shù)組為[-1,-1,1,1]，首先計(jì)算當(dāng)前數(shù)組的第1位數(shù)據(jù)至第4位數(shù)據(jù)與特定數(shù)組的相關(guān)系數(shù)，如果計(jì)算出的相關(guān)系數(shù)大于設(shè)定第一門限值，表示檢測到同步幀頭，則可執(zhí)行后續(xù)步驟；如果計(jì)算出的相關(guān)系數(shù)未大于設(shè)定第一門限值，表示還沒有檢測到同步幀頭，則將相關(guān)窗向后滑動(dòng)一步(即后移一個(gè)數(shù)據(jù))，計(jì)算當(dāng)前數(shù)組的第2位數(shù)據(jù)至第5位數(shù)據(jù)與特定數(shù)組的相關(guān)系數(shù)…,以此類推，直到滑動(dòng)相關(guān)窗至當(dāng)前數(shù)組的最后一個(gè)數(shù)據(jù)。步驟230：對同步幀頭后的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行manchester解碼，得到對應(yīng)的原始數(shù)據(jù)；在步驟230中，本申請實(shí)施例采用相關(guān)法對有效數(shù)據(jù)進(jìn)行manchester解碼。具體請參閱圖6，是本申請實(shí)施例的數(shù)據(jù)解碼流程圖。本申請實(shí)施例的數(shù)據(jù)解碼方式包括以下步驟：步驟231：順序檢測有效數(shù)據(jù)中的波峰或者波谷，當(dāng)檢測到波峰或者波谷時(shí)，執(zhí)行步驟232；在步驟231中，波峰是指波在一個(gè)波長的范圍內(nèi)，波幅的最大值，與之相對的最小值則被稱為波谷；以橫波為例，突起的最高點(diǎn)就是波峰，陷下的最低點(diǎn)就是波谷。步驟232：判斷該波峰或者波谷是否大于設(shè)定的第二門限值；如果該波峰或者波谷大于設(shè)定的第二門限值，則執(zhí)行步驟233；如果該波峰或者波谷未大于設(shè)定的第二門限值，則相關(guān)窗向后滑動(dòng)一步，并重新執(zhí)行步驟231；在步驟232中，本申請實(shí)施例中判斷波峰或者波谷的第二門限值為0.8，具體可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行設(shè)定，相關(guān)窗滑動(dòng)方式同步驟223，此處將不再贅述。步驟233：比特解析：如果檢測到的是波峰，則解析為“1”，如果檢測到的是波谷，則解析為“0”，并將相關(guān)窗向后滑動(dòng)m步(即后移m個(gè)數(shù)據(jù))；在步驟233中，m為一個(gè)符號周期的采樣點(diǎn)數(shù)，本申請實(shí)施例中m的值為4。步驟234：判斷相關(guān)窗是否到達(dá)當(dāng)前數(shù)組尾部，如果相關(guān)窗到達(dá)當(dāng)前數(shù)組尾部，則輸出解析結(jié)果，當(dāng)前數(shù)組的比特解析結(jié)束；如果相關(guān)窗沒有到達(dá)當(dāng)前數(shù)組尾部，則重新執(zhí)行步驟231。步驟240：將解析的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行crc校驗(yàn)后，展示解析結(jié)果。本申請實(shí)施例的基于音頻信道的數(shù)字通信方法在接收端采用相關(guān)法對接收到的模擬信號進(jìn)行采樣，并將采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、同步幀頭檢測和manchester解碼處理后得到原始數(shù)據(jù)，提高了解碼成功率和準(zhǔn)確度，解決了信號波形嚴(yán)重畸變時(shí)的解調(diào)問題。請參閱圖7，是本申請實(shí)施例的基于音頻信道的數(shù)字通信裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。本申請實(shí)施例的基于音頻信道的數(shù)字通信裝置包括發(fā)送端和接收端，發(fā)送端和接收端分別設(shè)有音頻接口(圖未示)，發(fā)送端和接收端通過音頻接口相互連接。具體地，發(fā)送端包括第一控制模塊和第一音頻通信模塊；第一控制模塊用于采用manchester編碼將待發(fā)送的原始數(shù)據(jù)組包和編碼后，將數(shù)據(jù)包傳遞至第一音頻通信模塊；第一音頻通信模塊用于將數(shù)據(jù)包中的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號后，通過音頻信道發(fā)送模擬信號。第一控制模塊包括組包單元和編碼單元；組包單元用于將待發(fā)送的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行組包；將待發(fā)送的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行組包具體為：將同步幀頭、數(shù)據(jù)字段和crc校驗(yàn)碼組成數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包的長度由同步幀頭長度、數(shù)據(jù)字段長度和crc校驗(yàn)值長度共同決定。在本申請實(shí)施例中，采用的同步幀頭為0xff，0x5a，數(shù)據(jù)字段包括數(shù)據(jù)類型8bit、數(shù)據(jù)長度8bit、包序號8bit和原始數(shù)據(jù)56bit，數(shù)據(jù)字段具體根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不同而不同。crc校驗(yàn)碼即循環(huán)冗余校驗(yàn)碼，為數(shù)據(jù)字段的校驗(yàn)值，由數(shù)據(jù)字段計(jì)算得到，crc多項(xiàng)式為：1+x+x2+x8。本申請實(shí)施例的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)如下表1所示：表1數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)字段名同步幀頭數(shù)據(jù)字段crc長度(bit)16808編碼單元用于對組包后的數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼；其中，對數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼具體為：采用manchester編碼技術(shù)對數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼，manchester編碼將時(shí)鐘信號包含在數(shù)據(jù)流中，具有自同步能力和良好的抗干擾性能。具體編碼方式為：將數(shù)據(jù)包中的原始數(shù)據(jù)“0”映射為“10”，將原始數(shù)據(jù)“1”映射為“01”。設(shè)每個(gè)原始比特(bit)占用的傳輸時(shí)間為t，那么manchester編碼后每個(gè)比特的傳輸時(shí)間為t/2。在本申請實(shí)施例中，t為0.1ms，數(shù)據(jù)傳輸速率為10kbps。第一音頻通信模塊將編碼后的數(shù)據(jù)包調(diào)制為信道上的模擬信號后，通過音頻信道發(fā)送模擬信號；其中，將編碼后的數(shù)據(jù)包調(diào)制為信道上的模擬信號具體為：將編碼后的數(shù)字信號映射到音頻信道上；映射方式為：數(shù)字信號“0”對應(yīng)模擬信號的低電平-v，數(shù)字信號“1”對應(yīng)模擬信號的高電平+v。數(shù)字信號“0”和“1”的保持時(shí)間都是t/2。在信道噪聲一定的情況下，電平v的大小決定了接收端信號的信噪比，電平v的值越大，信噪比越高，反之，則信噪比越低；在本申請實(shí)施例中，電平v的值設(shè)定為500mv。在信道條件一定的情況下，t的大小決定了接收端信號的可辨識(shí)度，t越大，信號畸變對整體波形的影響越小，信號可辨識(shí)度越高，反之，信號可辨識(shí)度越低。接收端包括第二音頻通信模塊和第二控制模塊，第二音頻通信模塊用于采用相關(guān)法對接收到的模擬信號進(jìn)行采樣，并將采樣數(shù)據(jù)傳遞至第二控制模塊；第二控制模塊用于將采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、同步幀頭檢測和manchester解碼處理后，得到原始數(shù)據(jù)。第二音頻通信模塊對模擬信號進(jìn)行采樣具體為：以采樣頻率fs對模擬信號進(jìn)行采樣得到數(shù)字信號，并將采樣得到的數(shù)據(jù)按照設(shè)定長度組成數(shù)組；采樣頻率越高，得到的數(shù)字信號對模擬信號的描述越準(zhǔn)確；當(dāng)采樣頻率較低時(shí)，得到的數(shù)字信號將難以恢復(fù)對應(yīng)的模擬信號。第二控制模塊包括濾波單元、幀頭檢測單元、解碼單元和校驗(yàn)單元；濾波單元用于對當(dāng)前數(shù)組中的數(shù)據(jù)進(jìn)行帶通濾波，消除數(shù)據(jù)頻帶外的噪聲干擾；本申請實(shí)施例采用的濾波器為fir濾波器，通帶頻率為8khz-12khz，窗口采用hanning窗，上述濾波參數(shù)具體可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)定。幀頭檢測單元用于對當(dāng)前數(shù)組進(jìn)行同步幀頭檢測，并判斷在當(dāng)前數(shù)組中是否檢測到同步幀頭，如果在當(dāng)前數(shù)組中檢測到同步幀頭，通過解碼單元進(jìn)行解碼；其中，本申請實(shí)施例采用相關(guān)法對數(shù)組進(jìn)行同步幀頭檢測。幀頭檢測方法包括：a1：順序計(jì)算當(dāng)前數(shù)組中的數(shù)據(jù)與特定數(shù)組的相關(guān)系數(shù)；其中，特定數(shù)組為特定長度的相關(guān)窗，該相關(guān)窗的大小為一個(gè)符號周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)，特定數(shù)組中的元素為特定原始數(shù)據(jù)比特對應(yīng)的期望值。本申請實(shí)施例中，采用的特定原始數(shù)據(jù)比特為“1”，對應(yīng)的manchester碼為“01”，對應(yīng)的相關(guān)窗為[-1,-1,1,1]。相關(guān)系數(shù)的計(jì)算公式如下：在公式(1)中，x1k表示數(shù)組1中的數(shù)據(jù)，x2k表示數(shù)組2中的數(shù)據(jù)，表示數(shù)組1中的數(shù)據(jù)均值，表示數(shù)組2中的數(shù)據(jù)均值，k表示數(shù)組下標(biāo)，k＝1,2,…,n，n表示數(shù)組中的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。a2：判斷計(jì)算出的相關(guān)系數(shù)是否大于設(shè)定的第一門限值，如果相關(guān)系數(shù)大于設(shè)定的第一門限值，則表示檢測到同步幀頭，同步幀頭檢測結(jié)束；如果相關(guān)系數(shù)未大于設(shè)定的第一門限值，執(zhí)行a3；其中，如果數(shù)組中檢測到同步幀頭，則表示當(dāng)前數(shù)組為有效數(shù)組，同步幀頭后的一段數(shù)據(jù)即為有效數(shù)據(jù)；如果當(dāng)前數(shù)組中沒有檢測到同步幀頭，表示當(dāng)前數(shù)組處理結(jié)束。本申請實(shí)施例中，判斷相關(guān)系數(shù)的第一門限值為0.6，具體可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行設(shè)定。a3：判斷計(jì)算相關(guān)系數(shù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)位置是否到達(dá)當(dāng)前數(shù)組的尾部，如果到達(dá)當(dāng)前數(shù)組的尾部，表示當(dāng)前數(shù)組檢測完畢，且沒有檢測到同步幀頭，則當(dāng)前數(shù)組處理結(jié)束；如果沒有到達(dá)當(dāng)前數(shù)組的尾部，則將相關(guān)窗向后滑動(dòng)一步，并重新執(zhí)行a1；其中，假設(shè)當(dāng)前數(shù)組長度為6，采用的特定數(shù)組為[-1,-1,1,1]，首先計(jì)算當(dāng)前數(shù)組的第1位數(shù)據(jù)至第4位數(shù)據(jù)與特定數(shù)組的相關(guān)系數(shù)，如果計(jì)算出的相關(guān)系數(shù)大于設(shè)定第一門限值，表示檢測到同步幀頭，則可執(zhí)行后續(xù)步驟；如果計(jì)算出的相關(guān)系數(shù)未大于設(shè)定第一門限值，表示還沒有檢測到同步幀頭，則將相關(guān)窗向后滑動(dòng)一步(即后移一個(gè)數(shù)據(jù))，計(jì)算當(dāng)前數(shù)組的第2位數(shù)據(jù)至第5位數(shù)據(jù)與特定數(shù)組的相關(guān)系數(shù)…,以此類推，直到滑動(dòng)相關(guān)窗至當(dāng)前數(shù)組的最后一個(gè)數(shù)據(jù)。編碼單元用于將同步幀頭后的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行manchester解碼，得到對應(yīng)的原始數(shù)據(jù)；本申請實(shí)施例采用相關(guān)法對有效數(shù)據(jù)進(jìn)行manchester解碼。數(shù)據(jù)解碼方式包括：b1：順序檢測有效數(shù)據(jù)中的波峰或者波谷，當(dāng)檢測到波峰或者波谷時(shí)，執(zhí)行b2；b2：判斷該波峰或者波谷是否大于設(shè)定的第二門限值；如果該波峰或者波谷大于設(shè)定的第二門限值，則執(zhí)行b3；如果該波峰或者波谷未大于設(shè)定的第二門限值，則相關(guān)窗向后滑動(dòng)一步，并重新執(zhí)行b1；其中，本申請實(shí)施例中判斷波峰或者波谷的第二門限值為0.8，具體可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行設(shè)定。b3：比特解析：如果檢測到的是波峰，則解析為“1”，如果檢測到的是波谷，則解析為“0”，并將相關(guān)窗向后滑動(dòng)m步；其中，m為一個(gè)符號周期的采樣點(diǎn)數(shù)，本申請實(shí)施例中m的值為4；b4：判斷相關(guān)窗是否到達(dá)當(dāng)前數(shù)組尾部，如果相關(guān)窗到達(dá)當(dāng)前數(shù)組尾部，則輸出解析結(jié)果，當(dāng)前數(shù)組的比特解析結(jié)束；如果相關(guān)窗沒有到達(dá)當(dāng)前數(shù)組尾部，則重新執(zhí)行b1。校驗(yàn)單元用于將解析的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行crc校驗(yàn)后，展示解析結(jié)果。上述實(shí)施例中，所述的發(fā)送端和接收端包括具有音頻接口的終端設(shè)備，發(fā)送端例如耳式溫度計(jì)、心率耳機(jī)等，接收端例如智能手機(jī)、電腦等，以發(fā)送端為心率耳機(jī)、接收端為智能手機(jī)為例，其基于音頻信道的數(shù)字通信方法包括：通過心率耳機(jī)采集心率數(shù)據(jù)，并采用manchester編碼將采集的心率數(shù)據(jù)進(jìn)行組包、編碼、調(diào)制后，通過音頻信道將心率數(shù)據(jù)傳遞至智能手機(jī)；智能手機(jī)采用相關(guān)法對接收到的心率數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，并將采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、同步幀頭檢測和manchester解碼后處理，通過智能手機(jī)或智能手機(jī)上安裝的應(yīng)用程序顯示心率數(shù)據(jù)。上述實(shí)施例為本申請較佳的實(shí)施方式，但本申請的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本申請的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本申請的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12