一种通过耳机插座交换数据的系统和方法
【专利摘要】本发明涉及一种系统和方法，尤其是一种通过耳机插座交换数据的系统和方法，属于智能家居的【技术领域】。按照本发明提供的技术方案，所述通过耳机插座交换数据的系统，包括待控制设备，所述待控制设备通过音频线缆与控制主机内的音频设备连接；控制主机、待控制设备均能将待通信数据调制成音频信号，并通过音频线缆及音频设备进行音频信号的交换。本发明待控制设备与控制主机之间通过音频线缆连接，在待控制设备、控制主机内进行调制、解调的操作，能够将待通信的数据以音频信号方式进行交换，从而能够获得待控制设备的工作状态或对待控制设备进行有效控制，整个系统仅包含少量的外围电路，成本低，只通过音频线缆连接，使用方便，简单可靠。
【专利说明】一种通过耳机插座交换数据的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种系统和方法，尤其是一种通过耳机插座交换数据的系统和方法，属于智能家居的【技术领域】。
【背景技术】
[0002]通信，也就是数据交换，对当今世界来说已经是一种十分依赖的技术。在各个领域都有数据通信技术。不同场合对数据通信的要求不同，有的要求可靠性，有的要求是高速度，而也有的是要求简单容易使用。
[0003]在智能家居设备的使用或安装调试这样的情况下，通常需要很方便地连接并控制设备，或从设备中读取感兴趣的信息。这样就需要为设备配备一种接口，可以方便地不容易被限制地连接、使用。同时考虑到智能家居设备的处理能力，这种接口应该实现简单，成本低，并且容易被大多数人学会使用。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种通过耳机插座交换数据的系统和方法，其仅需通过一条音频线连接，操作方便，能通过耳机插座实现可靠通信，适应范围广，成本低，安全可靠。
[0005]按照本发明提供的技术方案，所述通过耳机插座交换数据的系统，包括待控制设备，所述待控制设备通过音频线缆与控制主机内的音频设备连接；控制主机、待控制设备均能将待通信数据调制成音频信号，并通过音频线缆及音频设备进行音频信号的交换。
[0006]所述控制主机包括与音频设备连接的主机数据转换模块以及与所述主机数据转换模块连接的配置应用模块；
配置应用模块，与主机数据转换模块连接，将待通信的数据组成主机发送通信数据包，并将所述主机发送通信数据包传输至主机数据转换模块内，以由主机数据转换模块转换成主机发送音频信号，并能对主机数据转换模块传输的设备发送通信数据进行解析处理；主机数据转换模块，将配置应用模块发送的数据包转换成主机发送音频信号，并能将音频设备接收的设备发送音频信号转换成配置应用模块所需的主机接收通信数据；
音频模块，将主机数据转换模块传输的主机发送音频信号进行回放输出，并能通过音频线缆获取待控制设备传输的设备发送音频信号，并将设备发送音频信号由主机数据转换模块转换得到主机接收通信数据。
[0007]所述主机数据转换模块包括主机发送数据转换部以及主机接收数据转换部；所述主机发送数据转换部包括用于将主机发送通信数据包进行并串转换的主机并串转换模块，所述主机并串转换模块与用于将数据调制成音频信号的主机音频信号调制模块连接；
所述主机接收数据转换部包括主机过零检测器，主机过零检测器的输出端与主机0/1沿计数器连接，主机0/1沿计数器通过主机频率判决/解调器与主机串并转换模块连接；主机频率判决/解调器、主机音频信号调制模块均与主机波特率控制器的输出端连接。[0008]所述主机音频信号调制模块包括主机DDS信号发生器或主机方波信号发生器，所述主机方波信号发生器将产生的方波信号通过主机数字低通滤波器滤波后得到主机发送
音频信号。
[0009]所述待控制设备包括
滤波处理模块，与音频线缆以及设备数据转换模块连接，能对音频线缆传输的主机发送音频信号以及设备数据转换模块传输的设备发送音频信号进行滤波；
设备数据转换模块，与滤波处理模块及微处理器应用模块连接，能将滤波处理模块传输的主机发送音频信号转换成微处理器应用模块所需的设备接收通信数据，且能将微处理器应用模块传输的设备发送数据转换成设备发送音频信号。
[0010]所述设备数据转换模块包括设备输入信号转换模块、设备输出信号转换模块以及设备波特率控制器，所述设备波特率控制器与设备输入信号转换模块(以及设备输出信号转换模块连接。
[0011]所述设备输入信号转换模块采用第一输入信号转换模块或第二输入信号转换模块；
第一输入信号转换模块包括用于接收滤波处理模块传输的主机发送音频信号的设备A/D转换模块以及与设备A/D转换模块连接的设备过零检测器；所述设备过零检测器与设备0/1沿计数器连接，所述设备0/1沿计数器与设备频率判决/解调器连接，设备频率判决/解调器与设备串并转换模块及设备波特率控制器连接；
第二输入信号转换模块包括用于接收滤波处理模块传输的主机发送音频信号的设备比较器以及与设备比较器输出端连接的捕获器，所述捕获器与脉宽/频率计算模块连接，脉宽/频率计算模块与解调器连接，所述解调器与设备波特率控制器及设备串并转换模块连接。
[0012]所述设备输出信号转换模块采用第一输出信号转换模块、第二输出信号转换模块或第三输出信号转换模块；
第一输出信号转换模块包括设备并串转换模块，所述设备并串转换模块与设备DDS信号发生器连接，所述设备DDS信号发生器与设备波特率控制器及设备D/A转换模块连接；第二输出信号转换模块包括设备并串转换模块以及与所述设备并串模块连接的设备方波信号发生器；所述设备方波信号发生器与设备波特率控制器以及设备数字低通滤波器连接，所述设备数字低通滤波器与设备D/A转换模块连接；
第三输出信号转换模块包括设备并串转换模块以及与所述设备并串转换模块连接的PWM模块，所述PWM模块与设备波特率控制器连接。
[0013]一种通过耳机插座交换数据的方法，包括待控制设备，所述待控制设备通过音频线缆与控制主机内的音频设备连接；控制主机、待控制设备均能将待通信数据调制成音频信号，并通过音频线缆及音频设备进行音频信号的交换。
[0014]所述控制主机、待控制设备将待通信数据调制音频信号的方法包括FSK调制或ASK调制。
[0015]本发明的优点:待控制设备与控制主机之间通过音频线缆连接，在待控制设备、控制主机内进行调制、解调的操作，能够将待通信的数据以音频信号方式进行交换，从而能够获得待控制设备的工作状态或对待控制设备进行有效控制，整个系统仅包含少量的外围电路，成本低，只通过音频线缆连接，使用方便，简单可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为现有的一种实施结构框图。
[0017]图2为现有的另一种实施结构框图。
[0018]图3为现有的第三种实施结构框图。
[0019]图4为本发明的结构框图。
[0020]图5为本发明主机数据转换模块与音频设备的一种实施框图。
[0021]图6为本发明主机数据转换模块与音频设备的另一种实施框图。
[0022]图7为本发明待控制设备的结构框图。
[0023]图8为本发明待控制设备中第一输入信号转换模块的实施结构框图。
[0024]图9为本发明待控制设备中第二输入信号转换模块的实施结构框图。
[0025]图10为本发明待控制设备中第一输出信号转换模块的实施结构框图。
[0026]图11为本发明待控制设备中第二输出信号转换模块的实施结构框图。
[0027]图12为本发明待控制设备中第三输出信号转换模块的实施结构框图。
[0028]附图标记说明:10_控制主机、11-待控制设备、12-音频线缆、101-配置应用模块、102-主机数据转换模块、103-音频设备、111-微处理器应用模块、112-设备数据转换模块、113-滤波处理模块、1021-主机并串转换模块、1022-主机DDS信号发生器、1023-主机过零检测器、1024-主机0/1沿计数器、1025/主机频率判决/解调器、1026-主机串并转换模块、1027-主机波特率控制器、1028-主机方波信号发生器、1029-主机数字低通滤波器、1031-音频输出装置、1032-音频输入装置、1121-设备输入信号转换模块、1122-设备输出信号转换模块、1123-设备A/D转换模块、1124-设备比较器、1125-捕获器、1126-脉宽/频率计算模块、1127-解调器、1128-设备过零检测器、1129-设备0/1沿计数器、1131-设备输入信号低通滤波器、1132-设备输出信号低通滤波器、1137-设备波特率控制器、1140-设备频率判决/解调器、1141-设备串并转换模块、1142-设备D/A转换模块、1143-设备DDS信号发生器、1144-设备并串转换模块、1145-设备方波信号发生器、1146-设备数字低通滤波器以及1147-PWM模块。
【具体实施方式】
[0029]下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0030]如图1所示:为现有采用串口通信的示意图，主设备通过RS232串口与待控制的设备连接通信。尽管利用RS232串口进行通信，发送控制数据，读取设备状态十分方便，而且简单。但是目前新生产的计算机设备以及手机等移动设备外部已经不提供串口这样的接口 ；而且普通的串口接口体积庞大，十分占用设备的空间；如果使用专用的小型连接器，又会造成接口不统一，不方便使用。因此采用串口交换数据的方式，在智能家居的应用中已经无法满足要求。
[0031]如图2所示，为现有采用耳机插座进行通信的示意图，类似于手机的刷卡器。即手机或者平板电脑将数据利用耳机插座传输给信号转换电路，并能利用信号转换电路提取数据，并交给待控制的设备。但信号转换电路需要使用专门芯片，信号转换电路内包含调制解调电路，而且额外使用了调制解调电路用来做信号转换，适用范围较小，且成本较高。同时也无法使用在智能家居的应用中。
[0032]如图3所示，是通过扬声器进行通信的示意图，即通过把数据调制到声音上，利用扬声器传输出去，被通信设备的话筒接收到数据后，进行信号转换，提取数据，然后交给被控制的设备。这种实施方案只能实现单向通信，且通过扬声器传输信号后，会引入背景噪声，对信号的处理和数据的提取提出了更高要求，这样被控制设备整体结构会更复杂，成本也会更闻。
[0033]此外，还有通过耳机插孔通信，但是是采用直接传送的方式。即通过将数据打包以后，将数据的原始0、1状态变成耳机插孔信号接点的高低电平直接来通信。这种方式会对设备寿命造成一定影响，并且信号传送过程中会被畸变，因此会造成通信不稳定，容易误码。
[0034]如图4所示，为了能够简单方便地实现可靠地通信，降低通信成本，本发明包括待控制设备11，所述待控制设备11通过音频线缆12与控制主机10内的音频设备103连接；控制主机10、待控制设备11均能将待通信数据调制成音频信号，并通过音频线缆12及音频设备103进行音频信号的交换。
[0035]具体地，控制主机10可以包括手机、平板电脑、个人电脑以及其他包含耳机插座的计算设备，待控制设备11可以为现有的智能家居设备的控制器等，待控制设备11与控制主机10通信时，无论是待控制设备11向控制主机10传输的数据，还是控制主机10传输至待控制设备11的数据均被调制成音频信号，音频信号通过音频设备103以及音频线缆12进行传输交换，并在待控制设备11、控制主机10内对音频信号解析处理。音频设备103可以采用现有的结构，音频设备103 —般可以包括声卡、声卡驱动、插孔、音频麦克风等，音频线缆12采用现有的音频连接线。此外，在具体实施时，音频线缆12的一端具有可以插入耳机插座的插头；另一头为可以接入待控制设备11的连接器，此连接器的形式可以是耳机插头，也可以是自定义插座。通常信号定义为左声道、右声道、话筒和公共端。均为本【技术领域】技术人员所熟知，此处不再赘述。
[0036]进一步地，所述控制主机10包括与音频设备103连接的主机数据转换模块102以及与所述主机数据转换模块102连接的配置应用模块101 ；
配置应用模块101，与主机数据转换模块102连接，将待通信的数据组成主机发送通信数据包，并将所述主机发送通信数据包传输至主机数据转换模块102内，以由主机数据转换模块102转换成主机发送音频信号，并能对主机数据转换模块102传输的设备发送通信数据进行解析处理；
主机数据转换模块102，将配置应用模块102发送的数据包转换成主机发送音频信号，并能将音频设备103接收的设备发送音频信号转换成配置应用模块101所需的主机接收通信数据；
音频模块103，将主机数据转换模块102传输的主机发送音频信号进行回放输出，并能通过音频线缆12获取待控制设备11传输的设备发送音频信号，并将设备发送音频信号由主机数据转换模块102转换得到主机接收通信数据。
[0037]本发明实施例中，主机发送音频信号是指控制主机10向待控制设备11以音频方式发送的数据，主机接收通信数据是指控制主机10接收待控制设备11发送的通信数据，设备发送音频信号是指待控制设备11向控制主机10发送的音频信号，主机接收通信数据是指控制主机10接收待控制设备11的音频数据经过转换后能直接处理的数据形式。
[0038]控制主机10内的配置应用模块101用来实现控制功能的人机界面，用于完成生成待通信的数据，并将待通信的数据组成主机发送通信数据包，以通过主机数据转换模块102对主机发送通信数据包进行转换处理。主机数据转换模块102对主机发送通信数据包进行并串转换，调制变换等，将主机发送通信数据包采用FSK (Frequency-shift keying)调制或ASK (幅移键控)调制等方式调制到音频范围，以保证通信质量，音频的频率可以为5KHflOKHz，当然，在具体实施时，也可以采用其他的调制方式将数据调制到音频范围，音频的频率也可以为其他数值，所述调制方式以及音频频率的选择均为本【技术领域】人员所熟知，此处不再赘述。
[0039]如图5和图6所示，以采用FSK调制为例，主机数据转换模块102具有不同的实施结构，其中，所述主机数据转换模块102包括主机发送数据转换部以及主机接收数据转换部；所述主机发送数据转换部包括用于将主机发送通信数据包进行并串转换的主机并串转换模块1021，所述主机并串转换模块1021与用于将数据调制成音频信号的主机音频信号调制|吴块连接；
所述主机接收数据转换部包括主机过零检测器1023，主机过零检测器1023的输出端与主机0/1沿计数器1024连接，主机0/1沿计数器1024通过主机频率判决/解调器1025与主机串并转换模块1026连接；主机频率判决/解调器1025、主机音频信号调制模块均与主机波特率控制器1027的输出端连接。
[0040]所述主机音频信号调制模块包括主机DDS信号发生器1022或主机方波信号发生器1028，所述主机方波信号发生器1028将产生的方波信号通过主机数字低通滤波器1031滤波后得到主机发送音频信号。
[0041]具体地，针对音频设备103与控制主机10、待控制设备11之间的连接，音频设备103可以包括音频输出装置1031以及音频输入装置1032，通过音频输出装置1031用于将主机发送音频信号回放输出，通过音频输入装置1032能将待控制设备11的设备发送音频信号接收进入控制主机10内。
[0042]当主机音频信号调制模块采用主机DDS (Direct Digital Synthesizer)信号发生器1022时，主机DDS信号发生器1022与主机并串转换模块1021以及主机波特率控制器1027连接，主机DDS信号发生器1022与音频输出装置1031连接。主机并串转换模块1021将配置应用模块101传输的主机发送通信数据包进行并串转换，在主机波特率控制器1027的作用下控制主机DDS信号发生器1022，通过DDS信号发生器1022可直接将转换后的主机待通信数据包采用FSK调制成待回放的正弦波信号，然后发送到音频输出装置1031上，最终回放输出。
[0043]当主机音频信号调制模块采用主机方波信号发生器1028时，主机方波信号发生器1028与主机数字低通滤波器1029、主机波特率控制器1027连接，利用主机方波信号发生器1028产生两个频率的数字方波信号，然后经过主机串并转换模块1021转换的主机发送通信数据包按照主机波特率控制器1027的波特率来控制主机方波信号发生器1028，选择两路不同频率方波信号中的一路输出。数据流随时间变化的过程中，会形成变化的FSK调制信号，最后通过主机数字低通滤波器1029，保证两个频率点的信号都可以通过，而过高的频率都被滤除，这样有利于在音频信道中传输。调制完成的主机发送音频信号发送到音频设备103的音频输出装置1031上，最终回放输出。
[0044]当控制主机10接收数据时，主机数据转换模块102从音频设备103的音频输入装置1032中读取待控制设备11传输的设备音频发送信号。经过主机过零检测器1023的处理，可以将声音信号变成方波，然后利用主机0/1沿计数器1024对变化的沿进行计数，通过主机频率判决/解调器1025的处理可以获取不同时间段的频率值，在主机波特率控制器1027的控制下，可以恢复出来接收到的数据流。最后将数据经过主机串并转换模块1026转换，能向配置应用模块101传输所需的主机接收通信数据，通过对主机接收通信数据进行解析等进一步处理，能够获得所需的数据信息。
[0045]本发明实施例中，主机并串转换模块1021、主机串并转换模块1026进行两种相反的转换操作，均采用本【技术领域】常用的转换形式，主机DDS信号发生器1022、主机过零检测器1023、主机0/1沿计数器1024、主机频率判决/解调器1025、主机波特率控制器1027、主机方波信号发生器1028以及主机数字低通滤波器1029具体的工作过程以及实施结构均为本【技术领域】人员所熟知，此处不再赘述。
[0046]进一步地，所述待控制设备11包括
滤波处理模块113，与音频线缆12以及设备数据转换模块112连接，能对音频线缆12传输的主机发送音频信号以及设备数据转换模块112传输的设备发送音频信号进行滤波；设备数据转换模块112，与滤波处理模块113及微处理器应用模块111连接，能将滤波处理模块113传输的主机发送音频信号转换成微处理器应用模块111所需的设备接收通信数据，且能将微处理器应用模块111传输的设备发送数据转换成设备发送音频信号。
[0047]所述设备数据转换模块112包括设备输入信号转换模块1121、设备输出信号转换模块1122以及设备波特率控制器1137，所述设备波特率控制器1137与设备输入信号转换模块1121以及设备输出信号转换模块1122连接。
[0048]具体地，滤波处理模块113主要是对待控制设备11内的输入输出的信号做低通滤波。对于从音频线缆12输入待控制设备11的信号，由设备输入信号低通滤波处理1131完成，主要目的是去除噪声，提高信号质量，保证接收通信的可靠。对于要发出的信号，由设备输出信号低通滤波处理1132完成，是为了将方波信号转换为正弦波信号，或者滤除D/A的量化噪声，方便使信号通过音频信道。考虑到不同设备的处理能力不同，如果将滤波处理模块113的部分处理改为数字滤波算法在处理器中运行，也是一种可行的方式且本质相同，这仍是本申请的保护范围。本发明实施例中，设备数据转换模块112内的设备波特率控制器1137的波特率参数与主机波特率控制器1027的波特率参数完全一致。
[0049]如图8和图9所示，设备输入信号转换模块1121可以采用两种实施结构，具体地，所述设备输入信号转换模块1121采用第一输入信号转换模块或第二输入信号转换模块；
第一输入信号转换模块包括用于接收滤波处理模块113传输的主机发送音频信号的设备A/D转换模块1123以及与设备A/D转换模块1123连接的设备过零检测器1128 ;所述设备过零检测器1128与设备0/1沿计数器1129连接，所述设备0/1沿计数器1129与设备频率判决/解调器1140连接，设备频率判决/解调器1140与设备串并转换模块1141及设备波特率控制器1137连接；
第二输入信号转换模块包括用于接收滤波处理模块113传输的主机发送音频信号的设备比较器1124以及与设备比较器1124输出端连接的捕获器1125，所述捕获器1125与脉宽/频率计算模块1126连接，脉宽/频率计算模块1126与解调器1127连接，所述解调器1127与设备波特率控制器1137及设备串并转换模块1141连接。
[0050]当待控制设备11接收数据时，且采用第一输入信号转换模块进行转换时，通过设备A/D转换模块1123将模拟信号的主机发送音频信号直接转换成数字信号，然后经过设备过零检测器1128、设备0/1沿计数器1129、设备频率判决/解调1040、设备串并转换模块1141进行处理，并有设备串并转换模块1141转换后向微处理器应用模块111传输设备接收通信数据。在具体实施时，设备过零检测器1128、设备0/1沿计数器1129、设备频率判决/解调1040、设备串并转换模块1141与控制主机10内的主机过零检测器1023、主机0/1沿计数器1024、主机频率判决/解调器1025、主机串并转换模块1026的结构以及工作原理完全一致,具体不再赘述,如图8所示。
[0051]如图9所示，当待控制设备11接收数据时，且采用第二输入信号转换模块进行转换时，将主机音频发送信号通过设备比较器1124变成方波，然后通过脉宽捕获器1125进行脉宽捕获，然后通过设备脉宽/频率计算模块1126利用捕获器1125获得的脉宽参数计算出来实际的频率，频率信息送入到解调器1127就可以获得串行数据流，经设备串并转换模块1026可以获得原始的通信数据，即能向微处理器应用模块111传输所需的设备接收通信数据。
[0052]本发明实施例中，待控制设备11可以采用第一输入信号转换模块或第二输入信号转换模块中任意一种实施结构，第一输入信号转换模块方式更灵活，但运算量稍高；第二输入信号转换模块，可以直接提取频率信息，程序运算量较小，但是需要专门硬件脉宽捕获器。两种方案各有特点，可以根据待控制设备11内微处理器带有的外设灵活选用，以达到减少外围电路，降低成本的目的。
[0053]如图10、图11和图12所示，所述设备输出信号转换模块1122采用第一输出信号转换模块、第二输出信号转换模块或第三输出信号转换模块；
第一输出信号转换模块包括设备并串转换模块1144，所述设备并串转换模块1144与设备DDS信号发生器1143连接，所述设备DDS信号发生器1143与设备波特率控制器1137及设备D/A转换模块1142连接；
第二输出信号转换模块包括设备并串转换模块1144以及与所述设备并串模块1144连接的设备方波信号发生器1145 ;所述设备方波信号发生器1145与设备波特率控制器1137以及设备数字低通滤波器1146连接，所述设备数字低通滤波器1146与设备D/A转换模块1142连接；
第三输出信号转换模块包括设备并串转换模块1144以及与所述设备并串转换模块1144连接的PWM模块1147，所述PWM模块1147与设备波特率控制器1137连接。
[0054]如图10所示，当待控制设备11发送数据时，且通过第一输出信号转换模块进行信号转换时，微处理器应用模块111内待通信的数据经过设备并串转换模块1021进行并串转换，并串转换后的数据进入设备DDS信号发生器1143，且在设备波特率控制器1137的控制下产生FSK调制的数字正弦信号，所述数字正弦信号经过设备D/A转换模块1142之后，变成可以传输的模拟信号，即得到设备发送音频信号，设备发送音频信号经过设备输出信号低通滤波处理1132，就可以将通过音频线缆12进行传送，进入控制主机10。[0055]如图11所示，当待控制设备11发送数据时，且通过第二输出信号转换模块进行信号转换时，微处理器应用模块111内待通信的数据经过设备并串转换模块1021进行并串转换，并串转换后进入设备方波信号发生器1145 ;设备方波信号发生器1145产生两路不同频率的方波信号，在设备波特率控制器1137的控制下并随设备并串转换模块1021输入数据的变化进行切换选择两路方波信号中的一路进行输出；经过设备数字低通滤波1146之后，变成接近正弦的信号，然后通过设备D/A转换1142之后，变成可以传输的模拟信号，即得到设备发送音频信号，设备发送音频信号经过设备输出信号低通滤波处理1132，就可以将通过音频线缆12进行传送，进入控制主机10。
[0056]如图12所示，当待控制设备11发送数据时，且通过第三输出信号转换模块进行信号转换时，微处理器应用模块111内待通信的数据经过设备并串转换模块1021进行并串转换，在设备波特率控制器1137的控制下，直接控制PWM模块1147的频率，输出不同频率占空比为50%的PWM波形，形成FSK调制的方波；输出的PWM波形经过设备输出信号低通滤波处理1132滤波，变成接近正弦的模拟信号，即得到设备发送音频信号，设备发送音频信号经过设备输出信号低通滤波处理1132，就可以将通过音频线缆12进行传送，进入控制主机10。
[0057]本发明实施例中，待控制设备11内可以选择第一输出信号转换模块、第二输出信号转换模块或第三输出信号转换模块的任意一个形式，相比较，第一输出信号转换模块、第二输出信号转换模块比较灵活，方便修改，而第三输出信号转换模块成本低。第一输出信号转换模块、第二输出信号转换模块、第三输出信号转换模块分别通过设备DDS信号发生器1143、设备方波信号发生器1145、PWM模块1147分别进行FSK等方式的调制，以得到所需的音频信号。上述设备D/A转换模块1142、设备并串转换模块1144以及PWM模块1147均可以采用常用的形式。
[0058]进一步地，一种通过耳机插座交换数据的方法，包括待控制设备11，所述待控制设备11通过音频线缆12与控制主机10内的音频设备103连接；控制主机10、待控制设备11均能将待通信数据调制成音频信号，并通过音频线缆12及音频设备103进行音频信号的交换。
[0059]所述控制主机10、待控制设备11将待通信数据调制音频信号的方法包括FSK调制，调制音频信号的频率为5KHz?ΙΟΚΗζ。
[0060]本发明待控制设备11与控制主机10之间通过音频线缆12连接，在待控制设备
11、控制主机10内进行调制、解调的操作，能够将待通信的数据以音频信号方式进行交换，从而能够获得待控制设备11的工作状态或对待控制设备11进行有效控制，整个系统仅包含少量的外围电路，成本低，只通过音频线缆12连接，使用方便，简单可靠。
【权利要求】
1.一种通过耳机插座交换数据的系统，其特征是:包括待控制设备(11)，所述待控制设备(11)通过音频线缆(12)与控制主机(10)内的音频设备(103)连接；控制主机(10)、待控制设备(11)均能将待通信数据调制成音频信号，并通过音频线缆(12)及音频设备(103)进行音频信号的交换。
2.根据权利要求1所述的通过耳机插座交换数据的系统，其特征是:所述控制主机(10)包括与音频设备(103)连接的主机数据转换模块(102)以及与所述主机数据转换模块(102)连接的配置应用模块(101)； 配置应用模块(101 )，与主机数据转换模块(102)连接，将待通信的数据组成主机发送通信数据包，并将所述主机发送通信数据包传输至主机数据转换模块(102)内，以由主机数据转换模块(102)转换成主机发送音频信号，并能对主机数据转换模块(102)传输的设备发送通信数据进行解析处理； 主机数据转换模块(102)，将配置应用模块(102)发送的数据包转换成主机发送音频信号，并能将音频设备(103)接收的设备发送音频信号转换成配置应用模块(101)所需的主机接收通信数据； 音频模块(103)，将主机数据转换模块(102)传输的主机发送音频信号进行回放输出，并能通过音频线缆(12)获取待控制设备(11)传输的设备发送音频信号，并将设备发送音频信号由主机数据转换模块(102)转换得到主机接收通信数据。
3.根据权利要求2所述的通过耳机插座交换数据的系统，其特征是:所述主机数据转换模块(102)包括主机发送数据转换部以及主机接收数据转换部；所述主机发送数据转换部包括用于将主机发送通信数据包进行并串转换的主机并串转换模块(1021)，所述主机并串转换模块(1021)与用于将数据调制成音频信号的主机音频信号调制模块连接； 所述主机接收数据转换部包括主机过零检测器(1023)，主机过零检测器(1023)的输出端与主机0/1沿计数器(1024)连接，主机0/1沿计数器(1024)通过主机频率判决/解调器(1025)与主机串并转换模块(1026)连接；主机频率判决/解调器(1025)、主机音频信号调制模块均与主机波特率控制器(1027)的输出端连接。
4.根据权利要求3所述的通过耳机插座交换数据的系统，其特征是:所述主机音频信号调制模块包括主机DDS信号发生器(1022)或主机方波信号发生器(1028),所述主机方波信号发生器(1028)将产生的方波信号通过主机数字低通滤波器(1031)滤波后得到主机发送音频信号。
5.根据权利要求1所述的通过耳机插座交换数据的系统，其特征是:所述待控制设备(11)包括 滤波处理模块(113)，与音频线缆(12)以及设备数据转换模块(112)连接，能对音频线缆(12)传输的主机发送音频信号以及设备数据转换模块(112)传输的设备发送音频信号进行滤波； 设备数据转换模块(112)，与滤波处理模块(113)及微处理器应用模块(111)连接，能将滤波处理模块(113)传输的主机发送音频信号转换成微处理器应用模块(111)所需的设备接收通信数据，且能将微处理器应用模块(111)传输的设备发送数据转换成设备发送音频信号。
6.根据权利要求5所述的通过耳机插座交换数据的系统，其特征是:所述设备数据转换模块(112)包括设备输入信号转换模块(1121)、设备输出信号转换模块(1122)以及设备波特率控制器(1137)，所述设备波特率控制器(1137)与设备输入信号转换模块(1121)以及设备输出信号转换模块(1122)连接。
7.根据权利要求6所述的通过耳机插座交换数据的系统，其特征是:所述设备输入信号转换模块(1121)采用第一输入信号转换模块或第二输入信号转换模块； 第一输入信号转换模块包括用于接收滤波处理模块(113)传输的主机发送音频信号的设备A/D转换模块(1123)以及与设备A/D转换模块(1123)连接的设备过零检测器(1128);所述设备过零检测器(1128)与设备0/1沿计数器(1129)连接，所述设备0/1沿计数器(1129)与设备频率判决/解调器(1140)连接，设备频率判决/解调器(1140)与设备串并转换模块(1141)及设备波特率控制器(1137)连接； 第二输入信号转换模块包括用于接收滤波处理模块(113)传输的主机发送音频信号的设备比较器(1124)以及与设备比较器(1124)输出端连接的捕获器(1125)，所述捕获器(1125)与脉宽/频率计算模块(I 126)连接，脉宽/频率计算模块(I 126)与解调器(I 127)连接，所述解调器(1127)与设备波特率控制器(1137)及设备串并转换模块(1141)连接。
8.根据权利要求6所述的通过耳机插座交换数据的系统，其特征是:所述设备输出信号转换模块(1122)采用第一输出信号转换模块、第二输出信号转换模块或第三输出信号转换模块； 第一输出信号转换模块包括设备并串转换模块(1144)，所述设备并串转换模块(1144)与设备DDS信号发生器(1143)连接，所述设备DDS信号发生器(1143)与设备波特率控制器(1137)及设备D/A转换模块(1142 )连接； 第二输出信号转换模块包括设备并串转换模块(1144)以及与所述设备并串模块(1144)连接的设备方波信号发生器(1145);所述设备方波信号发生器(1145)与设备波特率控制器(1137)以及设备数字低通滤波器(1146 )连接，所述设备数字低通滤波器(1146 )与设备D/A转换模块(I 142)连接； 第三输出信号转换模块包括设备并串转换模块(1144)以及与所述设备并串转换模块(1144)连接的PWM模块(1147)，所述PWM模块(1147)与设备波特率控制器(1137)连接。
9.一种通过耳机插座交换数据的方法，其特征，包括待控制设备(11)，所述待控制设备(11)通过音频线缆(12)与控制主机(10)内的音频设备(103)连接；控制主机(10)、待控制设备(11)均能将待通信数据调制成音频信号，并通过音频线缆(12)及音频设备(103)进行音频信号的交换。
10.根据权利要求9所述过耳机插座交换数据的方法，其特征是:所述控制主机(10)、待控制设备(11)将待通信数据调制音频信号的方法包括FSK调制或ASK调制。
【文档编号】G05B19/04GK103995480SQ201410256295
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年6月10日 优先权日:2014年6月10日
【发明者】赵柱, 齐广保, 牛利峰 申请人:北京芯创睿胜科技有限公司