本发明涉及数据通信领域，尤其是一种基于智能终端的声波传输二维码系统、方法和装置。
背景技术
随着二维码技术在现代生活的广泛应用，通过扫描二维码获取信息给人们的工作和衣食住行提供了极大的帮助。目前二维码的信息传播方式一般是通过使用手机摄像头扫描二维码来获取二维码中的信息，而在一些场合下，比如大型公众场合或者更为庄重的场合里，众人围着含有二维码的图片来打开手机摄像头进行扫描，显得不太方便雅观，而且对于每一个人而言，等待扫码明显使其体验不会太好，满足不了用户快速智能的使用需求。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种基于智能终端的声波传输二维码系统、方法和装置，利用声波传输二维码，使用户无需再等待扫码，只需持有智能终端就可以实现二维码获取，有效了提升用户体验，满足用户快速智能的使用需求。
为了弥补现有技术的不足，本发明采用的技术方案是：
一种基于智能终端的声波传输二维码系统，包括发送端和接收端，所述发送端包括依次连接设置的二维码矩阵产生模块、声波数据编码模块和声波数据传输模块，所述接收端包括依次连接设置的声波数据解码模块和二维码矩阵转化模块，所述声波数据传输模块连接到声波数据解码模块；
所述二维码矩阵产生模块，用于扫描或生成二维码，并获取该二维码对应的二维码矩阵；
所述声波数据编码模块，用于对所述二维码矩阵进行声波数据编码，得到编码数据；
所述声波数据传输模块，用于利用扬声器将编码数据以各数据帧的形式传送至声波数据解码模块；
所述声波数据解码模块，用于通过麦克风接收各数据帧并对各数据帧进行完全解码，得到解码数据；
所述二维码矩阵转化模块，用于将解码数据转化为二维码矩阵，重新生成对应的二维码并获取该二维码的原始信息。
进一步，所述声波数据编码模块，用于对所述二维码矩阵进行声波数据编码，包括：用于对所述二维码矩阵进行信道编码、数字调制和pcm离散化处理。
进一步，所述声波数据解码模块，用于对各数据帧进行完全解码，包括：用于对各数据帧进行解码，恢复各数据帧的相应信息码字并根据传输控制协议对各数据帧和crc码进行校验，从而检查是否有数据帧出现丢失或错误的情况；若有，则反馈至声波数据传输模块，执行下列操作：待其它数据帧传输完成后，重新发送出现丢失或错误情况的数据帧。
一种基于智能终端的声波传输二维码方法，包括以下步骤：
s1、扫描或生成二维码，并获取该二维码对应的二维码矩阵；
s2、对所述二维码矩阵进行声波数据编码，得到编码数据；
s3、利用扬声器将编码数据以各数据帧的形式传送至外界；
s4、通过麦克风接收各数据帧并对各数据帧进行完全解码，得到解码数据；
s5、将解码数据转化为二维码矩阵，重新生成对应的二维码并获取该二维码的原始信息。
进一步，所述步骤s2对所述二维码矩阵进行声波数据编码，包括：对所述二维码矩阵进行信道编码、数字调制和pcm离散化处理。
进一步，所述步骤s4中，对各数据帧进行完全解码，得到解码数据，包括以下步骤：
s41、对各数据帧进行解调和译码；
s42、对各数据帧进行同步；
s43、判断各数据帧序号是否正确，若正确则读取crc码，否则标记出正确的数据帧序号并返回步骤s41；
s44、对crc码进行校验，判断数据帧的内容是否正确，若是则输出数据帧内容，否则标记出正确的数据帧序号并返回步骤s41。
进一步，根据传输控制协议对各数据帧和crc码进行校验，所述的传输控制协议是基于数据帧及数据帧的译码而制定的；所述的数据帧用二进制表示，所述数据帧包括用于同步数据帧的4位起始频率标志、用于标识数据帧的m2(0<m2≤8)位数据帧序号、m3(36≤m3≤52)位的信息位、m4(8≤m4≤24)位的纠错位、4位间隔位、m6(8≤m2≤16)位crc码和4位结束频率标志；其中，m3+m4＝60。
一种基于智能终端的声波传输二维码装置，包括处理器和用于存储处理器可执行指令的存储器；所述处理器读取可执行指令并执行以下步骤：
扫描或生成二维码，并获取该二维码对应的二维码矩阵；
对所述二维码矩阵进行声波数据编码，得到编码数据；
利用扬声器将编码数据以各数据帧的形式传送至外界；
通过麦克风接收各数据帧并对各数据帧进行完全解码，得到解码数据；
将解码数据转化为二维码矩阵，重新生成对应的二维码并获取该二维码的原始信息。
本发明的有益效果是：基于智能终端，对二维码进行声波传输，只需用户持有智能终端即可，利用智能终端内部的扬声器和麦克风实现二维码数据帧的传输和拾取，非常方便，即使在无移动网络或无线网络的情况下，依然能有效地进行数据传输，可以应用于酒店、餐馆、购物广场等人数众多的公共场合，免去大家排队扫码的尴尬；因此，本发明利用声波传输二维码，使用户无需再等待扫码，只需持有智能终端就可以实现二维码获取，有效了提升用户体验，满足用户快速智能的使用需求。
附图说明
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的实施方案。
图1是本发明的系统的结构示意框图；
图2是本发明的数据帧的结构示意图；
图3是本发明的方法的步骤s4的执行流程图。
具体实施方式
参照图1，一种基于智能终端的声波传输二维码系统，其特征在于：包括发送端和接收端，所述发送端包括依次连接设置的二维码矩阵产生模块、声波数据编码模块和声波数据传输模块，所述接收端包括依次连接设置的声波数据解码模块和二维码矩阵转化模块，所述声波数据传输模块连接到声波数据解码模块；
所述二维码矩阵产生模块，用于扫描或生成二维码，并获取该二维码对应的二维码矩阵；
所述声波数据编码模块，用于对所述二维码矩阵进行声波数据编码，得到编码数据；
所述声波数据传输模块，用于利用扬声器将编码数据以各数据帧的形式传送至声波数据解码模块；
所述声波数据解码模块，用于通过麦克风接收各数据帧并对各数据帧进行完全解码，得到解码数据；
所述二维码矩阵转化模块，用于将解码数据转化为二维码矩阵，重新生成对应的二维码并获取该二维码的原始信息。
具体地，发送端和接收端可以实现一对一以及一对多的声波传输，并不限制，可以是手机、平板等设备，只需在这些设备上集成本系统的这些模块即可实现，在技术方面降低了很大的制造难度，便于推广；由于扬声器和麦克风是智能终端上都会集成设置的部件，因此并未对这两个部件作任何限制。
由于人耳对高频率的声波信号不是很敏感，这种高频信号不会对人产生干扰，而且现有的智能终端设备内置的扬声器和麦克风的频率响应特性都能满足使用高频声波信号进行数据传输的要求。采用高频声波进行二维码传输无需花费额外的芯片成本以及电路成本，即使在无移动网络或者无线网络的情况下，依然能有效地进行数据传输。该方案可以在酒店、餐馆和购物广场等人数众多的公共场合大显身手，顾客无需扫码，只需在手机内附带该功能的app中点击按钮接收该声波二维码即可获取相应信息，就如本发明所示的装置，无需打开摄像头扫描，使生活变得更加智能。
进一步，所述声波数据编码模块，用于对所述二维码矩阵进行声波数据编码，包括：用于对所述二维码矩阵进行信道编码、数字调制和pcm离散化处理。
进一步，所述声波数据解码模块，用于对各数据帧进行完全解码，包括：用于对各数据帧进行解码，恢复各数据帧的相应信息码字并根据传输控制协议对各数据帧和crc码进行校验，从而检查是否有数据帧出现丢失或错误的情况；若有，则反馈至声波数据传输模块，执行下列操作：待其它数据帧传输完成后，重新发送出现丢失或错误情况的数据帧。
一种基于智能终端的声波传输二维码方法，包括以下步骤：
s1、扫描或生成二维码，并获取该二维码对应的二维码矩阵；
s2、对所述二维码矩阵进行声波数据编码，得到编码数据；
s3、利用扬声器将编码数据以各数据帧的形式传送至外界；
s4、通过麦克风接收各数据帧并对各数据帧进行完全解码，得到解码数据；
s5、将解码数据转化为二维码矩阵，重新生成对应的二维码并获取该二维码的原始信息。
进一步，所述步骤s2对所述二维码矩阵进行声波数据编码，包括：对所述二维码矩阵进行信道编码、数字调制和pcm离散化处理。
进一步，参照图3，所述步骤s4中，对各数据帧进行完全解码，得到解码数据，包括以下步骤：
s41、对各数据帧进行解调和译码；
s42、对各数据帧进行同步；
s43、判断各数据帧序号是否正确，若正确则读取crc码，否则标记出正确的数据帧序号并返回步骤s41；
s44、对crc码进行校验，判断数据帧的内容是否正确，若是则输出数据帧内容，否则标记出正确的数据帧序号并返回步骤s41。
参照图2，根据传输控制协议对各数据帧和crc码进行校验，所述的传输控制协议是基于数据帧及数据帧的译码而制定的；所述的数据帧用二进制表示，所述数据帧包括用于同步数据帧的4位起始频率标志、用于标识数据帧的m2(0<m2≤8)位数据帧序号、m3(36≤m3≤52)位的信息位、m4(8≤m4≤24)位的纠错位、4位间隔位、m6(8≤m2≤16)位crc码和4位结束频率标志；其中，m3+m4＝60。
具体地，步骤s1扫描或生成二维码包括进行二维码的扫描或者根据传输的原始数据生成二维码，再获取其矩阵，一般而言，矩阵中“0”对应二维码图片中白色小方块，“1”对应二维码图片中黑色小方块；继续对上一步获得的二维码0/1矩阵数据进行二进制转十六进制处理，将二维码矩阵转化为十六进制码字。
将上述十六进制码字填入数据帧，然后进行声波数据编码，声波数据编码包括rs编码和数字调制，使用扬声器将编码后的数据以数据帧的形式依次播放到外界空气中。
数据帧的解码包括信号的放大、带通滤波、解调以及rs纠错码译码。待所有数据帧成功解码后，即重新得到二维码0/1矩阵，从而可重新生成二维码图片，也可以通过二维码解码算法获得二维码的原始信息或者数据流。
一种基于智能终端的声波传输二维码装置，包括处理器和用于存储处理器可执行指令的存储器；所述处理器读取可执行指令并执行以下步骤：
扫描或生成二维码，并获取该二维码对应的二维码矩阵；
对所述二维码矩阵进行声波数据编码，得到编码数据；
利用扬声器将编码数据以各数据帧的形式传送至外界；
通过麦克风接收各数据帧；
对各数据帧进行完全解码，得到解码数据；
将解码数据转化为二维码矩阵，重新生成对应的二维码并获取该二维码的原始信息。
具体地，该装置可以以软件app的形式被设计出，从而供各智能终端进行下载，比如发送二维码的智能终端可通过该app传送二维码，接收二维码的智能终端通过该app接收并还原二维码，从而实现传输，可见非常方便，只需用智能终端就可实现。
以上内容对本发明的较佳实施例和基本原理作了详细论述，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员应该了解在不违背本发明精神的前提下还会有各种等同变形和替换，这些等同变形和替换都落入要求保护的本发明范围内。