一种基于蓝牙耳机的语音通信系统及其通信方法与流程

本发明涉及语音通信技术领域，具体是一种基于蓝牙耳机的语音通信系统及其通信方法。

背景技术：

蓝牙耳机，就是将蓝牙技术应用在免持耳机上，让使用者可以免除恼人电线的牵绊，自在地以各种方式轻松通话。自从蓝牙耳机问世以来，一直是行动商务族提升效率的好工具。

现如今蓝牙耳机的发展越来越成熟，社会关注度也越来越高，但是现在的蓝牙耳机还无法根据距离选择性的对语音信号进行处理，当通信距离较远时，在通信过程中容易发生信号丢失，给我们带来不便。

针对上述问题，我们设计了一种基于蓝牙耳机的语音通信系统及其通信方法，这是我们亟待解决的问题之一。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于蓝牙耳机的语音通信系统及其通信方法，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于蓝牙耳机的语音通信系统及其通信方法，所述通信系统包括若干个移动端和配对服务器，所述移动端之间相互无线通信，所述移动端分别与配对服务器无线通信。

本发明设计了一种基于蓝牙耳机的语音通信系统及其通信方法，其中包括若干个移动端和配对服务器，其中移动端可以便于用户进行登录并通过移动端完成语音通信；配对服务器用于多个移动端之间的相互配对，在本技术方案中，配对服务器相当于一个配对媒介，当多个移动端想要相互进行通信(即一对一通信或一对多通信)，可发送配对信号至配对服务器，配对服务器进行各个移动端的身份验证和相互配对，实现多个移动端的共同通信。

较优化地，所述移动端均配置有蓝牙耳机，所述蓝牙耳机均与配对服务器无线通信，所述移动端还包括gps模块，所述gps模块分别与蓝牙耳机无线连接。

较优化地，所述移动端包括主用户端、第一用户端和第二用户端，所述主用户端为用户的操作端口，所述第一用户端、第二用户端均为与主用户端无线通信；

当所述第一用户端与主用户端通信时，第一用户端与主用户端之间的距离为r1，所述r1≤1000m；当第二用户端与主用户端通信时，第二用户端与主用户端之间的距离为r2，所述1000m＜r2≤8000m；

所述主用户端、第一用户端、第二用户端均与配对服务器无线通信。

本技术方案中，每个移动端均配置有对应的蓝牙耳机，可通过蓝牙耳机实现通信；同时移动端内还设计了gps模块，可通过gps模块进行定位，当某一个移动端需要与另一个移动端通信时，该移动端需要通过gps模块检测彼此之间的距离，并将二者之间的距离发送至蓝牙耳机，随即蓝牙耳机可根据检测到的距离来判断是否需要对信号后处理。

本技术方案中以主用户端为中心，以半径为1000m划分出一道圆的范围区域，当一个移动端与主用户端之间的距离为r1，r1≤1000m，则称呼该移动端为第一用户端；若一个用户端与主用户端之间的距离为r2，所述1000m＜r2≤8000m，则称呼该移动端为第二用户端；本技术方案中通过这样一个圆的范围区域来界定用户多属的移动端(主用户端)与其他移动端之间的距离，以此来判断蓝牙耳机接收的语音信号的质量；众所周知，音频信号的传输范围过远时，我们一般需要对音频信号进行额外处理，该处理方式包括加密、信号隐藏等方法，避免音频信号丢失，同时保证整个语音通信的进行；而音频信号的传输范围较短时，一般不需要对音频信号进行额外处理，直接进行语音通话即可。

本技术方案中利用gps模块来判断相互通信的移动端之间的距离，并根据距离来选择对语音信号的处理，适用于多种情境下，实用性更好。

较优化地，所述蓝牙耳机包括配对模块、第一蓝牙模块和第二蓝牙模块；所述第一蓝牙模块、配对模块、第二蓝牙模块依次电连接，所述第二蓝牙模块与配对服务器无线通信。

较优化地，所述蓝牙耳机包括语音采集模块、预处理模块、信号分析模块和播放模块；

所述语音采集模块、第一蓝牙模块分别与预处理模块电连接；所述预处理模块、信号分析模块电连接，所述信号分析模块分别与播放模块、第二蓝牙模块电连接；所述gps模块与信号分析模块无线通信；

所述蓝牙耳机包括后处理模块，所述后处理模块分别信号分析模块、第二蓝牙模块电连接。

本技术方案中，第一蓝牙模块用于信号接收；识别模块用于移动端的身份识别，第二蓝牙模块用于信号输出；语音采集模块用于获取声音信号，并转换为音频信号；所述预处理模块用于进行音频信号的放大、降噪处理；所述播放模块用于接收音频信号，并进行播放。

当主用户端与其他移动端配对成功后，二者可进行语音通信，此时语音采集模块可获取用户的声音信号，并将其转化为音频信号，再通过预处理模块进行放大、降噪等操作，并通过第二蓝牙发送至其他移动端；同时当其他移动端发送语音信号过来时，可通过第一蓝牙模块进行接收，并通过播放模块播放。

本技术方案中后处理模块可用于对音频信号进行加密、信号隐藏等操作，以保证信号强度的同时避免信号丢失，当需要通信的对象为第一用户端，则语音信号不通过后处理模块，直接通过第二蓝牙模块输出；当需要通信的对象为第二用户端，则语音信号通过后处理模块处理后再通过第二蓝牙模块输出；当通信环境为多人通信时，将语音信号均通过后处理模块处理后再通过第二蓝牙模块输出。

现如今对于语音信号的加密等算法研究较为成熟，可选择的算法多样，只要能实现该效果即可。

较优化地，一种基于蓝牙耳机的语音通信方法，包括以下步骤：

1)用户通过主用户端的gps模块检测距离，根据距离将移动端分类为第一用户端和第二用户端，并将结果传输至信号分析模块；

2)主用户端发送验证信号至配对服务器，先进行身份验证，若身份验证成功，则开始配对，转步骤3)，若身份验证失败，则转步骤6)；

3)第一用户端和第二用户端和主用户端开始配对，发送配对信号至配对服务器，并通过配对服务器来进行相互配对，若配对状态为“yes”，则转步骤4)；若配对状态为“no”，则转步骤5)；

4)配对状态为“yes”，则主用户端、第一用户端和第二用户端进行共同通信；

5)配对状态为“no”，主用户端、第一用户端和第二用户端可以再次进行配对，配对服务器接收配对信号并记录配对次数n，若n在t时间内满足n≤nmax，则转步骤3)；否则转步骤6)；

6)结束操作。

较优化地，所述步骤2)中，主用户端进行身份验证的具体步骤如下：

a.用户操作主用户端的蓝牙耳机，通过配对模块发送验证信号，由第一蓝牙模块发送至配对服务器，所述验证信号包括用户姓名和用户生物信息；

b.配对服务器接收验证信号，并进行身份验证，身份验证通过，则显示为“true”；身份验证失败，则显示为“false”；

c.配对服务器将显示结果输出至主用户端，第二蓝牙模块接收信息并发送至信号分析模块。

较优化地，所述步骤3)中，主用户端、第一用户端和第二用户端相互配对的具体步骤如下：

a)主用户端、第一用户端和第二用户端分别通过配对模块发送配对信号；

b)配对服务器接收配对信号；并将主用户端的配对信息发送至第一用户端和第二用户端，将第一用户端的配对信息发送至主用户端和第二用户端，将第二用户端配对信息发送至第一用户端和主用户端，使之两两配对；

c)其中配对成功的次数为n，配对失败的次数为u，则1＜u/n＜2，则配对成功，配对状态为“yes”，否则配对状态为“no”。

较优化地，所述步骤5)中，nmax为5次，t为30min。

本技术方案中，当主用户端、第一用户端、第二用户端两两进行配对时，只需要保证配对成功率大于50％，就能完成相互配对，进行共同通信，这样存在容错率，避免有用户配对时出现差错导致整个通信系统无法进行；同时本技术方案又限定了配对次数，保证了整个通信系统的效率。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明使用时，将用户所操作的移动端定义为主用户端，首先用户通过主用户端的gps模块进行距离检测，根据距离将需要通信的移动端分类为第一用户端和第二用户端，并将移动端的类别传输至信号分析模块；随即主用户端发送验证信号至配对服务器，进行身份验证，若身份验证成功，则开始配对；配对时第一用户端和第二用户端和主用户端开发送配对信号至配对服务器，并通过配对服务器来进行相互配对，配对成功，则主用户端、第一用户端和第二用户端进行共同通信。

本发明设计了一种基于蓝牙耳机的语音通信系统及其通信方法，模块设计合理，操作简单，利用蓝牙耳机实现了多人通信，并保证了通信质量，极大程度的避免语音信号丢失，整个系统适用于多种情况，具有较高的实用性。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明一种基于蓝牙耳机的语音通信系统及其通信方法的整体模块示意图；

图2为本发明一种基于蓝牙耳机的语音通信系统及其通信方法的移动端模块示意图；

图3为本发明一种基于蓝牙耳机的语音通信系统及其通信方法的移动端的分类示意图，即确定主用户端，根据主用户端和距离分类第一用户端、第二用户端；

图4为本发明一种基于蓝牙耳机的语音通信系统及其通信方法的蓝牙耳机模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图4所示，一种基于蓝牙耳机的语音通信系统及其通信方法，所述通信系统包括若干个移动端和配对服务器，所述移动端之间相互无线通信，所述移动端分别与配对服务器无线通信。

本发明设计了一种基于蓝牙耳机的语音通信系统及其通信方法，其中包括若干个移动端和配对服务器，其中移动端可以便于用户进行登录并通过移动端完成语音通信；配对服务器用于多个移动端之间的相互配对，在本技术方案中，配对服务器相当于一个配对媒介，当多个移动端想要相互进行通信(即一对一通信或一对多通信)，可发送配对信号至配对服务器，配对服务器进行各个移动端的身份验证和相互配对，实现多个移动端的共同通信。

所述移动端均配置有蓝牙耳机，所述蓝牙耳机均与配对服务器无线通信，所述移动端还包括gps模块，所述gps模块分别与蓝牙耳机无线连接。

所述移动端包括主用户端、第一用户端和第二用户端，所述主用户端为用户的操作端口，所述第一用户端、第二用户端均为与主用户端无线通信；

当所述第一用户端与主用户端通信时，第一用户端与主用户端之间的距离为r1，所述r1≤1000m；当第二用户端与主用户端通信时，第二用户端与主用户端之间的距离为r2，所述1000m＜r2≤8000m；

所述主用户端、第一用户端、第二用户端均与配对服务器无线通信。

本技术方案中，每个移动端均配置有对应的蓝牙耳机，可通过蓝牙耳机实现通信；同时移动端内还设计了gps模块，可通过gps模块进行定位，当某一个移动端需要与另一个移动端通信时，该移动端需要通过gps模块检测彼此之间的距离，并将二者之间的距离发送至蓝牙耳机，随即蓝牙耳机可根据检测到的距离来判断是否需要对信号后处理。

本技术方案中以主用户端为中心，以半径为1000m划分出一道圆的范围区域，当一个移动端与主用户端之间的距离为r1，r1≤1000m，则称呼该移动端为第一用户端；若一个用户端与主用户端之间的距离为r2，所述1000m＜r2≤8000m，则称呼该移动端为第二用户端；本技术方案中通过这样一个圆的范围区域来界定用户多属的移动端(主用户端)与其他移动端之间的距离，以此来判断蓝牙耳机接收的语音信号的质量；众所周知，音频信号的传输范围过远时，我们一般需要对音频信号进行额外处理，该处理方式包括加密、信号隐藏等方法，避免音频信号丢失，同时保证整个语音通信的进行；而音频信号的传输范围较短时，一般不需要对音频信号进行额外处理，直接进行语音通话即可。

本技术方案中利用gps模块来判断相互通信的移动端之间的距离，并根据距离来选择对语音信号的处理，适用于多种情境下，实用性更好。

所述蓝牙耳机包括配对模块、第一蓝牙模块和第二蓝牙模块；所述第一蓝牙模块、配对模块、第二蓝牙模块依次电连接，所述第二蓝牙模块与配对服务器无线通信。

所述蓝牙耳机包括语音采集模块、预处理模块、信号分析模块和播放模块；

所述语音采集模块、第一蓝牙模块分别与预处理模块电连接；所述预处理模块、信号分析模块电连接，所述信号分析模块分别与播放模块、第二蓝牙模块电连接；所述gps模块与信号分析模块无线通信；

所述蓝牙耳机包括后处理模块，所述后处理模块分别信号分析模块、第二蓝牙模块电连接。

本技术方案中，第一蓝牙模块用于信号接收；识别模块用于移动端的身份识别，第二蓝牙模块用于信号输出；语音采集模块用于获取声音信号，并转换为音频信号；所述预处理模块用于进行音频信号的放大、降噪处理；所述播放模块用于接收音频信号，并进行播放。

当主用户端与其他移动端配对成功后，二者可进行语音通信，此时语音采集模块可获取用户的声音信号，并将其转化为音频信号，再通过预处理模块进行放大、降噪等操作，并通过第二蓝牙发送至其他移动端；同时当其他移动端发送语音信号过来时，可通过第一蓝牙模块进行接收，并通过播放模块播放。

本技术方案中后处理模块可用于对音频信号进行加密、信号隐藏等操作，以保证信号强度的同时避免信号丢失，当需要通信的对象为第一用户端，则语音信号不通过后处理模块，直接通过第二蓝牙模块输出；当需要通信的对象为第二用户端，则语音信号通过后处理模块处理后再通过第二蓝牙模块输出；当通信环境为多人通信时，将语音信号均通过后处理模块处理后再通过第二蓝牙模块输出。

现如今对于语音信号的加密等算法研究较为成熟，可选择的算法多样，只要能实现该效果即可。

一种基于蓝牙耳机的语音通信方法，包括以下步骤：

1)用户通过主用户端的gps模块检测距离，根据距离将移动端分类为第一用户端和第二用户端，并将结果传输至信号分析模块；

2)主用户端发送验证信号至配对服务器，先进行身份验证，若身份验证成功，则开始配对，转步骤3)，若身份验证失败，则转步骤6)；

3)第一用户端和第二用户端和主用户端开始配对，发送配对信号至配对服务器，并通过配对服务器来进行相互配对，若配对状态为“yes”，则转步骤4)；若配对状态为“no”，则转步骤5)；

4)配对状态为“yes”，则主用户端、第一用户端和第二用户端进行共同通信；

5)配对状态为“no”，主用户端、第一用户端和第二用户端可以再次进行配对，配对服务器接收配对信号并记录配对次数n，若n在t时间内满足n≤nmax，则转步骤3)；否则转步骤6)；

6)结束操作。

所述步骤2)中，主用户端进行身份验证的具体步骤如下：

a.用户操作主用户端的蓝牙耳机，通过配对模块发送验证信号，由第一蓝牙模块发送至配对服务器，所述验证信号包括用户姓名和用户生物信息；

b.配对服务器接收验证信号，并进行身份验证，身份验证通过，则显示为“true”；身份验证失败，则显示为“false”；

c.配对服务器将显示结果输出至主用户端，第二蓝牙模块接收信息并发送至信号分析模块。

所述步骤3)中，主用户端、第一用户端和第二用户端相互配对的具体步骤如下：

a)主用户端、第一用户端和第二用户端分别通过配对模块发送配对信号；

b)配对服务器接收配对信号；并将主用户端的配对信息发送至第一用户端和第二用户端，将第一用户端的配对信息发送至主用户端和第二用户端，将第二用户端配对信息发送至第一用户端和主用户端，使之两两配对；

c)其中配对成功的次数为n，配对失败的次数为u，则1＜u/n＜2，则配对成功，配对状态为“yes”，否则配对状态为“no”。

所述步骤5)中，nmax为5次，t为30min。

本技术方案中，当主用户端、第一用户端、第二用户端两两进行配对时，只需要保证配对成功率大于50％，就能完成相互配对，进行共同通信，这样存在容错率，避免有用户配对时出现差错导致整个通信系统无法进行；同时本技术方案又限定了配对次数，保证了整个通信系统的效率。

本发明使用时，将用户所操作的移动端定义为主用户端，首先用户通过主用户端的gps模块进行距离检测，根据距离将需要通信的移动端分类为第一用户端和第二用户端，并将移动端的类别传输至信号分析模块；随即主用户端发送验证信号至配对服务器，进行身份验证，若身份验证成功，则开始配对；配对时第一用户端和第二用户端和主用户端开发送配对信号至配对服务器，并通过配对服务器来进行相互配对，配对成功，则主用户端、第一用户端和第二用户端进行共同通信。

本发明设计了一种基于蓝牙耳机的语音通信系统及其通信方法，模块设计合理，操作简单，利用蓝牙耳机实现了多人通信，并保证了通信质量，极大程度的避免语音信号丢失，整个系统适用于多种情况，具有较高的实用性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。