无声的贴身服务-超声波(隐声)通信技术实现与应用.doc

无声的贴身服务 －超声波（隐声）通信技术实现与应用 江苏移动研发中心 杨鹏 2013-05-08 目 录 一、 背景介绍 3 二、 超声波（隐声）通讯技术原理介绍 4 2.1. 技术原理 4 三、 同其他近场通信的对比 4 四、 项目技术方案和业务场景构想 5 4.1. 技术方案 5 4.2. 项目创新点 6 4.3. 业务场景 6 五、 计划与投资 8 六、 待决策项 8  背景介绍 近距离通信发展中问题 随着社会信息化的发展，M2M技术成为通信新宠，得到广泛的应用。当前主要方式有蓝牙、WiFi、ZigBee和RFID等，但是上述技术存在操作不便、成本较高、耗电量较大等诸多缺点。 移动支付需求日益旺盛，一类需要连接网络进行在线操作；一类需要新增NFC芯片才能进行操作；仅凭借手机已有硬件，离线或者在线情况都能完成安全支付流程的方法是广大使用者的愿望 在IOS、安卓、Windows、Symbian等不同终端操作系统间、进行跨平台数据交换时，因为系统的差异性特点，导致使用不便、用户体验一致 次声波是一种每秒钟振动数很少人耳听不到的声波。次声的声波频率很低，一般均在20Hz以下，波长却很长，传播距离也很远。它比一般的声波、光波和无线电波都要传得远。例如，频率低于1Hz的次声波，可以传到几千以至上万公里以外的地方。次声波具有极强的穿透力，可以穿透大气、海水、土壤，还能穿透坚固的钢筋水泥构成的建筑物；但是次声穿透人体时（人体内脏固有的振动频率和次声频率相近似（0.01～20Hz），倘若外来的次声频率与体内脏的振动频率相似或相同，就会引起人体内脏的“共振”），能使人产生头晕、烦躁、耳鸣、恶心、心悸、视物模糊，破坏大脑神经系统。 超声波是指振动频率大于20kHz以上的，超出了人耳听觉的一般上限（20kHz），超声波的波长很短，只有几厘米，甚至千分之几毫米。因为超声波的波长很短，它在均匀介质中能够定向直线传播，具备很好的方向性。 超声波（隐声）通讯技术原理介绍 2.1. 技术原理 数据信息采集后进行编码工作，通过手机喇叭发送音频信号，再用麦克风接收解码以近距离数据交换，实现近距离的数据交换、身份验证、文件共享等。 对于其他哑终端设备，如，POS机、自助购物终端等，可以外接超声波接发装置，实现同手持设备的隐声通讯。 同其他近场通信的对比 超声波通信与传统的近距离通讯的具体对比如下表： ? 声波通讯 NFC 蓝牙 红外线 通信方式 点对点、点对多（广播） 点对点 点对多 点对点 使用距离 ≤5M ≤0.1M ≤10M ≤1M 速度 3.6KBPS，4KBPS 106,212,424 KBPS 规划速率可达868 KBPS 721 KBPS 115KBPS 2.1 MBPS 1.0 MBPS 时间 0.02S（启动信号） 0.1S 12S（有哪些信誉好的足球投注网站） 0.5S 安全性 具备，软件实现联网闭环、自带加密和自动销毁 具备，硬件实现 具备，软件实现 不具备（使用IRFM 除外） 通信模式 主动/主动-被动 主动-主动/被动 主动－主动 主动－主动 项目技术方案和业务场景构想 4.1. 技术方案 图4.1-1 “隐声通信”项目实现的总体视图 核心层实现 超声波通讯核心算法实现 集成开发包：离线版、网络版；平台支持（Windows、Andriod、IOS等） 编解码协议标准、密钥编制协议 应用层实现 基于算法实现的开发包，具体业务在开发时结合封装。 接入层实现 自带扬声器、麦克风的终端设备（PC、手持终端等） 音频合成发生器（哑终端外接使用） 4.2. 项目创新点 简单易用，使用场景丰富：只要有麦克风和扬声器，就能完成NFC；能在离线环境下使用，只要相互接近，就能交换数据；不管环境是否吵闹，都能正常使用从前支持近场通信需要更换设备所导致的高成本，一直是推广近场通信的阻力。而提供了一个低成本的解决方案，让 NFC 更加容易普及。用户不必另外购买带有 NFC 芯片的手机，节约了成本。商家改装装备，添加发出一定规律超声波的装置，也不会花费太多钱。手机与手机之间，使用独立的识别 ID，这个识别 ID 在通信完毕之后很快销毁，因此具备相当高的安全性，基本上识别 ID 是不能被记录的。，可以控制通信距离的范围，距离比较远的话，就无法连接。超音波在音频文件里面内嵌特定的声波指纹，形成一种特定的音频格式。能够简化支付的流程电子名片交换 项目成果输出提供身份验证及身份交换的API，第三方业务集成SDK后，可以快速实现电子名片的近距离交换。 近距离广告推送 通过一个功率较大的超声波发声器设备，周边路过的行人的手机就可以接收到这个声波，并自动解码成广告，实现广告的精准推送。 同时，通过对