一种双向语音通信设备、通信系统及通信方法与流程

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种双向语音通信设备、通信系统及通信方法。

背景技术：

目前，双向的无线语音通信技术主要采用传统蓝牙通信技术，它是以全双工的工作模式进行语音通信。传统蓝牙芯片的价格都比较昂贵，且待机功耗相对较高，这使其应用有一定的局限性，主要应用于蓝牙耳机相关设备，而不能在智能家居等领域进行推广。而利用蓝牙低能耗(BLE)技术的无线语音通信技术，虽然由于其低成本、短距离的优点，被广泛的应用于智能穿戴领域，但是利用BLE技术进行数据传输的传输速率较低，无法实现大数据量的数据传输，在以全双工模式进行无线语音通信时，数据传输质量不高，往往会出现数据丢失等状况。而类似于对讲机的双向无线语音通信技术，是以半双工的工作模式进行语音通信，并且在请求语音通话时，必须人工按下按键才能采集音频并进行传输，智能性不足。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明提供了一种双向语音通信设备、通信系统及通信方法，以解决现有全双工语音通信功耗高或传输质量不高，半双工语音通信智能性不足的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供一种双向语音通信设备，包括：控制模块，以及与所述控制模块连接的蓝牙模块、语音采集模块和语音播放模块；

所述蓝牙模块，在所述双向语音通信设备待机和系统唤醒时，一直处于蓝牙连接状态；

所述语音采集模块，在所述双向语音通信设备待机时处于关闭状态，在所述双向语音通信设备唤醒时处于打开但不工作状态，在收到使能指令时启动工作状态：采集语音信息并通过所述蓝牙模块向外发送；在收到中断指令时停止所述工作状态；

所述语音播放模块，在所述双向语音通信设备待机时处于关闭状态，在所述双向语音通信设备唤醒时处于打开但不工作状态，在收到使能指令时启动工作状态：播放通过所述蓝牙模块接收的语音信息；在收到中断指令时停止所述工作状态；

所述控制模块，交替地同时向所述语音采集模块和所述语音播放模块分别发送使能指令和中断指令，控制所述语音采集模块和语音播放模块交替地处于工作状态和不工作状态；同时通过所述蓝牙模块向外发送切换指令。

另一方面，本发明还提供一种双向语音通信系统，包括N个如权利要求2-5任一项所述的双向语音通信设备，N为不小于2的正整数；

所述N个双向语音通信设备通过蓝牙模块彼此互相建立蓝牙连接，并按照所述建立蓝牙连接的顺序形成通信列表保存在所述N个双向语音通信设备中；

所述通信列表中任一双向语音通信设备的唤醒控制按键被按下时，该双向语音通信设备唤醒并向除自身外的其他双向语音通信设备发送唤醒指令，同时向自身语音采集模块发送使能指令，控制自身语音采集模块采集语音信息向除自身外的双向语音通信设备发送；

接收到所述唤醒指令的双向语音通信设备向自身语音播放模块发送使能指令，控制自身语音播放模块播放接收的语音信息；

当前发送语音信息的双向语音通信设备向除自身外的双向语音通信设备发送切换指令后，所述通信列表中与所述发送切换指令的双向语音通信设备相邻的下一个双向语音通信设备向自身语音播放模块发送中断指令，同时向自身语音采集模块发送使能指令，控制自身语音采集模块采集语音信息并向除自身外的双向语音通信设备发送。

另一方面，本发明还提供一种双向语音通信方法，所述方法包括：

将N个以上双向语音通信设备互相建立蓝牙连接，N为不小于2的正整数，并按照所述建立蓝牙连接的顺序形成通信列表保存在所述N个双向语音通信设备中；

所述通信列表中任一双向语音通信设备唤醒控制按键被按下时，向除自身外的双向语音通信设备发送唤醒指令，同时向自身语音采集模块发送使能指令，并采集语音信息向除自身外的双向语音通信设备发送；

接收到所述唤醒指令的双向语音通信设备向自身语音播放模块发送使能指令，并播放接收的语音信息；当前发送语音信息的双向语音通信设备向除自身外的双向语音通信设备发送切换指令时，通信列表中与所述发送切换指令的双向语音通信设备相邻的下一个通信设向自身语音播放模块发送中断指令，同时向自身语音采集模块发送使能指令，采集语音信息并向除自身外的双向语音通信设备发送。

本发明的有益效果是：本发明提供一种双向语音通信设备、通信系统及通信方法，双向语音通信设备的控制模块交替地同时向语音采集模块和语音播放模块分别发送使能指令和中断指令，控制语音采集模块和语音播放模块交替地处于工作状态和不工作状态，同时通过蓝牙模块向已建立蓝牙连接的其他双向语音通信设备发送切换指令。由此在低功耗蓝牙模块数据传输速率较低的情况下实现了大数据量以半双工模式进行数据传输，解决了目前全双工语音通信功耗高或传输质量不高的问题。同时控制模块语音采集模块和语音播放模块交替地处于工作状态和不工作状态，实现了语音通话的智能切换，解决了目前半双工语音通信智能性不足的问题。

附图说明

图1是本发明实施例的双向语音通信设备的一种示意图；

图2是本发明实施例的双向语音通信设备的另一种示意图；

图3是本发明实施例的双向语音通信设备的外部结构示意图；

图4是本发明实施例的双向语音通信系统的一种示意图；

图5是本发明实施例的双向语音通信方法的流程图。

具体实施方式

本发明的设计构思是，通过双向语音通信设备的控制模块交替地同时向语音采集模块和语音播放模块分别发送使能指令和中断指令，控制语音采集模块和语音播放模块交替地处于工作状态，同时通过蓝牙模块向外发送切换指令。由此在低功耗蓝牙模块数据传输速率较低的情况下实现了大数据量以半双工模式进行数据传输，同时实现了语音通话的智能切换。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供一种双向语音通信设备，如图1所示，该双向语音通信设备包括：控制模块110，以及与控制模块110连接的蓝牙模块120、语音采集模块130和语音播放模块140；

蓝牙模块120，在双向语音通信设备待机和系统唤醒时一直处于蓝牙连接状态。本发明实施例中优选使用蓝牙4.0以上的版本，使用蓝牙低功耗(BLE)技术的蓝牙模块120可在没有语音数据传输的状态下既维持蓝牙连接，又可使功耗保持极低状态。本发明实施例的双向语音通信设备可兼容蓝牙4.0及以上版本。

语音采集模块130，在双向语音通信设备待机时处于关闭状态，在双向语音通信设备唤醒时处于打开但不工作状态，在收到使能指令时启动工作状态，即开始采集语音信息并通过蓝牙模块120向外发送；在收到中断指令时停止工作状态，即停止采集语音信息。语音采集模块130具体为麦克风。

语音播放模块140，在双向语音通信设备待机时处于关闭状态，在双向语音通信设备唤醒时处于打开但不工作状态，在收到使能指令时启动工作状态，即播放通过蓝牙模块120接收的语音信息；在收到中断指令时停止工作状态。语音播放模块140为扬声器。

在本发明实施例中，控制模块110，还用于控制语音信息通过蓝牙模块120向外发送之前先进行压缩，以减小数据传输量。控制模块110，还用于通过蓝牙模块120接收语音信息之后先进行解压缩再通过语音播放模块140播放。

控制模块110，交替地同时向语音采集模块130和语音播放模块140分别发送使能指令和中断指令，控制语音采集模块130和语音播放模块140交替地处于工作状态和不工作状态，使双向语音通信设备以半双工的方式进行语音传输，在低功耗蓝牙模块120数据传输速率较低的情况下实现了大数据量的数据传输。

控制模块110在控制语音采集模块130和语音播放模块140交替的同时通过蓝牙模块120向外发送切换指令，实现语音通话的智能切换。

在本发明的一个实施例中，如图2和图3共同所示，该双向语音通信设备还包括与控制模块110连接的唤醒控制按键150，

控制模块110，还用于在唤醒控制按键150被按下或通过蓝牙模块120接收到唤醒指令时唤醒双向语音通信设备。也可通过声控的方式唤醒设备，此为现有技术，此处不再赘述。

在本发明的一个实施例中，控制模块110，还用于在语音采集模块130启动工作状态的预设时间段内未采集到语音信息时，向语音采集模块130发送中断指令，同时向语音播放模块140发送使能指令，同时通过蓝牙模块120向外发送切换指令。

在本发明的一个实施例中，控制模块110，还用于在接收到切换指令时，向语音播放模块140发送中断指令，同时向语音采集模块130发送使能指令。

在本发明的一个实施例中，如图2和图3共同所示，双向语音通信设备还包括：提示模块160，提示模块160包括：震动马达、LED灯或喇叭，用于通过震动、语音信息或灯光闪烁的方式向使用者发送提示信息，方便使用者根据提示信息做出反应。

控制模块110，还用于在发送中断指令前的预设时间段，控制提示模块160发出第一提示信息，例如红色灯光闪烁，提醒使用者语音采集过程即将结束，使用者可加快语速通话。

控制模块110，还用于在交替地同时向语音采集模块130和语音播放模块140同时分别发送使能指令和中断指令时，控制提示模块160发出第二提示信息，例如绿色灯光常亮，提醒使用者语音采集模块130已经开始语音采集，使用者可开始通话。

本发明实施例还提供一种双向语音通信系统，该双向语音通信系统包括N个上述的双向语音通信设备，N为不小于2的正整数；

N个双向语音通信设备通过蓝牙模块120彼此互相建立蓝牙连接，并按照建立蓝牙连接的顺序形成通信列表保存在N个双向语音通信设备中；

通信列表中任一双向语音通信设备的唤醒控制按键150被按下时，该双向语音通信设备唤醒并向除自身外的其他双向语音通信设备发送唤醒指令，同时向自身语音采集模块130发送使能指令，控制自身语音采集模块130采集语音信息向除自身外的双向语音通信设备发送；

接收到唤醒指令的双向语音通信设备向自身语音播放模块140发送使能指令，控制自身语音播放模块140播放接收的语音信息；

当前发送语音信息的双向语音通信设备向除自身外的双向语音通信设备发送切换指令后，通信列表中与发送切换指令的双向语音通信设备相邻的下一个双向语音通信设备向自身语音播放模块140发送中断指令，同时向自身语音采集模块130发送使能指令，控制自身语音采集模块130采集语音信息并向除自身外的双向语音通信设备发送。

在本发明实施例中，若双向语音通信设备在语音采集模块130启动工作状态的预设时间段内未采集到语音信息，则向自身语音采集模块130发送中断指令，同时向自身语音播放模块140发送使能指令，同时向除自身外的双向语音通信设备发送切换指令；

若双向语音通信设备在语音采集模块130启动工作状态的预设时间段内未采集到语音信息，且检测到除自身外的双向语音通信设备最近一次发送切换指令前均未发送语音信息，则关闭自身语音采集模块130和语音播放模块140，并向除自身外的双向语音通信设备发送通话结束指令，接收到通话结束指令的双向语音通信设备关闭自身语音采集模块130和语音播放模块140，实现了智能判定语音通话结束及自动关闭语音采集模块130和语音播放模块140，避免双向语音通信设备不必要的电量消耗。

以下将以3个双向语音通信设备组成的双向语音通信系统为例具体说明。为方便描述，如图4所示分别将这3个双向语音通信设备命令为1号双向语音通信设备、2号双向语音通信设备和3号双向语音通信设备。

1号双向语音通信设备、2号双向语音通信设备和3号双向语音通信设备之间依次互相建立蓝牙连接，并按照建立蓝牙连接的顺序形成通信列表保存在3个双向语音通信设备中。假设通信列表为1号双向语音通信设备、2号双向语音通信设备、3号双向语音通信设备。

使用者开始通话时按下其中一个双向语音通信设备的唤醒控制按键150或通过声控方式唤醒该双向语音通信设备的系统，假设为1号双向语音通信设备，则1号双向语音通信设备首先获得发言权。此时，1号双向语音通信设备控制模块110打开自身语音播放模块140，同时通过蓝牙模块120向2号双向语音通信设备、3号双向语音通信设备发送唤醒指令，2号双向语音通信设备、3号双向语音通信设备接收到唤醒指令后，控制模块110控制自身系统唤醒，并分别向自身语音播放模块140发送使能指令。与此同时，1号双向语音通信设备向自身语音播放模块140发送使能指令使其启动工作状态，开始采集语音信息，并通过提示模块160发送第二提示信息，提醒使用者语音采集模块130已经开始语音采集，使用者可开始通话。

1号双向语音通信设备将采集的语音信息压缩后通过蓝牙模块120发送至2号双向语音通信设备和3号双向语音通信设备，2号双向语音通信设备和3号双向语音通信设备接收后，解压缩并通过语音播放模块140播放。

到达第一时间阈值时，即1号双向语音通信设备向自身语音采集模块130发送中断指令之前的预设时间段，1号双向语音通信设备的提示模块160发出提示信息，提醒用户当前设备语音采集过程即将结束，发言权即将切换。

到达第二时间阈值时，1号双向语音通信设备向自身语音采集模块130发送中断指令并向自身语音播放模块140发送使能指令，同时向2号双向语音通信设备、3号双向语音通信设备发送切换指令。

若1号双向语音通信设备若双向语音通信设备在语音采集模块130处于工作状态的预设时间段内，如1分钟内，未采集到语音信息，则向自身语音采集模块130发送中断指令，同时向自身语音播放模块140发送使能指令，同时向除自身外的双向语音通信设备发送切换指令。这样，当前双向语音通信设备的使用者不发言时，可迅速将发言权切换至其他双向语音通信设备。

2号双向语音通信设备接到切换指令后，向自身语音播放模块140发送中断指令，同时向自身语音采集模块130发送使能指令。语音采集模块130接收到使能指令后开始采集语音信息。同时提示模块160发送第二提示信息，提醒使用者当前设备已经开始语音采集，使用者可开始通话。3号双向语音通信设备接到切换指令后不做反应。

2号双向语音通信设备将采集的语音信息压缩后通过蓝牙模块120发送至1号双向语音通信设备和3号双向语音通信设备，1号双向语音通信设备和3号双向语音通信设备接收后，解压缩并通过语音播放模块140播放。

到达第一时间阈值时，即2号双向语音通信设备向自身语音采集模块130发送中断指令之前的预设时间段，2号双向语音通信设备的提示模块160发出提示信息，提醒用户当前设备语音采集过程即将结束，发言权即将切换。

到达第二时间阈值时，2号双向语音通信设备向自身语音采集模块130发送中断指令并向自身语音播放模块140发送使能指令，同时向1号双向语音通信设备、3号双向语音通信设备发送切换指令。

3号双向语音通信设备接到切换指令后，向自身语音播放模块140发送中断指令，同时向自身语音采集模块130发送使能指令。语音采集模块130接收到使能指令后开始采集语音信息。同时提示模块160发送第二提示信息，提醒使用者当前设备已经开始语音采集，使用者可开始通话。1号双向语音通信设备接到切换指令后不做反应。

如此完成一个通信列表内所有双向语音通信设备轮流语音通信的过程，并如此循环下去。

当有新的双向语音通信设备，如4号双向语音通信设备加入通话时，4号双向语音通信设备与上述3个双向语音通信设备分别建立蓝牙连接，上述3个双向语音通信设备更新自身通信列表，并将通信列表发送至4号双向语音通信设备保存。下一个循环中按照更新后的通信列表的顺序进行语音通信。

若任一个双向语音通信设备，如2号双向语音通信设备，在语音采集模块130处于工作状态的预设时间段内未采集到语音信息，且检测到除自身外的双向语音通信设备，即1号、3号、4号双向语音通信设备最近一次发送切换指令前均未发送语音信息，也即1号、3号、4号双向语音通信设备在最近一次发送切换指令前语音采集模块130均未采集到语音信息，则意味着1号、2号、3号、4号双向语音通信设备的使用者都未发言，则2号双向语音通信设备关闭自身语音采集模块130和语音播放模块140，并向1号、3号、4号双向语音通信设备发送通话结束指令，接收到通话结束指令的双向语音通信设备关闭自身语音采集模块130和语音播放模块140，以此实现了智能判定语音通话结束及自动关闭语音采集模块130和语音播放模块140，避免双向语音通信设备不必要的电量消耗。

本发明实施例还提供一种双向语音通信方法，如图5所示，该方法包括：

步骤S510：将N个以上双向语音通信设备彼此互相建立蓝牙连接，N为不小于2的正整数，并按照所述建立蓝牙连接的顺序形成通信列表保存在所述N个双向语音通信设备中；

步骤S520：所述通信列表中任一双向语音通信设备唤醒控制按键被按下时，向除自身外的双向语音通信设备发送唤醒指令，同时向自身语音采集模块发送使能指令，并采集语音信息向除自身外的双向语音通信设备发送；

步骤S530：接收到所述唤醒指令的双向语音通信设备向自身语音播放模块发送使能指令，并播放接收的语音信息；当前发送语音信息的双向语音通信设备向除自身外的双向语音通信设备发送切换指令时，通信列表中与所述发送切换指令的双向语音通信设备相邻的下一个通信设向自身语音播放模块发送中断指令，同时向自身语音采集模块发送使能指令，采集语音信息并向除自身外的双向语音通信设备发送。

在本发明实施例中，若双向语音通信设备在语音采集模块启动工作状态的预设时间段内未采集到语音信息，向自身语音采集模块发送中断指令，同时向自身语音播放模块发送使能指令，同时并向除自身外的双向语音通信设备发送中断指令；

若双向语音通信设备在语音采集模块启动工作状态的预设时间段内未采集到语音信息，且检测到除自身外的双向语音通信设备最近一次发送中切换指令前均未发送语音信息，则关闭自身语音采集模块和语音播放模块，并向除自身外的双向语音通信设备发送通话结束指令，接收到所述通话结束指令的双向语音通信设备关闭自身语音采集模块和语音播放模块。

在本发明实施例中，当有新的双向语音通信设备与所述N个双向语音通信设备建立蓝牙连接时，更新所述通信列表。

综上所述，本发明实施例的有益效果是，本发明实施例提供一种双向语音通信设备、通信系统及通信方法，双向语音通信设备的控制模块交替地同时向语音采集模块和语音播放模块分别发送使能指令和中断指令，控制语音采集模块和语音播放模块交替地处于工作状态和不工作状态，同时通过蓝牙模块向已建立蓝牙连接的其他双向语音通信设备发送切换指令。由此在低功耗蓝牙模块数据传输速率较低的情况下实现了大数据量以半双工模式进行数据传输，解决了目前全双工语音通信功耗高或传输质量不高的问题。同时控制模块语音采集模块和语音播放模块交替处于工作状态和不工作状态，实现了语音通话的智能切换，解决了目前半双工语音通信智能性不足的问题。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。