(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210801849.3 (22)申请日 2022.07.08 (71)申请人 合肥马道信息科技有限公司 地址 230000 安徽省合肥市高新区文曲路 800号创新产业园一期A4栋1208室 (72)发明人 朱国正　马冰　马升　 (74)专利代理 机构 合肥律众知识产权代理有限 公司 34147 专利代理师 朱晗 (51)Int.Cl. H04R 1/08(2006.01) G06F 3/02(2006.01) H04W 4/80(2018.01) H04L 9/40(2022.01) H04L 9/08(2006.01)H04L 9/32(2006.01) (54)发明名称 一种携带分离式麦克风的语音键 盘 (57)摘要 本发明涉及语音键盘， 具体涉及一种携带分 离式麦克风的语音键盘， 包括主机和从机， 主机 包括中央控制模块、 主机通讯模块和主机电源管 理模块， 从机包括从机通讯模块、 从机电源管理 模块和音频采集模块； 根据实际需求与明显的缺 陷分析， 总结出一套以UART与BLE双通讯机制为 基础， 并根据主、 从机通讯原理搭建出双架构系 统框架， 结合音频采集、 主机控制等， 提供了一套 完整的主、 从机双架构技术实现路线； 本发明提 供的技术方案能够有效克服现有技术所存在的 正常拾音距离受到较大局限、 麦克风与键盘之间 身份验证 机制安全性较 差的缺陷。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115103251 A 2022.09.23 CN 115103251 A 1.一种携带分离 式麦克风的语音键盘， 其特征在于： 包括主机和从机， 所述主机包括中 央控制模块、 主机通讯模块和主机电源 管理模块， 所述从机包括从机通讯模块、 从机电源管 理模块和音频采集模块； 中央控制模块， 接收主机内部各子模块的运行信息并下发工作指令至各子模块， 基于 从机充电状态判断从机 当前位置， 并通过向从机通讯模块下发指 令控制音频采集模块工作 状态； 主机通讯模块， 用于建立主机与从机、 主机与上位机之间的通讯连接， 将音频数据 上传 至上位机进行音频解析； 主机电源管理模块， 用于自动切换 供电模式， 并监控主机电池电量； 从机通讯模块， 用于建立从机与主机之间的通讯连接， 接收音频采集模块发送的音频 数据并上传至主机； 从机电源管理模块， 监测从机充电状态， 并监控从机电池电量； 音频采集模块， 在主机调度的前提下， 经由从机按键的控制通过麦克风采集音频数据， 并将采集的音频 数据发送至从机通讯模块。 2.根据权利要求1所述的携带分离 式麦克风的语音键盘， 其特征在于： 所述中央控制模 块基于从机充电状态判断从机当前位于充电仓内时， 所述从机通过从机按键、 主机下发开 启指令、 出仓停止充电中的一种方式唤醒。 3.根据权利要求2所述的携带分离 式麦克风的语音键盘， 其特征在于： 所述中央控制模 块基于从机充电状态判断从机 当前位于充电仓外时， 所述从机通讯模块开启BLE广播， 所述 主机检测到BLE广播后与从机通讯模块建立BLE连接， 并向从机通讯模块下发开启指令 。 4.根据权利要求3所述的携带分离 式麦克风的语音键盘， 其特征在于： 所述从机通讯模 块接收到开启指令后， 所述音频采集模块进入工作状态， 并检测从机按键是否有 按键动作； 若从机按键有按下动作， 则从机向主机发送按键按下指令， 主机向从机通讯模块下发 开启指令开启音频采集模块， 从机开始检查麦克风工作状态， 并根据麦克风工作状态向主 机发送反馈指令码， 开启麦克风， 进行音频采集； 若从机按键有抬起动作， 则从机向主机发送按键抬起指令， 主机再次向从机通讯模块 下发关闭指令关闭音频采集模块， 从机接收到关闭指令后， 关闭麦克风， 完成音频采集工 作。 5.根据权利要求3所述的携带分离 式麦克风的语音键盘， 其特征在于： 所述中央控制模 块基于从机充电状态判断从机 当前位于充电仓内时， 所述主机与从机之间的通讯采用串口 通信； 所述中央控制模块基于从机充电状态判断从机当前位于充电仓外时， 所述主机与从 机之间的通讯采用无线通信； 所述主机与上位机之间的通讯包括USB通信和无线通信。 6.根据权利要求5所述的携带分离 式麦克风的语音键盘， 其特征在于： 所述主机与从机 之间的通讯采用串口通信时， 所述主机与从机的身份验证过程， 包括： S1、 从机向主机发送从机认证信息； S2、 主机接收从机认证信息并进行解析， 同时基于解析结果生成主机认证信息发送给 从机； S3、 从机接收主机认证信息并进行验证， 同时向主机发送验证结果。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115103251 A 27.根据权利要求6所述的携带分离 式麦克风的语音键盘， 其特征在于： S1中所述从机认 证信息Challenge1采用下式生成： 其中， S_ADDR为从机MAC地址， S_NAME为从机设备名称， RAMDOM为从机生成的16字节随 机数， H代表32位哈希运算， BLE_KEY为BLE配对时产生的16字节密钥， AES代表16字节可逆加 密运算， 代表异或运算。 8.根据权利要求6所述的携带分离 式麦克风的语音键盘， 其特征在于： S2中主机接收从 机认证信息并进行解析， 同时基于解析 结果生成主机认证信息发送给从机， 包括： 主机通过BLE_KEY密钥解密得到RAMDOM ⊕(S_ADDR+S_NAME+H(S_ADDR+S_NAME))， 将该 数据与S_AD DR+S_NAM E+H(S_AD DR+S_NAM E)进行异或运 算， 得到RAMDOM； 采用下式生成主机认证信息 Challenge2： 其中， M_AD DR为主机 MAC地址， M_NAM E为主机设备名称。 9.根据权利要求6所述的携带分离 式麦克风的语音键盘， 其特征在于： S3 中从机接收主 机认证信息并进行验证， 同时向主机发送验证结果， 包括： 从机通过BLE_KE Y密钥解密得到 将该数据与M_ADDR+M_NAME+H (M_ADDR+M_NAM E)进行异或运 算， 得到RAMDOM， 并与自身生成的RAMDOM进行对比； 若两组数据一 致， 则身份验证成功， 否则身份验证失败， 并将验证结果发送给主机 。 10.根据权利要求1所述的携带分离式麦克风的语音键盘， 其特征在于： 所述主机还包 括按键扫描模块， 所述按键扫描模块采用8*16矩阵进行扫描， 行列扫描得到结果后遍历数 组， 找到对应编码位置， 确定按键 键值。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115103251 A 3