超声波通信系统

摘要

本发明提供一种超声波通信系统。该超声波通信系统能够抑制环境杂音的影响、多普勒效应(doppler effect)的影响以及避免让手机终端用户听到不必听取的声音。在执行了店铺信息等规定信息的加密处理后，信标(5)通过下述方式将控制载波、第一载波以及第二载波进行组合，从而将包含规定信息的一个频道的信标信息以超声波的形式发送到销售区(3)内。所述方式指：在控制载波信号期间，第一载波信号和第二载波信号对应于规定信息输出数次，并且，输出第一载波信号和第二载波信号中至少一方的载波信号的状态被维持的形态下。

权利要求

1.一种超声波通信系统，在发出超声波的信标和手机终端之间利用超声波进行通信，其特征在于，

所述信标能够发出预先被设定成频率互不相同的多个信号载波，在由多个所述信号载波中的一个或多个信号载波构成的规定的控制信号之间，输出数据信号规定次数，该数据信号对应规定信息由多个所述信号载波构成，所述信标构成所述数据信号的各信号载波的发送图象，使得所述信标输出的声压在规定的范围内，所述手机终端具备手机话筒、解调处理部和解码处理部，在所述手机终端接收到所述信标发送的超声波时，所述解调处理部执行对该超声波的频率或波长的解析，从而对多个所述信号载波进行解调的解调处理，所述解码处理部执行基于通过所述解调处理识别的所述控制信号间的所述各数据信号对所述规定信息进行解码的解码处理，所述超声波通信系统具备多个所述信标，在各信标中，所述多个所述信号载波的组合以频率设定互不相同的形式被个别分配，各信标通过该被分配的组合生成由所述控制信号及所述数据信号构成的一个频道的信标信息并作为超声波进行发送，所述手机终端的所述解调处理部接收各信标发送的所述信标信息中与所述手机话筒的频率特性相匹配的所述信标信息，同时对该接收到的信标信息执行所述解调处理。

2.根据权利要求1所述的超声波通信系统，其特征在于，在所述信标中设定的信号载波数是n时，从该信标同时被输出的信号载波数是1以上且不足n。

3.根据权利要求1所述的超声波通信系统，其特征在于，所述控制信号及所述数据信号具有矩形波，所述数据信号的脉冲宽度基于所述控制信号的脉冲宽度而被确定。

4.根据权利要求1所述的超声波通信系统，其特征在于，所述信标将组合了多个所述信号载波的由所述控制信号及所述数据信号构成的一个频道的信标信息以频率相互不相同的形式生成多个频道，并通过超声波发送该多个频道的所述信标信息，所述解调处理部接收所述信标发送的多个频道的超声波的所述信标信息中与所述手机终端的手机话筒的频率特性相匹配的频道的所述信标信息，同时对该接收到的所述信标信息执行所述解调处理。

5.根据权利要求1所述的超声波通信系统，其特征在于，所述手机终端具备经由互联网从服务器获取互联网信息的装置和从扬声器以超声波的形式输出该获取的互联网信息的装置，所述信标具备：话筒；和，经由所述手机终端获取所述服务器提供的互联网信息的装置，该装置通过由所述话筒接收从所述手机终端的扬声器输出的超声波的互联网信息的方式来接收所述互联网信息。

6.根据权利要求5所述的超声波通信系统，其特征在于，具备多个所述信标，经由所述手机终端从服务器获取了互联网信息的信标从扬声器通过超声波输出该互联网信息，其他的信标通过话筒接收由该超声波载送的互联网信息，从而在多个信标之间传送该互联网信息。

7.根据权利要求1所述的超声波通信系统，其特征在于，具备将所述规定信息的数据的内容进行改变并记忆成规定个数的记忆部，在对应了所述规定信息的数据信号的发送次数超过规定次数、或发送对应了所述规定信息的数据信号的期间超过规定期间时，所述信标从所述记忆部获取内容被改变了的所述规定信息的数据，更新所述数据信号的生成中所使用的所述规定信息。

8.根据权利要求1所述的超声波通信系统，其特征在于，所述信标根据表示所述规定信息的信号对具有可听范围外的频率的多个载波信号进行幅移键控，生成所述多个信号载波。

9.根据权利要求1所述的超声波通信系统，其特征在于，根据所述各信号载波的发送图象从所述多个信号载波同时被输出的载波信号的数量恒定。

10.根据权利要求1所述的超声波通信系统，其特征在于，所述信标使用经加密的所述规定信息生成所述数据信息，所述手机终端将从所述信标接收到的所述数据信号解调后的、经加密的所述规定信息进行解码，从而识别规定信息。

11.根据权利要求1所述的超声波通信系统，其特征在于，具备能够与所述手机终端通信的服务器，所述信标具备第一计时部、记忆部、加密处理部和密钥访问禁止部，所述记忆部保存有第一密钥随机数表的数据，该第一密钥随机数表按照规定逻辑确定与所述第一计时部的计时时刻对应的密钥，所述加密处理部根据由所述第一密钥随机数表确定的第一密钥对所述规定信息进行加密，所述密钥访问禁止部禁止所述加密处理部以外的处理部访问所述第一密钥随机数表，使用所述经加密的规定信息生成所述信标信息，

所述服务器具备第二计时部和记忆部，所述第二计时部以计时时刻与所述第一计时部相同的方式构成，所述记忆部保存具有与所述第一密钥随机数表相同的构成的第二密钥随机数表的数据，当从所述手机终端接收到通过第一密钥加密的加密后数据时，所述服务器将该接收时的所述第二计时部的计时时刻适用到所述第二密钥随机数表中，获得第二密钥，并对所述加密后的数据进行解码，识别所述规定信息。

12.根据权利要求1所述的超声波通信系统，其特征在于，所述信标根据所述规定信息的种类更改所述控制信号间的时间，所述手机终端的所述解码处理部通过识别所述控制信号间的时间，确定所述规定信息的种类。

13.根据权利要求1所述的超声波通信系统，其特征在于，在所述控制信号输出时，所述信标通过对应于所述规定信息的种类而选出的所述信号载波发送载波信号，所述手机终端的所述解码处理部通过识别在所述控制信号的输出中被输出的所述载波信号，确定所述规定信息的种类。

14.一种使用于超声波通信系统中的信标，所述超声波通信系统在发出超声波的信标和手机终端之间通过超声波进行通信，该信标的特征在于，其能够发出预先被设定成频率互不相同的多个信号载波，在由多个所述信号载波中的一个或多个信号载波构成的规定的控制信号之间，输出数据信号规定次数，该数据信号对应规定信息由多个所述信号载波构成，所述信标构成所述数据信号的各信号载波的发送图象，使得所述信标输出的超声波的声压在规定的范围内，所述超声波通信系统具备多个所述信标，在各信标中，所述多个所述信号载波的组合以频率设定互不相同的形式被个别分配，各信标通过该被分配的组合生成由所述控制信号及所述数据信号构成的一个频道的信标信息并作为超声波进行发送，所述手机终端的解调处理部接收各信标发送的所述信标信息中与手机话筒的频率特性相匹配的所述信标信息，同时对该接收到的信标信息执行解调处理。

15.一种使用于超声波通信系统中的手机终端，所述超声波通信系统在发出超声波的信标和手机终端之间通过超声波进行通信，该手机终端的特征在于，所述信标能够发出预先被设定成频率互不相同的多个信号载波，在由多个所述信号载波中的一个或多个信号载波构成的规定的控制信号之间，输出数据信号规定次数，该数据信号对应规定信息由多个所述信号载波构成，所述信标构成所述数据信号的各信号载波的发送图象，使得所述信标输出的声压在规定的范围内，所述手机终端具备手机话筒、解调处理部和解码处理部，在所述手机终端接收到所述信标发送的超声波时，所述解调处理部执行对该超声波的频率或波长的解析，从而对多个所述信号载波进行解调的解调处理，所述解码处理部执行基于通过所述解调处理识别的所述控制信号间的所述各数据信号对所述规定信息进行解码的解码处理，所述超声波通信系统具备多个所述信标，在各信标中，所述多个所述信号载波的组合以频率设定互不相同的形式被个别分配，各信标通过该被分配的组合生成由所述控制信号及所述数据信号构成的一个频道的信标信息并作为超声波进行发送，所述手机终端的所述解调处理部接收各信标发送的所述信标信息中与所述手机话筒的频率特性相匹配的所述信标信息，同时对该接收到的信标信息执行所述解调处理。

16.一种能够经由网络与在超声波通信系统中使用的手机终端进行通信的程序提供服务器，该超声波通信系统在发出超声波的信标和手机终端之间通过超声波进行通信，该程序提供服务器的特征在于，向所述手机终端发送手机终端用程序，通过让所述手机终端上安装的CPU执行所述手机终端用程序，让该CPU起到作为解调处理部和解码处理部的作用，所述信标能够发出预先被设定成频率互不相同的多个信号载波，在由多个所述信号载波中的一个或多个信号载波构成的规定的控制信号之间，输出数据信号规定次数，该数据信号对应规定信息由多个所述信号载波构成，所述信标构成所述数据信号的各信号载波的发送图象，使得所述信标输出的声压在规定的范围内，在所述手机终端接收到所述信标发送的超声波时，所述手机终端的所述解调处理部执行对该超声波的频率或波长的解析，从而对多个所述信号载波进行解调的解调处理，所述手机终端的所述解码处理部执行基于通过所述解调处理识别的所述控制信号间的所述各数据信号对所述规定信息进行解码的解码处理，所述超声波通信系统具备多个所述信标，在各信标中，所述多个所述信号载波的组合以频率设定互不相同的形式被个别分配，各信标通过该被分配的组合生成由所述控制信号及所述数据信号构成的一个频道的信标信息并作为超声波进行发送，所述手机终端具备手机话筒，

所述手机终端的所述解调处理部接收各信标发送的所述信标信息中与所述手机话筒的频率特性相匹配的所述信标信息，同时对该接收到的信标信息执行所述解调处理。

说明书

超声波通信系统

技术领域

[0001] 本发明涉及利用信标(Beacon)和手机终端的超声波通信系统。详细涉及利用了发出超声波的信标和智能手机、手机等手机终端并具有简略以及优异的通信性能的超声波通信系统、用于超声波通信系统的信标、用于超声波通信系统的手机终端用程序以及提供手机终端用程序的服务器。

背景技术

[0002] 近年来，伴随智能手机、手机等手机终端向一般用户的普及，被提案有以下一种系统：在店铺内设置超声波信标，通过超声波进行与用户的手机终端的通信，来实现提高用户访问和商品购买等的便利性、店铺向用户的信息提供、提供回馈点数等各种服务，从而提高服务性。

[0003] 这里，对在使用智能手机、手机等手机终端的话筒时应考虑的技术性、原理性制约进行考虑时，存在以下几点制约：(制约一)至(制约六)

[0004] (制约一)话筒具有的频率特性

[0005] 手机终端具有各种机种，且每天都有新机种被投入市场。因此，对所有的手机终端的机种每次都进行试验会产生很大的费用负担，通过不依赖于手机终端机种的固有情况的程序来避免费用负担是极其重要的。

[0006] 特别是在面向智能手机的应用程序中，提供应用程序的场所(Apple Store(注册商标)、Google Play(注册商标)等)并没有按照手机终端的机种不同进行区分，一种程序需要对应多种机种的手机终端(包括将要进行销售的新机种的手机终端)。

[0007] 这里，安装在手机终端上的话筒具有频率特性(各个频率的敏感度)，特别是根据手机终端不同可听范围外的高音范围(大概18kHz以上)的频率特性上存在较大的差异。并且，在不了解手机终端的话筒的频率特性的状态下，难以测定音量(声压级的意思。以下相同)。

[0008] 因此，因各手机终端的机种不同而存在的话筒的频率特性上的差异使得不问手机终端的机种便能使用的一种程序在同一基准下难以测定音量。

[0009] 即，即使从信标以恒定的音量输出某一频率的声音，如果测定的手机终端的机种不同(由于安装的话筒的频率特性不同)，被测定的音量不同。

[0010] 同样，因为频率特性的差异，即使用相同的音量输出分开一定程度(数百Hz)以上的两个音，在手机终端一侧能够测定的这两个音的音量可能不同。

[0011] 由此，在不了解手机终端的频率特性的状态下，难以将频率高度在一定程度不同的两个音的音量的差用于通信的参数中。

[0012] (制约二)环境杂音、背景噪声

[0013] 在店铺周边存在驱鼠、驱蟑螂、防止青年人闲逛的蚊式噪声、数字标牌(Digital Signage)或电子器械等发出的杂音等各种高频杂音。几乎所有这些杂音是在特定的高度(特定的频率)上以一定的音量发出。

[0014] 事先对该店铺周围具有怎样的杂音进行测定会产生很大的费用负担。而且，由于其环境时刻在发生变化，不管具有怎样的频率带域的杂音，均需要一种不易受影响的通信方式。

[0015] (制约三)多普勒效应

[0016] 由于用户在声音信号接收中也可能是在移动的，需要一种考虑了多普勒效应的通信方式。

[0017] 即，因为多普勒效应，即使从信标输出某一频率高度的声音(频率A)，在手机终端一方测定的频率可能与频率A有偏差。由于该偏差取决于用户的移动速度和移动方向，不可能事先对其进行预测。

[0018] 根据发明者们的观察结果，因用户通过一般的使用方法使用手机时的多普勒效应产生的频率变化最大相差正负200Hz。

[0019] (制约四)可利用的带宽(bandwidth)

[0020] 人类的能听范围的上限虽然根据个人差异以及年龄差异会有所不同，一般在18kHz、19kHz或20kHz，低于该数值时，则会被人类听到(下限)。

[0021] 而另一方面，手机终端在处理语音文件、语音输入输出时的典型的采样率(sampling rate)是44,100Hz。能够被检测的频率在理论上的上限值是22、050Hz(奈奎斯特频率(Nyquist frequency)：采样率的二分之一)(上限)。

[0022] 实际上，因为制约一中提及的话筒特性、用于保证质量的滤波处理(低通滤波处理)等，能够检测的上限是21kHz附近的手机终端较多。因此，作为信标和手机终端之间的通信频率，需要使用下述受限的频率带宽：下限设定成18kHz、19kHz或20kHz，上限设定成21kHz或22.05kHz。

[0023] (制约五)可利用的调制方式(modulation method)

[0024] 作为将CDMA等数字数据转换成模拟的波形信号时常用的方式是相位调制。

[0025] 由于相位调制不易受环境噪声影响，即使信号电平(Signal level)较低，解调也不会很难，因此通常会被使用。但是，从扬声器输出利用了该调制方式的信号时，即使是利用了假设超过可听范围的频率，可听音在相位调制时会从扬声器被输出，很难将音量、即信号到达距离设定得足够大。

[0026] 而且，特别是在要对信标进行小型化而利用的压电扬声器上容易产生这种问题(这是因为膜会由于小的电压变化而时常振动)。因而会对信标的小型化造成妨碍。

[0027] (制约六)录音构成的不当行为

[0028] 如果信标输出的信号可以通过智能手机、手机的话筒检测的话，那么该信号也能被录音。因此，像这样使用设置在该店铺内的信标检测定手机终端在哪个店铺内时，店铺的信标输出的信号被不当录音并播放，就能够伪装成像是检测到店铺信标的样子，而且根据服务的利用形态不同，可能会造成重大的问题。

[0029] (现有技术)

[0030] 在专利文献1中被提案了一种按下述方式构成的存在检测的方法及系统：在店铺方，以恒定的音量输出多个频率的信号，将其频率的组合设定为店铺固有的信号，在手机终端一侧，接收信标发送的多个频率的信号，从而根据被输出的是怎样的频率来确定该店铺。

[0031] 采用专利文献1的存在检测方法及系统时，会很大程度受手机终端的频率特性(上述制约一)的影响。即，当有特定的频率带的敏感度非常低的手机终端存在时，即使输出该频率带的声音也无法被检测到。另外，该存在检测方法及系统很大程度会受多普勒效应(上述制约三)的影响。由于多普勒效应的关系，用户持终端来回走动的期间，则不能准确地测定出正在被输出的是怎样的频率。

[0032] 而且，该方法及系统易受环境杂音(上述制约二)的影响。如果没有区别环境杂音和信标输出的信号的方法、或者要增加传送的信息量时，不得不扩展频率带宽。但是根据上述制约四，可以推测出实际上只能传送数比特(bit)的信息(将FFT的分辨率设定成10～100Hz)等问题。

[0033] 另外，还可以按下述方式构成：根据店铺方的特定的频率(称为载波，可是多个。)的开/关以摩尔斯(Morse)信号的形式发送信号。

[0034] 在该情况下，可以认为信号内容和载波使用的频率是店铺固有的数据，而且，由于发送内容随时间变化，能够传送的信息量会增加。

[0035] 然而，该现有技术例的场合，如果用单载波载送信息，当该频率产生杂波(noise)时，被解调成不同信号的可能性较大，而且，单载波无法在短时间内载送很多信息。

[0036] 此外，为了判断单载波是否发出，需要设定阈值等。但是，受话筒制约(上述制约一)的影响，设定合适的阈值是非常困难的。

[0037] 而且，需要针对每个手机终端和每个场所改变阈值，花费的劳力大，程序也变得复杂。

[0038] 而且另外在发送多个载波的情况下，各个载波分别发送各个信息，无法取得各载波的同步。也即，某一瞬间发出的载波的个数并不恒定、或启动时机各不相同。因此，在进行检测时无法比较各频率，只能与单载波一样检查载波的时间性变化。这时，则存在具有与单载波的情形相同的问题。

[0039] 现有技术文献

[0040] 专利文献

[0041] 专利文献1：国际公开第2011╱014292号

发明内容

[0042] 发明要解决的课题

[0043] 本发明要解决的问题是目前没有下述一种利用了信标、手机终端的超声波通信系统：考虑了各个手机终端的手机话筒所带频率特性的差异，且不受环境杂音的影响和因手机终端自身的所在位置的移动而产生的多普勒效应的影响，而且不会出现因听到不必听到的声音而产生的不安感，安全性优异且使用简单的构成就能发挥优异的通信性能。

[0044] 用于解决课题的手段

[0045] 本发明是为了解决上述课题而作出的，涉及在发出超声波的信标和手机终端之间利用超声波进行通信的超声波通信系统。

[0046] 并且，该超声波通信系统的特征在于，

[0047] 所述信标能够发出预先被设定成频率互不相同的多个信号载波，在由多个所述信号载波中的一个或多个信号载波构成的规定的控制信号之间，输出数据信号规定次数，该数据信号对应规定信息由多个所述信号载波构成，所述信标构成所述数据信号的所述各信号载波的发送图象(pattern)，使得所述信标输出的声压在规定的范围内，

[0048] 所述手机终端具备手机话筒、解调处理部和解码处理部，在所述手机终端接收到所述信标发送的超声波时，所述解调处理部执行对该超声波的频率或波长的解析，从而对多个所述信号载波进行解调的解调处理，所述解码处理部执行基于通过所述解调处理识别的所述控制信号间的所述各数据信号对所述规定信息进行解码的解码处理。

[0049] 根据上述本发明，能够实现并提供下述一种超声波通信系统：例如在信息提供方设置的特定的分区内，考虑了各个手机终端的手机话筒所带频率特性的差异，且不受环境杂音的影响和因手机终端自身的所在位置的移动而产生的多普勒效应的影响，而且不会出现因听到不必听到的声音而产生的不安感，构成简单，且在信息提供方的信标和手机终端之间发挥优异的通信性能。

[0050] 此外，所述超声波通信系统的特征还在于，在所述信标中设定的信号载波数是n时，从该信标同时被输出的信号载波数是1以上且不足n。

[0051] 根据该构成，能够充分地增加数据信号的设定图象(pattern)数的同时，缩短数据长度。

[0052] 另外，所述超声波通信系统的特征在于，所述控制信号及所述数据信号具有矩形波，所述数据信号的脉冲宽度基于所述控制信号的脉冲宽度(pulse width)而被确定。

[0053] 并且，该超声波通信系统的特征还在于，具备多个所述信标，在各信标中，所述多个所述信号载波的组合以频率设定互不相同的形式被个别分配，各信标通过该被分配的组合生成由所述控制信号及所述数据信号构成的一个频道的信标信息并作为超声波进行发送，

[0054] 所述手机终端的所述解调处理部接收各信标发送的所述信标信息中与所述手机话筒的频率特性相匹配的所述信标信息，同时对该接收到的信标信息执行所述解调处理。

[0055] 根据该构成，将发送例如所述特定的分区内频率不同的超声波的信标设定成多个，通过接收与顾客的手机终端的手机话筒的频率特性最相匹配的频道的超声波发送信息，能够克服各手机话筒上的频率特性的差异，从而实现并提供能够对各顾客进行高质量的信息发送的超声波通信系统。

[0056] 另外，该超声波通信系统的特征在于，所述信标将组合了多个所述信号载波的由所述控制信号及所述数据信号构成的一个频道的信标信息以频率相互不相同的形式生成多个频道，并通过超声波发送该多个频道的所述信标信息，

[0057] 所述解调处理部接收所述信标发送的多个频道的超声波的所述信标信息中与所述手机终端的手机话筒的频率特性相匹配的频道的所述信标信息，同时对该接收到的所述信标信息执行所述解调处理。

[0058] 根据该构成，从一个信标以频率不同的多个频道向手机终端发送相同的超声波的信号，因此，能够实现并提供下述一种超声波通信系统：克服手机终端的频率特性的差异，并能够在与各个手机终端最相匹配的频道上接收从信标方发送的信号，从而能够对各个手机终端进行高质量的信息发送。

[0059] 另外，该超声波通信系统的特征在于，所述手机终端具备经由互联网从服务器获取互联网信息的装置和从扬声器以超声波的形式输出该获取的互联网信息的装置，所述信标具备：话筒；和，经由所述手机终端获取所述服务器提供的互联网信息的装置，该装置通过由所述话筒接收从所述手机终端的扬声器输出的超声波的互联网信息的方式来接收所述互联网信息。

[0060] 在对所述信标进行更改所述信标信息等的维修的情况下，考虑到所述信标和所述维修用设备之间进行通信，从而改写所述信标信息的设定等。并且，作为此时的所述信标和维修用设备之间的通信接口，一般可以使用无线LAN、USB(Universal Serial Bus)红外线、Bluetooth(注册商标)等通用的通信接口。但是，在所述信标中配备这些通信接口时，会影响所述信标的紧凑化，同时导致增加部件成本。

[0061] 因此，在该构成中，设置在所述特定的分区内的信标能够利用顾客方的手机终端的互联网环境接收互联网信息。所以，信息提供方或店铺方即使不配备维护用的专用接口电路，也能够经由互联网从服务器获取维护或升级信息来执行维护、升级等。通过这种方式，如上所述，能够实现并提供一种无需配备通用的通信接口电路、能够在大幅度降低成本以及省力省空间方面发挥作用的超声波通信系统。

[0062] 另外，该超声波通信系统的特征在于，具备多个所述信标，经由所述手机终端从服务器获取了互联网信息的信标从扬声器通过超声波输出该互联网信息，其他的信标通过话筒接收由该超声波载送的互联网信息，从而在多个信标之间传送该互联网信息。

[0063] 根据该构成，在所述多个信标之间，能够构成利用了顾客方的手机终端的互联网环境的、间接的且简略的网络。所以，信息提供方或店铺方无需准备区域网络也能够将从服务器获取的维护或升级信息传送给多个信标，来执行各信标的维护、升级等。

[0064] 并且，该超声波通信系统的特征还在于具备将所述规定信息的数据的内容进行改变并记忆成规定个数的记忆部，在对应了所述规定信息的数据信号的发送次数超过规定次数、或发送对应了所述规定信息的数据信号的期间超过规定期间时，所述信标从所述记忆部获取内容被改变了的所述规定信息的数据，更新所述数据信号的生成中所使用的所述规定信息。

[0065] 根据该构成，该超声波通信系统具有将所述规定信息的数据的内容进行改变并记忆成规定个数的记忆部，在输出所述信标信息规定次数后、或发送所述信标信息的期间超过规定期间时，所述信标从所述记忆部获取内容被改变了的所述规定信息的数据。这样，能够实现并提供一种例如能够避免下述情况发生的超声波通信系统：越权使用者事先对信息提供方或店铺内设置的信标发送的信标信息进行录音，事后通过向手机终端发送所述录音后的信标信息，构成伪装成在设置了信标的场所内存在的一种恶意使用。

[0066] 另外，该超声波通信系统的特征在于，所述信标根据表示所述规定信息的信号对具有可听范围外的频率的多个载波信号进行幅移键控，生成所述多个信号载波。

[0067] 根据该构成，能够简单地生成具有所述规定信息的所述多个数据载波。

[0068] 此外，该超声波通信系统的特征在于，根据所述各信号载波的发送图象从所述多个信号载波同时被输出的载波信号的数量恒定。

[0069] 根据该构成，同时被输出的所述载波信号和所述数据载波信号的总数恒定，能够使得发送所述信标信息时的超声波的声压几乎恒定，因此使用者更加不容易感受到刺耳的声音。

[0070] 另外，该超声波通信系统的特征在于，所述信标使用经加密的所述规定信息生成所述数据信息，所述手机终端将从所述信标接收到的所述数据信号解调后的、经加密的所述规定信息进行解码，从而识别规定信息。

[0071] 根据该构成，通过对从所述信标提供给所述手机终端的所述规定信息进行加密，能够提高安全性。

[0072] 此外，该超声波通信系统的特征在于，具备能够与所述手机终端通信的服务器，所述信标具备第一计时部、记忆部、加密处理部和密钥访问禁止部，所述记忆部保存有第一密钥随机数表的数据，该第一密钥随机数表按照规定逻辑确定与所述第一计时部的计时时刻对应的密钥，所述加密处理部根据由所述第一密钥随机数表确定的第一密钥对所述规定信息进行加密，所述密钥访问禁止部禁止所述加密处理部以外的处理部访问所述第一密钥随机数表，

[0073] 使用所述经加密的规定信息生成所述信标信息，

[0074] 所述服务器具备第二计时部和记忆部，所述第二计时部以计时时刻与所述第一计时部相同的方式构成，所述记忆部保存具有与所述第一密钥随机数表相同的构成的第二密钥随机数表的数据，当从所述手机终端接收到通过第一密钥加密的加密后数据时，所述服务器将该接收时的所述第二计时部的计时时刻适用到所述第二密钥随机数表中，获得第二密钥，并对所述加密后的数据进行解码，识别所述规定信息。

[0075] 根据该构成，由于所述第一计时部和所述第二计时部的计时时刻相同，在同一时刻通过所述第一密钥随机数表确定的所述第一密钥和通过所述第二密钥随机数表确定的所述第二密钥相同。因此，所述信标和所述手机终端间以及所述服务器和所述手机终端间的通信所需时间设定成相对所述第一计时部和所述第二计时部的计时单位而言可以忽略，使用相同的密钥、即所述第一密钥和所述第二密钥就能够进行所述信标处的加密处理和所述服务器处的解码处理。

[0076] 而且，利用所述密钥访问禁止部，禁止来自所述加密处理部以外的处理部访问所述第一密钥随机数表，因此，试图进行不当使用的人员不可能从外部随机地将计时时刻适用到所述第一密钥随机数表上，来解读所述第一密钥随机数表的密钥生成规则。

[0077] 另外，本发明的超声波通信系统的特征在于，所述信标根据所述规定信息的种类更改所述控制信号间的时间，所述手机终端的所述解码处理部通过识别所述控制信号间的时间，确定所述规定信息的种类。

[0078] 根据该构成，能够根据所述控制载波信号间的时间识别所述信息的种类，因此能够省略所述信标信息中关于信息种类的数据，减少作为信标信息进行发送的数据量。

[0079] 此外，本发明的超声波通信系统的特征在于，在所述控制信号输出时，所述信标通过对应于所述规定信息的种类而选出的所述信号载波发送载波信号，所述手机终端的所述解码处理部通过识别在所述控制信号的输出中被输出的所述载波信号，确定所述规定信息的种类。

[0080] 根据该构成，能够根据在所述控制载波信号输出中被输出的所述数据载波信号来识别所述信息的种类，因此能够省略所述控制载波信号间关于信息种类的所述数据载波信号的输出，从而能够减少作为信标信息进行发送的数据量。

[0081] 此外，本发明的信标使用于超声波通信系统中，该超声波通信系统在发出超声波的信标和手机终端之间通过超声波进行通信，该信标的特征在于，其能够发出预先被设定成频率互不相同的多个信号载波，在由多个所述信号载波中的一个或多个信号载波构成的规定的控制信号之间，输出数据信号规定次数，该数据信号对应规定信息由多个所述信号载波构成，所述信标构成所述数据信号的所述各信号载波的发送图象(pattern)，使得所述信标输出的超声波的声压在规定的范围内。

[0082] 通过使用本发明的信标，能够实现并提供下述一种超声波通信系统：例如在信息提供方设置的特定的分区内，考虑了各个手机终端的手机话筒所带频率特性的差异，且不受环境杂音的影响和因手机终端自身的所在位置的移动而产生的多普勒效应的影响，而且不会出现因听到不必听到的声音而产生的不安感，构成简单，且在信息提供方的信标和手机终端之间发挥优异的通信性能。

[0083] 另外，本发明的手机终端用程序使用于超声波通信系统中，该超声波通信系统在发出超声波的信标和手机终端之间通过超声波进行通信，该手机终端用程序的特征在于，通过让安装在所述手机终端上的CPU来执行所述手机终端用程序，让该CPU起到解调处理部和解码处理部的作用，

[0084] 在接收到从所述信标发送的超声波时，所述解调处理部对该超声波的频率或波长进行解析，从而将所述的多个信号载波进行解调，在由预先被设定成频率互不相同的多个信号载波中的一个或多个信号载波构成的规定的控制信号之间，输出数据信号规定次数，该数据信号对应规定信息由多个所述信号载波构成，所述信标构成所述数据信号的所述各信号载波的发送图象(pattern)，使得所述信标输出的超声波的声压在规定的范围内，[0085] 所述解码处理部执行基于通过该解调处理识别的所述控制信号间的所述各数据信号对所述规定信息进行解码的解码处理。

[0086] 通过让安装在所述手机终端上的CPU执行本发明的手机终端用程序，能够简单地构成可以在所述超声波系统中使用的手机终端。

[0087] 此外，本发明的程序提供服务器经由互联网能够与手机终端进行通信，该手机终端使用于在发出超声波的信标和手机终端之间通过超声波进行通信的超声波通信系统中，该程序提供服务器的特征在于，向所述手机终端发送手机终端用程序，通过让所述手机终端上安装的CPU执行所述手机终端用程序，让该CPU起到作为解调处理部和解码处理部的作用，

[0088] 在接收到从所述信标发送的超声波时，所述解调处理部对该超声波的频率或波长进行解析，从而将所述的多个信号载波进行解调，在由预先被设定成频率互不相同的多个信号载波中的一个或多个信号载波构成的规定的控制信号之间，输出数据信号规定次数，该数据信号对应规定信息由多个所述信号载波构成，所述信标构成所述数据信号的所述各信号载波的发送图象，使得所述信标输出的声压在规定的范围内，

[0089] 所述解码处理部执行基于通过该解调处理识别的所述控制信号间的所述各数据信号对所述规定信息进行解码的解码处理。

[0090] 从上述本发明的程序提供服务器向所述手机终端发送所述手机终端用程序，让所述手机终端上安装的CPU执行该手机终端用程序，能够简单地构成在所述超声波通信系统中可用的手机终端。

[0091] 附图的简单说明

[0092] 图1是表示本发明的实施例1中超声波通信系统的整体构成的概略构成图。

[0093] 图2是表示本实施例1中的超声波通信系统的信标设置状态的示意图。

[0094] 图3是本实施例1中的超声波通信系统的店铺方的电脑装置的概略框图。

[0095] 图4是本实施例1中设置在超声波通信系统的店铺内的信标的概略框图。

[0096] 图5是表示本实施例1中的超声波通信系统的手机终端、互联网、服务器的概略构成的框图。

[0097] 图6是表示本实施例1中的超声波通信系统的信标、手机终端的处理流程的流程图。

[0098] 图7是表示实施例1中的超声波通信系统中D╱A转换前的信标的输出波形、手机终端的解调处理波形的示意图。

[0099] 图8是本实施例1的超声波系统中进行频率切换时的D╱A转换前的信标的输出波形图。

[0100] 图9是表示本实施例2中的超声波通信系统的整体构成的概略构成图。

[0101] 图10是本实施例2中的超声波通信系统的店铺方的电脑装置及信标的概略框图。

[0102] 图11是表示本实施例3中的超声波通信系统的整体构成的概略构成图。

[0103] 图12是本实施例3中的超声波通信系统的信标的概略框图。

[0104] 图13是表示本实施例4中的超声波通信系统的整体构成的概略构成图。

[0105] 图14是本实施例4中的超声波通信系统的信标的概略框图。

[0106] 图15是本发明的实施例5中的超声波通信系统的控制载波以及数据载波的时序图(timing chart)。

[0107] 图16是本实施例5的超声波通信系统中使用的映象表(mapping table)的示意图。

[0108] 图17是本实施例5的超声波通信系统中自两个扬声器发出控制载波及数据载波时的时序图。

[0109] 图18是本实施例6的超声波通信系统的控制载波及数据载波时的时序图。

具体实施方式

[0110] 实施例

[0111] 以下，参照附图详细说明本发明的实施例中使用信标、手机终端的超声波通信系统。

[0112] (实施例1)

[0113] 参照图1至图8说明本实施例1中的超声波通信系统1。

[0114] 如图1所示，本实施例1中的超声波通信系统1例如包括下述装置等而构成：如零售店、批发店等店铺中的店铺方的电脑装置2；如图2所示设置在店铺方的一个楼层的销售区3内的例如天花板4上且与所述店铺方的电脑装置2连接、并发出超声波的信标5；各个顾客持带的与所述信标5交互信息的例如智能手机等手机终端6；顾客操作自己的手机终端6进行无线连接，从而获取互联网信息的互联网N；以及，通过该互联网N向所述手机终端6发送互联网信息的服务器7(包括本发明的程序提供服务器的功能)。

[0115] 如图3所示，所述店铺方的电脑装置2具有：保存了用于操作的、用于超声波通信系统的工作等的各种程序的存储器11；进行整体控制的控制部10；保存各种信息的记忆部12；用于连接到互联网N的通信处理部13；用于进行各种操作的类似键盘的操作部14；对各种信息进行画面显示的类似LCD显示器等的显示部15；输出各种信息的打印机16；输出由店铺方的工作人员制成的、想要发送给顾客的服务信息、宣传信息等店铺信息的店铺信息输出部
18；以及，输出控制载波控制信号和频率切换信号等的信标控制器17，所述控制载波控制信号用于针对信标5执行详细在后面叙述的控制载波(相当于本发明的信号载波)的输出控制，所述频率切换信号是用于切换从信标5发送给销售区3内的信标信息的发送频率。

[0116] 如图4所示，信标5具有：接收从店铺方的电脑装置2要发送的店铺信息(相当于本发明的规定信息)的店铺信息接收部21；通过在一个运算芯片中安装随机数表(第一密钥随机数表)和实时时钟(第一实时时钟)而构成的、执行从店铺信息接收部21输出的店铺信息的加密处理的加密处理部22；受所述控制载波控制信号控制并输出以固定的周期表示信号开始点的控制载波信号(矩形波信号)的控制载波发送部23；与所述店铺信息同步让后述的第一载波信号输出部25及第二载波信号输出部26工作的载波信号同步控制部24；根据载波信号同步控制部24的控制输出第一载波信号(模拟信号(Analog signal))的第一载波信号输出部25；根据载波信号同步控制部24的控制输出第二载波信号(模拟信号)的第二载波信号输出部26；被输入所述店铺信息、第一载波信号、和第二载波信号并进行幅移键控，输出携带店铺信息的第一载波及第二载波(相当于本发明的信号载波)的幅移键控部(ASK(Ampulitude Shift Keying))27；将所述控制载波、第一载波及第二载波数字╱模拟转换成信标信息的D╱A转换部28；作为超声波信息将所述信标信息发送到销售区3内的信标信息发送部29；用于对所述信标信息附加时间信息的计时器30；以及，连接在幅移键控部27和D╱A转换部28之间并根据需要对幅移键控部27的输出信号的频率进行切换的频率切换部20。

[0117] 所述第一载波、第二载波具有相接近的可听范围(audible range)外的频率(例如，第一载波是19000Hz，第二载波是19050Hz)，并且，上述两载波是配对的响度级的两个数字信号，通过组合上述两载波作为一频道来构成包含所述店铺信息的信标信息。

[0118] 第一载波和第二载波的频率差设定成：各用户的手机终端6带有的一功能FFT(快速傅里叶变换，相当于本发明的频率解析)的分辨率所能承受的最小限度的差。另外，也可以通过FFT以外的手法进行频率解析。或者，可以通过波长解析抽取控制载波、第一载波及第二载波。

[0119] 这时因为考虑到在频率足够接近的情况下，降低手机终端6的手机话筒6带有的频率特性差异的影响，具有能够忽略上述制约1中各个手机终端6的手机话筒36所带有的频率特性差异的好处。

[0120] 另外，第一载波和第二载波之间的频率的差使用在可利用的频率域中被预设好的固定数值上。

[0121] 并且，应该注意信标5要使用环境噪音影响较少的频道。另外，在同时使用多台信标5时，应该注意各信标5要适当地使用其他信标5没在使用的频道。

[0122] 另外，虽然详细在后面叙述，加密处理部22具有记忆部。该记忆部保存在进行店铺信息加密处理时使用的第一实时时钟221和第一密钥随机数表222的数据。此外，如图1所示，服务器7具有记忆部。该记忆部。该记忆部保存在进行店铺信息的解码处理时使用的第二实时时钟71和第二密钥随机数表72的数据。

[0123] 此外，对应于手机终端6发来的下载请求，服务器7发送在手机终端6上执行的超声波通信用的应用程序(相当于本发明的手机终端用程序)的数据。

[0124] 如图5所示，手机终端6具有：控制手机终端6自身工作的手机控制部31；保存手机终端6自身的工作程序(OS等基本程序、从服务器7下载的应用程序等)的手机存储体32；用于与互联网N进行无线连接的无线收发部33；显示各种信息的LCD显示器等显示部34；例如是由平板型的输入键等构成的操作部35；接收与所述信标信息发送部29发送的所述信标信息对应的超声波的手机话筒36；记忆各种信息的记忆部39；进行以超声波信息的形式向所述信标5发送互联网信息等工作的手机扬声器40，所述互联网信息利用所述互联网N从服务器7被接收到；以及，执行用于通过手机扬声器40对所述互联网信息等进行发声的数字╱模拟转换的D╱A转换部41。

[0125] 另外，手机终端6通过让安装在手机终端6上的CPU(Central Processing Unit，未图示)执行手机存储器32上保存的应用程序，使CPU具有解调处理部37和解码处理部38的功能。所述解调处理部37对所述信标信息进行解调处理(详细后述)，该信标信息在手机话筒36上被接收并被转换成电气信号。所述解码处理部38对店铺信息进行解码，该店铺信息包含在由解调处理部37解调的信标信息内。

[0126] 接着，参照图6至图8详细叙述本实施例1的超声波通信系统1的工作。

[0127] 在本实施例1的超声波通信系统1中，确定通信中可利用的带宽(制约四)中的多个频率的载波，对发送的店铺信息、多个载波实施幅移键控处理，并且店铺方通过设置在销售区内的天花板4上的信标5向顾客的手机终端6发送店铺信息。

[0128] 这里，载波启动的含义是指带有某个频率的载波从没发出声音的状态到发出声音的状态的过渡(从由载波未输出载波信号的状态到输出载波信号的状态的过渡)，并进行以下说明。

[0129] 参照图6和图7，以下对本实施例1中超声波通信系统1的工作进行具体说明。

[0130] (信标5方)

[0131] (1)所述信标5的店铺信息接收部21接收店铺方的电脑装置2制成的应发给顾客的手机终端6的店铺信息，并输出。加密处理部22进行店铺信息的加密处理，详细后述。

[0132] (2)所述信标5的控制载波发送部23输出控制载波信号(矩形波信号，相当于本发明的控制信号)。该控制载波信号受店铺方电脑装置2的信标控制器17发出的控制载波控制信号控制，如图7所示以固定周期(一周期的时间宽度tc)表示信号开始点。将该控制载波信号最初启动时刻定义为信号(signal)开始时刻。

[0133] (3)接着，在输出控制载波信号输出(发声)规定时间(t)后，例如启动第一载波。这时，哪个载波启动、几个载波启动(哪个载波输出几个载波信号)基于要发送的店铺信息而定。即，载波信号同步控制部24进行以下控制：第一载波信号输出部25与所述店铺信息同步将第一载波信号发送到幅移键控部27，根据店铺信息的信号对第一载波信号进行幅移键控，生成第一载波。

[0134] (4)在上述(3)启动的第一载波发声规定时间后(第一载波输出第一载波信号规定时间后)，同样基于要发送的店铺信息决定接下来的第二载波，并启动该第二载波(第二载波输出第二载波信号)。即，载波信号同步控制部24进行以下控制：第二载波信号输出部26与所述店铺信息同步将第一载波信号发送到幅移键控部27，根据店铺信息的信号对第二载波信号进行幅移键控，生成第二载波。

[0135] (5)在反复执行上述(3)和上述(4)规定次数后，再次启动表示上述(2)的开始时刻的信号。并反复依次进行所述处理。

[0136] (手机终端6方)

[0137] (1)在手机终端6方，由解调处理部37对手机终端36听取的信标信息进行FFT转换(快速傅里叶变换)，并记忆到记忆部39中进行保存。FFT转换处理后的控制载波、第一载波以及第二载波的波形示于图7中。

[0138] (2)接着，解调处理部37检测与控制载波的启动(控制载波的输出开始时刻)对应的信号开始时刻，判定被保存的信标信息内的控制载波信号间的启动边沿(edge)。

[0139] (3)然后，基于上述(2)中判定的边沿，确定第一载波、第二载波发声的区间(控制载波信号间的区间)，推测各个区间中发声的载波(被输出的第一载波信号及第二载波信号)。

[0140] 这时，通过在信标方规定N个载波来确定同时发声的载波为几个，能够推测出在某个区间上声音较大的载波有N个(图7中，第一载波是5个，第二载波是4个)载波在该区间上发声(被输出的第一载波信号和第二载波信号的数量)。

[0141] (4)接着，基于上述(3)的结果，由所述解码处理部38进行以下的解码处理：通过如图7所示的第一载波、第二载波的各个区间的每个信号判定处理，将5个第一载波信号和4个第二载波信号解码成从该区间的信标5接收到的店铺信息。这时，在手机终端6中，根据需要还能够实施错误检测和订正、解码后的店铺信息中含有加密部分时的密码解码处理。

[0142] 这里，错误检测和订正是指：例如，由于信标5反复在发送相同的信标信息，在手机终端6一方，通过判断不同时机接收到的信标信息的数据是否一致，能够检测和订正信标信息的错误。另外，设置多台使用带宽不同的频道的信标5时，从各信标5发送相同的信标信息，在手机终端6一方，通过判断由不同带宽的频道接收到的信标信息的数据是否一致，也能够检测和订正信标信息的错误。另外，也可以采用CRC(Cyclic Redundancy Check)等通用的错误检测手法，检测和订正信标信息的错误。

[0143] 另外，作为密码解码处理能够采用利用了上述密钥的手法等。

[0144] (5)接着，经由互联网N与服务器7进行无线交互，对照从服务器7发送的服务器信息和从信标5接收到的内容，如果两者一致，则能够确定其店铺中有顾客(确认顾客存在)。

[0145] 确认顾客存在的处理通过上述信标5和手机终端6的工作，例如通过下述一系列处理来实现。(i)信标5通过超声波向手机终端6发送店铺ID(店铺信息)数据；(ii)手机终端6经由互联网N向服务器7发送店铺ID及手机终端的用户ID的数据；(iii)接收到店铺ID及用户ID数据的服务器7识别与用户ID对应的用户来到与店铺ID对应的店铺中，从而设定来店积分；(iv)服务器7向手机终端6发送来店积分的数据，手机终端6的用户获取来店积分。

[0146] 本实施例1中，通过使用可听频率外的超声波使信标5和手机终端6交互的方式而构成。如图7所示，通过让第一载波信号与第二载波信号一部分重叠的方式(图7中带斜线的部分)输出控制载波信号间的第一载波信号和第二载波信号。

[0147] 在该情况下，在控制载波信号之间，第一载波信号和第二载波信号至少一方信号被输出，从信标5发送的超声波的频带看时音量几乎恒定。因此，人(顾客、营业员)的耳朵不易听到，不会造成不安感，能够排除心理上的反感和不安感，并且，能够提供一种基于更为准确的位置信息的高精度信息发送稳定的状态下能够执行的超声波通信系统1。

[0148] 另外，由于本实施例1的信标5工作稳定，具有以下好处：维护成本低，容易被投入于店铺中并能够实现扩大信标5的投入指向性，对系统提供者来讲易于营销。

[0149] 而且，在本实施例1中的信标5和手机终端6之间交互时，在手机终端6中执行控制载、第一载波和第二载波的解调处理以及一定的每个区间中的第一载波、第二载波的解调信号的有效成分的解码处理。其中，所述控制载波是将存在的店铺信息分配成一定的区间的各个区间的载波，所述第一载波和第二载波带有与所述控制载波接近的多个频率。

[0150] 因此，不易受话筒特性、环境噪音多普勒效应等影响，也不会与驱鼠、驱蟑螂、防止青年人闲逛的蚊式噪声、眼镜等超声波洗净机、数字标牌(Digital Signage)或电子器械发出的环境噪声产生干扰，能够构筑一种相对环境噪音较强并能够确保稳定的通信的的超声波通信系统。

[0151] 由于上述手机终端6的技术性制约一至三的原因，将频率绝对值、音量绝对值、环境噪音的音量绝对值、离开一定程度的多个频率的音量的比较等作为通信参数是不完整的，但是根据本实施例1，能够实现并提供一种没有上述缺点的超声波通信系统1，[0152] (店铺信息的加密处理)

[0153] 接着，以下就所述加密处理部22实施店铺信息的加密处理进行详细叙述。

[0154] 所述信标5的加密处理部22具有第一实时时钟221(相当于本发明的第一计时部)和保存有高性能的第一密钥随机数表222的数据的记忆部(未图示)。保存有第一实时时钟221和第一密钥随机数表222的数据的记忆部安装在一个运算芯片中。

[0155] 第一密钥随机数表222相对被赋予的时刻信息从按照规定逻辑确定的随机数表选择唯一对应的密钥。加密处理部22将第一实时时钟221的时刻信息(计时时刻)适用到第一密钥随机数表222，获取唯一对应的密钥(第一密钥)。

[0156] 这里，通过将保存了第一密钥随机数表222的数据的记忆部与第一实时时钟221一起安装到一个运算芯片内，第一密钥随机数表222只适用于第一实时时钟221的时刻信息。因此，加密处理部22构成为：禁止因加密处理部22以外的设备，让来自该运算芯片以外的时刻信息适用到第一密钥随机数表222。

[0157] 另外，像这样禁止来自加密处理部22以外的设备访问第一密钥数表222的构成相当于本发明的密钥访问禁止部。另外，第一密钥随机数表222是不会被推测出的内容足够大的数表。

[0158] 另一方面，如图1所示，服务器7具有记忆部(未图示)和第二实时时钟(相当于本发明的第二计时部)。所述记忆部保存有第二密钥随机数表72的数据，该第二密钥随机数表72具有与信标5所利用的第一密钥随机数表222相同的构成。

[0159] 第一实时时钟221和第二实时时钟71例如构成为：通过利用标准时刻来进行计时，相同时刻的计时时刻相同(严密来讲，并不是指完全相同，而是指相对第一实时时钟221和第二实时时钟71的计时单位是能够被忽略的时刻偏差范围)。所述标准时刻通过标准电波发射站发送的标准电波能够进行识别。

[0160] 服务器7将第二实时时钟71的时刻信息适用到与信标7利用的第一密钥随机数表222具有相同构成的第二密钥随机数表72中，以与信标5方的逻辑相同的方式来获取密钥(第二密钥)。

[0161] 这里，由于信标5方的第一实时时钟221的时刻信息和服务器方的第二实时时钟71的时刻信息相同，信标5和服务器7同时选择的密钥(第一密钥及第二密钥)是相同的数值。另外，第一实时时钟221和第二实时时钟71的计时单位被设定成：信标5与手机终端6之间的通信的滞后时间以及手机终端6与服务器7之间的通信的滞后时间能够忽略不计。

[0162] 由此，服务器7经由手机终端6、互联网N接收信标5发送的加密体(加密数据)，并在能够在服务器7方正确地读取解码后的当初的数据。

[0163] 这里，作为加密处理方法，在实时时钟和运算芯片是分别设置的通常的安装方法中，通过把不同的时刻数据发送给运算芯片，并对返回值进行分析，有可能对随数表进行解码。

[0164] 信标5既然是单机的软件，可以充分考虑到信标5被交付给想要进行数据盗窃等具有恶意的第三方手上时，可能遭受被试图蛮力攻击(brute force attack)。另外，当随机数表被解码后，带有相同密码表的其他信标也可能导致被解读，遭受损害的范围较大。

[0165] 如今，伴随高性能手机(以下称智能手机)全球性的普及，活用位置信息的服务蓬勃增长。其中，活用智能手机的位置信息从而对实体店的促销进行支援的应用程序的市场预计今后会进一步得到扩展。

[0166] 另一方面，可以认为会出现以下的利用者：以服务提供方未预计的方法，伪装或篡改识别智能手机的位置信息从而不当地获取赠品等。

[0167] 根据具有上述构成的本实施例1的超声波通信系统1，能够通过上述加密处理部22的构成，防止位置信息的伪装和篡改，难以对信标5进行分解而实施的蛮力攻击从而解读随机数表，能够大幅提高超声波通信系统1的安全性。

[0168] 并且，对所述加密处理部22实施的店铺信息的加密处理进行附加说明，还可以将通信内容分割成明码文本固有值和加密体数值的方式构成。所述明码文本固有值相对信标5是固有值，所述加密体数值是将任意数值进行了加密的数值。

[0169] 通过让通信内容中含有明码文本固有值，万一在无法进行解码的情况下，能够确定从哪个信标5上发送了信息。

[0170] 特别是，可以充分考虑到实时时钟因某些原因而产生误差这种问题时，在该情况下，有利于确定发生这种问题的信标5。

[0171] 作为上述明码文本固有值的具体例子，可以考虑采用包含了表示设备或设置该设备的店铺的ID号等的数值。

[0172] 另外，作为加密体数值的具体例子，可以考虑采用用于认证其是未被篡改、复制的数值的密码、想要隐匿的通信内容。

[0173] 通过上述方式，即使是在因为某种原因而无法被解码的情况下，能够通过用明码文本发送的ID号来获知哪个信标5或店铺发生了问题。

[0174] 根据由这种所述加密处理部22来构成店铺信息的加密处理，具有下述好处。

[0175] 即，由于店铺等设置的信标5发送的信标信息可以被附近的不确定的多个手机终端6随意接受到，能够避免不经加密而被解析而招致不当利用的风险。

[0176] 这个现象是因下述特殊性引起的。即，将设备(信标)设置在如店铺这种无法对不确定的许多人的进出进行管理的场所内。

[0177] 在服务器、客户模式的加密中，一般是在两者之间进行键的交换。而对于本实施例中利用信标、手机终端的超声波通信系统，还考虑采用利用信标5和手机终端6不进行双向通信的系统，有必要设置无须进行键交换的加密。

[0178] 另外，在超声波通信系统中，信标5自身如后述具有不与互联网N连接的好处，因此本来要求有加密系统，使得无需经由互联网N来对时刻进行同步。但是根据所述加密处理部22的构成，也能够对应不与互联网N连接的情况。

[0179] (频率切换处理)

[0180] 接着，参照图8说明频率切换部20实施的信标信息的频率切换处理。

[0181] 频率切换部20将信标5发送的信标信息的例如控制载波、第一载波或第二载波的波形设定成一方数值是0、另一方数值是1的矩形波。根据需要，从所述信标控制器17将频率切换信号发送给频率切换部20。

[0182] 并且，如图8所示，频率切换部20具有下述构成：通过将波形终端以数值0结束的波长λA(频率FA)的波形和波形的起端是以数值0开始的波长λB(频率FB)的波形在两者的活动时加以结合，从而防止波形的突然中断，并在该方式下，从信标5发送信标信息。

[0183] 由此，在手机终端6上接收信标信息时，不会发生信号波形的突然中断。因此，即使是在超过人类可听范围的18kHz以上的声音范围，也能够避免出现以下问题：在发送的信标信息的波形突然发生中断时，导致在接收方出现点击声(点击噪声)。

[0184] 在本实施例1的超声波通信系统1中，能够附加如下所述的技术要素。

[0185] 为了满足已述的(制约六：录音构成的不当行为)，信标信息必须发生变化。并且，包括大多数店铺，在现实的检测时间内使信标信息发生变化时，需要让信标信息载有许多店铺信息。

[0186] 只要是如实施例1的超声波通信系统1那样使用多个载波的通信，由于能够增加信标信息中载有的店铺信息的信息量，除了让信标信息中载有信标信息之外，还能够载有时刻信息等。

[0187] 在该情况下，由于信标信息经时变化，录音后的信标信息则失去价值。

[0188] 在本实施例1的超声波通信系统1的店铺电脑装置2中，也可以将记忆部12设置成大容量的构成，改变发送给信标5方的店铺信息并记忆成规定个数(例如一个月份的发送次数的设想值)的记忆部12中。

[0189] 设置成这种构成时，在信标5输出某信标信息规定次数后，从店铺电脑装置2向信标5发送改变(更新)了内容的店铺信息，信标5输出店铺信息内容不同的下一信标信息。

[0190] 通过这种构成，由于下一被输出的信标信息仅制作者知晓，该信标信息极难被制作者以外的人员预测到，能够避免出现对店铺发送的信标信息进行不当录音并恶意使用的情形。

[0191] 另外，作为其他构成，还可以是在信标5输出店铺信息的期间超过规定期间(例如一个月)时，对要输出的店铺信息进行更新。

[0192] 此外，通过设置成如上所述的构成，针对设置在交换困难的场所内的信标5，无需进行时钟的时刻调整等维护，因而非常有用。

[0193] (实施例2)

[0194] 参照图9和图10，说明本发明的实施例2的超声波通信系统1A。

[0195] 由于本实施例2的超声波通信系统1A的基本构成与实施例1的情况相同，相同的要素使用相同的符号并省略说明。

[0196] 如图9和图10所示，本实施例2的超声波通信系统1A采用下述构成来取代实施例1的构成。即实施例2具有以下特征：店铺方在一个楼层中设置的销售区3内的例如是天花板4上配置发射超声波的两台信标5A和5B，并且，将两台信标5A和5B的各个载波的频率设定成针对各个频道(设定成第一频道和第二频道)在可听范围外的频率带宽中分别赋予成不同，从各信标5A和5B针对各个频道向销售区同时发送相同的发送信息。此外，也可以在销售区内设置三台以上的信标。

[0197] 另外，在图10中，25a表示信标5B的第一载波信号输出部，26a表示第二载波信号输出部。

[0198] 这种构成相当于在信标5A和信标5B之间形成通过超声波进行通信的区域网络，在不需要构筑用于与互联网N(参照图1)、IP网连接的复杂的系统这一点上是有利的。

[0199] 即，在一方的信标5A中，作为第一频道，通过第一载波信号输出部25的频率设定，将第一载波的频率设定为19000Hz，通过第二载波信号输出部26的频率设定，将第二载波的频率设定为19050Hz。在另一方的信标5B中，作为第二频道，通过第一载波信号输出部25a的频率设定，将第一载波的频率设定为19500Hz，通过第二载波信号输出部26a的频率设定，将第二载波的频率设定为19550Hz。这样，第一频道和第二频道之间的频道间隔构成为足够大(500Hz)。

[0200] 本实施例2的超声波通信系统1A的所述信标5A、信标5B与手机终端6之间的交互工作与上述实施例1的情形相同，并发挥与实施例1的情形相同的效果。

[0201] 另外，通过利用销售区3内的顾客的手机终端6的手机话筒36接收与该手机话筒36的频率特性最相匹配的频道(第一频道或第二频道)的超声波的信标信息，能够克服各个手机终端6的手机话筒36上的频率特性的差异，能够向各个顾客的手机终端6分别发送高品质的店铺信息。

[0202] 而且，由于第一频道和第二频道间的频率差足够大，因此，能够在防止第一频道、第二频道间的干涉、干扰的同时，适当地向持有各手机终端的众多顾客发送信息。

[0203] 在本实施例2的超声波通信系统1A中，也能够与实施例1中叙述的情形相同附加同样的技术要素。由此，能够发挥与已述情形相同的作用和效果。

[0204] (实施例3)

[0205] 接着，参照图11和图12说明本发明的实施例3的超声波通信系统1B。

[0206] 由于本实施例3的超声波通信系统1B的基本构成与实施例2的情形大致相同，对相同的要素标注相同的符号，并省略说明。

[0207] 如图11和图12所示，本实施例3的超声波通信系统1B的特征在于通过下述方式构成：即，从一个信标5向手机终端6发送如实施例2中所述的频率不同的第一频道和第二频道的两个超声波信号。另外，超声波通信系统6B也可以构成为发送三个以上的频道的超声波信号。

[0208] 根据本实施例3的超声波通信系统1B，除了能够发挥与实施例1的情形相同的作用和效果以外，如图11所示，通过从一个信标5以第一频道和第二频道向顾客的手机终端6发送相同内容的超声波的信标信息，能够提供一种克服了手机终端6的技术制约一(频率特性的差异)，同时各手机终端6以最匹配的频道接收信标信息并进行解码(冗长化(redundant))的一种超声波通信系统1。

[0209] 在本实施例3的超声波通信系统1B中，也能够与实施例1中叙述的情形相同附加同样的技术要素。并由此能够发挥与已述情形相同的作用和效果。

[0210] (实施例4)

[0211] 接着，参照图13和图14说明本发明的实施例4的超声波通信系统1C。

[0212] 由于本实施例4的超声波通信系统1C的基本构成与实施例1、实施例2的情形大致相同，对相同的要素标注相同的符号。

[0213] 本实施例4的超声波通信系统1C与实施例2的情形相同，在例如销售区3内的例如是天花板4上配置发送超声波的例如两台信标5A和信标5B，并且超声波通信系统1C的特征在于在信标5A和信标5B中除了具有与实施例2的情形相同的构成以外，还分别增设了话筒51和话筒52。

[0214] 本实施例4中的信标5A、5B向手机终端6进行关于超声波的信标信息发送的工作与实施例2的情形相同，在本实施4的超声波通信系统1C中，也能够发挥与实施例2的超声波通信系统1A的情形相同的作用和效果。

[0215] 另外，在本实施例4的超声波通信系统1C中，通过所述顾客对手机终端6(手机终端6中通常具备与通例互联网N连接的装置)进行操作，由信标5A和信标5B中的任一信标(例如是信标5B)的话筒51接收根据互联网连接从服务器7获取并从手机话筒40发送的超声波互联网信息(利用了互联网环境的信息)。

[0216] 并且，通过从接收了互联网信息的信标(信标5B)的话筒52向其他的信标(信标5A)的话筒51发送超声波互联网信息，能够构成利用了手机终端6的互联网环境的间接性网络(手机终端6具备与通例的互联网连接的装置)。另外，在接收到的互联网信息被加密了的情况下，信标通过内置的CPU进行解码。

[0217] 由此，在店铺方，由于经由利用了上述顾客的手机终端6的间接性网络，从服务器7获取维护或升级信息，能够执行信标5A、信标5B的维护或升级，因此可以实现大幅度的成本下降、省力省空间以及提高设置场所的灵活性。

[0218] 此外，在例如多家经营的店铺中，散布在全国各地的信标即使不与互联网连接，能够利用顾客的手机终端6获取的互联网信息并经由间接性网络进行维护或升级，实现大幅度的成本下降、省力省空间，以及具有提高设置场所的灵活性的好处。

[0219] 而且，虽未图示，还可以设定以下的构成：让信标5A、5B带有基于通过话筒51接收到的来自其他信标的信号来判定该信标的载波频率的功能，并通过自动切换自己发送的载波频率，来防止与其他信标之间的干扰。

[0220] 这里，可以充分考虑到特别是在信标上设置时钟等的情况、或者该信标的信标信息中带有密码而该密码被破解的情况下，有必要进行信标交换。因此，如上所述具备防止与其他信标之间产生干扰的构成是非常重要的。

[0221] 在现有技术中，为了进行这种信标的维护等，需要通过互联网N或IP网将信标连接到网络上。但是，根据本实施例4，由于用户的手机终端6起到了经由互联网N的通信设备的作用，具有无需网络(不必在店铺方准备用于信标的网络)就能对信标5A、5B进行远程操控等好处。

[0222] 这里，在确定多台信标中的任一信标并对其进行维护时，作为对各信标设定带宽不同的维护用频道、或者让维护用的数据中含有针对各信标设定的识别符等规格，可以将各信标方设定成能够识别自身的维护用数据。

[0223] 在本实施例4的超声波通信系统1C中，也能够与实施例1中叙述的情形相同附加同样的技术要素。并由此能够发挥与已述情形相同的作用和效果。

[0224] (实施例5)

[0225] 接着，参照图15至图17说明本发明的实施例5的超声波通信系统。

[0226] 在上述实施例1至本实施例4中，通过第一载波及第二载波这两数据载波来构成一个频道，在实施例5中，通过第一载波至第六载波这六个数据载波来构成一个频道。另外，系统的基本构成与实施例1所示的构成相同。

[0227] 在实施例5中，如图15的时序表(时间轴t)所示，信标5以恒定周期tc输出控制载波信号，在tc的期间内设定的四个区分期间tb1(t11～t12)，tb2(t12～t13)，tb3(t13～t14)，tb4(t14～t15)中，输出六个数据载波(第一载波至第六载波)构成的数据载波信号(第一载波信号至第六载波信号)。

[0228] 在实施例5中，信标5在切换要输出的载波信号时，如图15中斜线所示，设置有切换前后的载波信号重叠的期间tv。由此，与上述图7的情形相同，在控制信号之间，总有一个数据载波信号是一直都被输出的。

[0229] 另外，通过将各区分期间输出的载波信号(控制载波信号、第一载波信号～第六载波信号)的数量设定成重叠期间tv以外是恒定(2个)，超声波的声压变化被抑制在规定范围内，因此让手机终端的使用者不易听到超声波载带的信标信息。

[0230] 这里，由控制载波或其他载波将虚设(dummy)的载波信号以与第一载波信号至第六载波信号重叠的形式输出(发送)，使得超声波的声压控制在规定范围(几乎恒定)内，从而能够进一步防止超声波总体的声压变化给人带来不快感。

[0231] 信标5反复发送通过这种方式构成的信标信息。另外，使用的数据载波的个数不限定于上述实施例1至4中的两个或者实施例5中的六个，只要是两个以上即可。

[0232] 信标5按照图16所示的映象表，确定与信标信息对应的各频道的数据载波的输出形态。

[0233] 在图15所示的频道中，在tb1时输出控制载波信号和第一载波信号，在tb2时输出第二载波信号和第四载波信号，在tb3时输出第三载波信号和第五载波信号，在tb4时输出第四载波信号和第六载波信号。因此，表示为数据信号被分配成tb1→“01”、tb2→“13”、tb3→“17”、tb4→“20”的信标信息“01·13·17·20”。

[0234] 在手机终端6一方，将FFT解析抽取的控制载波以及第一载波至第六载波的控制载波信号及第一载波信号至第六载波信号的输出适用到图16所示的映象表，来识别信标信息。

[0235] 另外，使用像压电元件那样难以同时发出多个频率带的声音的扬声器来进行超声波的输出时，如图17的时序表(时间轴t)所示那样，也可以使用多个扬声器进行超声波的输出。

[0236] 图17中所示的例中构成为：由扬声器1输出第一载波、第二载波、第三载波及第四载波，由扬声器2输出控制载波、第四载波、第五载波及第六载波。另外，也可以针对一个载波准备一个扬声器。

[0237] (实施例6)

[0238] 接着，参照图18说明本发明的实施例6中的超声波通信系统。

[0239] 在实施例6中，由第一载波～第四载波这四个数据载波构成一个频道。另外，系统的基本构成与实施例1所示的构成相同。

[0240] 在实施例6中，如图18的时序图(时间轴t)所示，按照店铺信息(相当于本发明的规定信息)的每一种类(店铺名、促销活动、销售区)，将控制载波信号间的时间更改成tc1、tc2、tc3来生成与店铺相关的信标信息。

[0241] 如下表1所示，控制载波信号间的时间tc1(t21～t22)期间的数据表示店铺名(○○百货店○○店等)。控制载波信号间的时间tc2(t22～t23)期间的数据表示促销活动(campaign)(限时降○○％等)。控制载波信号间的时间tc3(t23～t24)期间的数据表示销售区(○○专区(corner)、店铺名等)。

[0242] (表1)

[0243]信息种类 控制载波信号间的时间 数据长度
店铺 tc1 4bit
促销活动 tc2 5bit
销售区 tc3 6bit

[0244] 这样，通过控制载波信号间的时间(数据长度)具有含义(这里是信息种类)，能够减少作为信标信息发送的数据量。另外，通过将控制载波信号间的时间事先设定成能够变动的构成，能够灵活地对应信标或手机终端的升级。

[0245] 另外，在图18中所示的时序图中，在控制载波信号的输出中，控制载波信号以与某一数据载波信号重复的形式被输出。这时，如下表2所示，根据哪一数据载波信号与控制载波进行组合来输出，能够设定数据要表示的信息种类。

[0246] (表2)

[0247]信息种类 与控制载波信号组合的数据载波信号
店铺 第三载波信号
促销活动 第一载波信号
销售区 第四载波信号

[0248] 这样，根据与控制载波信号组合输出的数据载波信号，设定信标数据表示的信息种类，由此能够减少作为信标信息进行发送的数据量。

[0249] 这里，在图18中，以“店铺”→“促销活动”→“销售区”的顺序发送店铺信息，但是也可以随机设定要发送的信息的种类，或者针对每个种类设定信息的发送频率。例如，通过将“促销活动”信息的发送频率设定得比其他种类的信息的发送频率低，能够促使店铺的来访者为了等待“促销活动”信息发送而驻留于店铺内。

[0250] 根据以上说明的实施例1至实施例6的超声波通信系统，由于是使用人耳听不到的可听频率外的超声波并从频带看超声波时音量几乎恒定，人(顾客、营业员)的耳朵，不会造成不安感，能够排除心理上的反感和不安感。并且，能够在稳定的状态下执行基于更为准确的位置信息而进行的高精度的信息发送。另外，提高了信标信息发送时的安全性，能够扩大信标5的店铺等的投入可能性。

[0251] 另外，本发明的超声波通信系统还具有以下的优点：能够确保作为系统整体的稳定的通信性能，维护成本低，易于投入到店铺等，并能够实现扩大普及，对系统提供者来讲易于进行营业。

[0252] 而且，通过使用可听频率外的超声波，能够实现并提供下述一种具有优异性能的超声波通信系统1至1C：不易受驱鼠、驱蟑螂、防止青年人闲逛的蚊式噪声、眼镜等超声波洗净机、数字标牌或电子器械发出的环境噪声的影响，并能够确保稳定的通信。

[0253] 产业上的可用性

[0254] 本发明除了适用于上述店铺等内店铺方与顾客的手机终端之间的通信，还可以广泛地适用于以下的用途：例如确认持有手机终端的众多出席者集会的会场等处的各个出席者的存在；确认活动会场等持有手机终端的众多顾客的存在等。

[0255] 符号说明

[0256] 1   利用信标、手机终端的超声波通信系统

[0257] 1A  利用信标、手机终端的超声波通信系统

[0258] 1B  利用信标、手机终端的超声波通信系统

[0259] 1C  利用信标、手机终端的超声波通信系统

[0260] 2   电脑装置

[0261] 3   销售区

[0262] 4   天花板

[0263] 5   信标

[0264] 5A  信标

[0265] 5B  信标

[0266] 6   手机终端

[0267] 7   服务器

[0268] 10  控制部

[0269] 11  存储器

[0270] 12  记忆部

[0271] 13  通信处理部

[0272] 14  操作部

[0273] 15  显示器

[0274] 16  打印机

[0275] 17  信标控制器

[0276] 18  店铺信息输出部

[0277] 20  频率切换部

[0278] 21  店铺信息接收部

[0279] 22  加密处理部

[0280] 23  控制载波发送部

[0281] 24  载波信号同步控制部

[0282] 25  第一载波信号输出部

[0283] 25a  第一载波信号输出部

[0284] 26   第二载波信号输出部

[0285] 26a  第二载波信号输出部

[0286] 27  幅移键控部(amplitude shift keying)

[0287] 28  D╱A转换部

[0288] 29  信标信息发送部

[0289] 30  计时器(clock)

[0290] 31  手机控制部

[0291] 32  手机存储器

[0292] 33  无线收发部

[0293] 34  显示部

[0294] 35  操作部

[0295] 36  手机话筒

[0296] 37  解调处理部

[0297] 38  解码处理部

[0298] 39  记忆部

[0299] 40  手机扬声器

[0300] 41  D╱A转换部

[0301] 51  话筒

[0302] 52  扬声器

[0303] N   互联网