一种可联网音频智能锁及手机终端授权开锁方法

1.一种可联网音频智能锁，其特征在于，由音频智能锁、位于互联网服务器上的智能锁授权和密码控制系统以及房主手机终端和授权手机终端构成，房主手机终端和授权手机终端分别安装有对应的音频智能锁控制APP；房主手机终端APP绑定音频智能锁ID获得对音频智能锁的管理权限，可为该音频智能锁授权多个允许开锁的手机号以及使用的时间期限；
智能锁授权和密码控制系统为每个音频智能锁确定一个管理手机号，建立一个密码组队列和授权开锁手机号组；授权开锁手机号组中保存可以打开智能锁的手机号码以及授权的时间期限；密码组队列保存用于开锁的密码，音频智能锁请求密码时，系统将该密码组一次性发送给音频智能锁，授权手机请求密码时，系统仅发送位于队头的开锁密码后随即删除该密码，队列其余的密码依次前移一位。
2.根据权利要求1所述的一种可联网音频智能锁，其特征在于，音频智能锁电子部分由数字麦克风，单片机及WIFI模块构成；数字麦克风安装在音频智能锁的拾音部分，单片机可控制WIFI模块连接至互联网上的智能锁授权和密码控制系统服务器请求密码；每个音频智能锁具有惟一ID，音频信号采用DTMF信号。
3.根据权利要求1所述的一种可联网音频智能锁，其特征在于，通过授权手机终端APP可以查看到被授权的智能锁，并向智能锁授权和密码控制系统服务器申请开锁密码，智能锁授权和密码控制系统确认该手机号码属于授权开锁手机号组并在使用时间期限内，则返回该智能锁对应的密码组队列里位于队头的开锁密码，授权手机终端将接收到的开锁密码转换成对应的DTMF信号，通过手机扬声器播放。
4.一种手机终端授权开锁方法，其特征在于，授权手机播放的DTMF音频信号，经过音频智能锁的数字麦克风转换成数字信号发送到单片机的DTMF解码单元进行解码，得到对应的开锁密码，将得到的开锁密码和单片机密码存储单元的密码进行对比，如果正确则驱动锁具的执行机构打开音频智能锁；当音频智能锁单片机中的密码存储单元为空的时候，单片机启动WIFI模块，向智能锁授权和密码控制系统服务器请求密码组，服务器将该音频智能锁对应的密码组队列清空并重新生成新的密码组队列，将密码组队列中所有的密码一次性发送给音频智能锁，由音频智能锁保存到单片机的密码存储单元后，单片机随即关闭WIFI模块。
5.根据权利要求4所述的一种手机终端授权开锁方法，其特征在于，音频智能锁采用一次性密码验证方式，当开锁密码被验证成功，锁被正确打开后，立即从密码存储单元中删除该密码。

一种可联网音频智能锁及手机终端授权开锁方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及智能锁技术领域，特别涉及一种可联网音频智能锁及手机终端授权开锁方法。\n背景技术\n[0002] 智能锁是指区别于传统机械锁，在用户识别、安全性、管理性方面更加智能化的锁具。使用非机械钥匙作为用户识别的如：指纹、虹膜识别等技术，安全性高但不方便配置，成本高，难以普及。随着手机的普及，很多利用手机的蓝牙或者NFC功能实现开锁，但是这对使用者所用的智能手机有一定的要求，操作过程复杂，对使用者的要求高。在经常出租的房屋安装的锁具，需要房主经常授权不同的人来开锁，租期结束还需要取消授权，特别需要一种成本低廉，操作方便，便于管理的智能锁具。\n发明内容\n[0003] 本发明是一款成本低廉的依靠音频实现开锁的智能锁具，该音频智能锁可通过家庭无线网络连接到互联网服务器获取密码，授权手机从互联网服务器获得开锁密码并转换成DTMF音频信号，靠近音频智能锁播放，密码吻合音频智能锁就能打开。\n[0004] 系统由音频智能锁、位于互联网服务器上的智能锁授权和密码控制系统以及房主手机终端和授权手机终端构成，房主手机终端和授权手机终端分别安装有对应的音频智能锁控制APP。\n[0005] 音频智能锁由机械部分和电子部分的组成，电子部分由数字麦克风，单片机及WIFI模块构成。数字麦克风安装在音频智能锁的拾音部分，用于接收音频信号，单片机控制WIFI模块通过家庭的无线网络连接至互联网上的智能锁授权和密码控制系统服务器请求密码；每个音频智能锁具有惟一ID，音频信号采用DTMF（双音多频）信号。\n[0006] 智能锁授权和密码控制系统为每个音频智能锁确定一个管理手机号，建立一个密码组队列和授权开锁手机号组；授权开锁手机号组中保存可以打开智能锁的手机号码以及授权的时间期限。密码组队列是先进先出（FIFO）线性表，保存用于开锁的密码，音频智能锁请求密码时，系统将该密码组一次性发送给音频智能锁，授权手机请求密码时，系统仅发送位于队头的开锁密码后即删除该密码，队列其余的密码依次前移一位。\n[0007] 房主通过房主手机终端APP绑定音频智能锁ID获得对音频智能锁的管理权限，可为该音频智能锁授权多个允许开锁的手机号以及使用的时间期限。\n[0008] 被授权的手机号可以通过授权手机终端APP查看到被授权的智能锁，并向智能锁授权和密码控制系统服务器申请开锁密码，智能锁授权和密码控制系统确认该手机号码属于授权开锁手机号组并在使用时间期限内，则返回该智能锁对应的密码组队列里位于队头的开锁密码。授权手机终端APP将接收到的开锁密码转换成对应的DTMF信号，通过扬声器播放。\n[0009] 音频智能锁开锁过程如下：授权手机播放的DTMF音频信号，经过音频智能锁的数字麦克风转换成数字信号发送到单片机的DTMF解码单元进行解码，解码单元经过Goertzel算法得到音频对应的开锁密码，单片机将得到的开锁密码和单片机密码存储单元的密码进行对比，如果正确则驱动锁具的执行机构打开音频智能锁。\n[0010] 音频智能锁采用一次性密码验证方式，当开锁密码被验证成功，锁被正确打开后，单片机从密码存储单元中删除该开锁密码。\n[0011] 为了节省电量，音频智能锁采用按需联网方式，当音频智能锁单片机中的密码存储单元为空的时候，单片机启动WIFI模块，向智能锁授权和密码控制系统服务器请求密码组，服务器将该音频智能锁对应的密码组队列清空并重新生成新的密码组队列，将密码组队列中所有的开锁密码一次性发送给音频智能锁，由音频智能锁保存到单片机的密码存储单元中，然后单片机随即关闭WIFI模块。\n附图说明\n[0012] 图1为本发明的音频智能锁电子部分示意图。\n[0013] 图2为本发明的系统总体结构示意图。\n[0014] 图3为本发明的系统交互功能详细示意图。\n[0015] 图4为本发明的房主手机终端授权功能（左1）和授权手机功能示意图（右1）。\n具体实施方式\n[0016] 数字麦克风采用硅麦克风，便于集成，具有灵敏度范围可选，优秀的防潮性能，优秀的抗EMI和RFI特性。\n[0017] 单片机采用ESP8266，ESP8266 是一款高度集成的芯片并自带有 WiFi 网络解决方案。\n[0018] 开锁密码采用十位数字密码，由随机产生9位数密码加1位验证位共十位数字序列，验证位由“加权取余”算法得到。该密码由智能锁授权和密码控制系统产生并保存在密码组队列中，密码组队列的队列数为12。\n[0019]  DTMF信号包含两组音频信号，单片机解码单元的任务是通过数学变换把它从时域转化到频域，然后得出对应的数字信息。频率检测时，DTMF信号只在基波上有较高的能量，而话音信号则是在基波上叠加有较强的二次谐波。为了增强音频信号的安全性，可以在播放开锁的DTMF信号中混入一定的语音信号，通过检测二次谐波的作用是用来区分DTMF信号与语言和音乐信号。\n[0020] 音频智能锁、房主手机终端和授权手机终端与位于互联网上的智能锁授权和密码控制系统服务器之间的网络通讯采用HTTPS/TLS加密。\n[0021] 以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。