技术领域
[0001] 本
发明涉及声音识别领域，尤其是涉及一种智能锁防盗报警装置及方法。
背景技术
[0002] 如今，智能锁走入越来越多的家庭。其由
电池供电，通过密码、IC卡、指纹、人脸等识别方式进行开锁操作。智能锁同时具备防撬报警装置，如果有暴
力破坏或侵入行为，可进行相应的报警提示。
[0003] 现有的智能锁防撬报警方式是通过安装在锁体背面的限位
开关，如果探测到锁体和
门没有良好
接触，限位开关触发报警装置。此种探测方式需要锁体有较大范围的移动，而事实上，目前大部分的万能开锁方式是不需要撬锁的，开锁师傅将
铁丝、钥匙等相关工具插入
锁芯进行开锁操作，这样报警装置便不起作用。
发明内容
[0004] 本发明旨在至少解决
现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种智能锁防盗报警装置及方法，能够通过智能锁及时对撬锁行为进行报警和提醒，保护用户财产安全。
[0005] 第一方面，本发明的一个
实施例提供了一种智能锁防盗报警装置，包括用于采集锁芯内的声音
信号的声音采集模
块、用于对所述锁芯内的
声音信号进行放大的声音放大模块、用于将放大后的所述锁芯内的声音信号转换成
数字信号的音频处理模块、用于存储异常开锁声音信号的存储模块、用于对所述数字信号进行处理并与所述异常开锁声音信号进行对比的主控模块和用于发出报警提示的报警模块；
[0006] 所述声音采集模块的输出端与所述声音放大模块的输入端连接，所述声音放大模块的输出端与所述音频处理模块的输入端连接，所述音频处理模块的输出端与所述主控模块的输入端连接，所述
存储器的输出端与所述主控模块的输入端连接，所述主控模块的输出端与所述报警模块的输入端连接。
[0007] 本发明实施例的智能锁防盗报警装置，至少具有如下有益效果：能够通过智能锁及时对撬锁行为进行报警和提醒，保护用户财产安全。
[0008] 根据本发明的另一些实施例的智能锁防盗报警装置，还包括用于发送无线信号给远程接收端的
无线通信模块，所述主控模块的输出端与所述无线通信模块的输入端连接。
[0009] 根据本发明的另一些实施例的智能锁防盗报警装置，所述主控模块包括SMT32系列
单片机。
[0010] 根据本发明的另一些实施例的智能锁防盗报警装置，所述报警模块包括扬声器或
LED灯。
[0011] 根据本发明的另一些实施例的智能锁防盗报警装置，所述无线通信模块包括射频模块或蓝牙模块或WIFI模块或4G通信模块。
[0012] 根据本发明的另一些实施例的智能锁防盗报警装置，所述远程接收端为
平板电脑或手机。
[0013] 第二方面，本发明的一个实施例提供了一种智能锁防盗报警方法，包括以下步骤：
[0014] 获取锁芯内的声音信号；
[0015] 对所述声音信号进行放大；
[0016] 将放大后的所述声音信号转换为数字信号；
[0017] 对所述数字信号进行处理并与异常开锁声音信号进行对比；
[0018] 根据对比结果发出报警提示。
[0019] 根据本发明的另一些实施例的智能锁防盗报警方法，所述步骤对所述数字信号进行处理，具体包括：
[0021] 对采样后的数字信号进行傅里叶变换。
[0022] 根据本发明的另一些实施例的智能锁防盗报警方法，所述步骤将处理后的数字信号与异常开锁声音信号进行对比，具体包括：
[0023] 对比处理后的数字信号和异常开锁声音信号的
频谱幅值数组的相似性，采用欧几里得距离度量，衡量多维空间中各个点之间的绝对距离。
附图说明
[0024] 图1是本发明实施例中智能锁防盗报警装置的一具体实施例模块
框图；
[0025] 图2是本发明实施例中智能锁防盗报警装置的声音采集和放大模块的
电路原理图；
[0026] 图3本发明实施例中智能锁防盗报警装置的音频处理模块的电路原理图；
[0027] 图4发明实施例中智能锁防盗报警装置的主控模块和射频模块的电路原理图；
[0028] 图5发明实施例中智能锁防盗报警装置的音频处理模块的电路原理图；
[0029] 图6是本发明实施例中智能锁防盗报警方法的一具体实施例流程示意图。
具体实施方式
[0030] 以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
[0031] 在本发明的描述中，如果涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或
位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。如果某一特征被称为“设置”、“固定”、“连接”、“安装”在另一个特征，它可以直接设置、固定、连接在另一个特征上，也可以间接地设置、固定、连接、安装在另一个特征上。
[0032] 在本发明实施例的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0033] 实施例一
[0034] 参照图1，示出了本实施例中智能锁防盗报警装置的模块框图。
[0035] 如图1所示，该报警装置包括用于采集锁芯内的声音信号的声音采集模块、用于对锁芯内的声音信号进行放大的声音放大模块、用于将放大后的锁芯内的声音信号转换成数字信号的音频处理模块、用于存储异常开锁声音信号的存储模块、用于对数字信号进行处理并与异常开锁声音信号进行对比的主控模块和用于发出报警提示的报警模块。
[0036] 其中，声音采集模块的输出端与声音放大模块的输入端连接，声音放大模块的输出端与音频处理模块的输入端连接，音频处理模块的输出端与主控模块的输入端连接，存储模块的输出端与主控模块的输入端连接，主控模块的输出端与报警模块的输入端连接。
[0037] 更进一步地，该报警装置还包括用于发送无线信号给远程接收端的无线通信模块，主控模块的输出端与无线通信模块的输入端连接。无线通信模块包括射频模块或蓝牙模块或WIFI模块或4G通信模块。
[0038] 本实施例中，声音采集模块包括声音采集设备，例如麦克
风等。
[0039] 本实施例中，参照图2，为声音采集和放大模块的电路原理图。MIC为声音采集端，声音放大模块主要包括放大芯片U4，型号为SGM721，用于对声音信号进行放大。
[0040] 本实施例中，参照图3，为音频处理模块的电路原理图，主要包括
模数转换芯片U5，型号为CS5343，用于将放大后的声音信号转换为数字信号，供主控模块处理。
[0041] 本实施例中，存储模块可以为ROM存储器或RAM存储器或FLASH存储器。
[0042] 本实施例中，参照图4，为主控模块和射频模块的电路原理图。主控模块主要包括单片机U1，型号为SMT32F205RE。U2为433M射频模组。
[0043] 本实施例中，报警模块可以为扬声器，通过声音或语音提醒用户，参照图5，为报警模块的电路原理图，包括语音芯片U1；提醒装置也可以是LED灯，通过灯光提醒车位所有者；报警模块可以为扬声器和LED灯的组合，实现声光报警。
[0044] 本实施例中，远程接收端为用户的平板电脑或手机。主控模块通过无线通信模块发送无线信号给远程接收端，以远程提醒用户。当无线通信模块为射频模块时，还需在射频模块与远程接收端之间增加网关。
[0045] 实施例二
[0046] 参照图6，示出了本实施例中智能锁防盗报警方法的流程示意图。该方法包括以下步骤：
[0047] S100.获取锁芯内的声音信号；
[0048] S200.对声音信号进行放大；
[0049] S300.将放大后的声音信号转换为数字信号；
[0050] S400.对数字信号进行处理并与异常开锁声音信号进行对比；
[0051] S500.根据对比结果发出报警提示。
[0052] 其中，对数字信号进行处理，具体包括：
[0053] 对数字信号进行采样；
[0054] 对采样后的数字信号进行傅里叶变换。
[0055] 将处理后的数字信号与异常开锁声音信号进行对比，具体包括：
[0056] 对比处理后的数字信号和异常开锁声音信号的频谱幅值数组的相似性，采用欧几里得距离度量，衡量多维空间中各个点之间的绝对距离。
[0057] 具体地，系统实时获取锁芯内的声音信号，并对该声音信号进行放大(当然也可以包括去噪等步骤，以提高对比结果的精确度)；设置模数转换参数，将声音信号转换为数字信号，假设设置采样
频率为10KHz来采集这0-5KHz的
音频信号。将该采样数据存放到long类型的lBufInArray数组中，且该数组中每个元素的高16位存储采样数据的
实部，低16位存储采样数据的
虚部(总是为0)。
[0058] 使用DSP库函数进行FFT(快速傅里叶变换)：调用DSP库函数中的cr4_fft_256_stm32()函数。该函数的
原型为：void cr4_fft_256_stm32(void*pssOUT,void*pssIN,uint16_t Nbin)；参数pssOUT表示FFT输出数组
指针，参数pssIN表示要进行FFT运算的输入数组指针，参数Nbin表示点数。
[0059] 调用函数cr4_fft_256_stm32(lBufOutArray,lBufInArray,NPT)，lBufOutArray数组中存放了进行FFT运算之后的结果数据。该数组中每个元素的数据格式为；高16位存储虚部，低16位存储实部。
[0060] 将lBufOutArray分解成实部(X)和虚部(Y)，然后计算幅值sqrt(X*X+Y*Y)。
算法如下：
[0061] for(i＝0；i
[0062] {lX＝(lBufOutArray[i]<<16)>>16；
[0063] lY＝(lBufOutArray[i]>>16)；
[0064] X＝NPT*((float)lX)/32768；
[0065] Y＝NPT*((float)lY)/32768；
[0066] Mag＝sqrt(X*X+Y*Y)/NPT；
[0067] if(i＝＝0)
[0068] lBufMagArray[i]＝(unsigned long)(Mag*32768)；
[0069] Else
[0070] lBufMagArray[i]＝(unsigned long)(Mag*65536)；
[0071] }
[0072] 数组lBufMagArray便存储了各次谐波的幅值。
[0073] 比对处理后的声音信号的频谱幅值数组ScanMagArray[i][j]和预存储的异常开锁声音信号(指锁芯撬锁时的声音信号)的频谱幅值数组OriginMagArray[i][j]的相似性，采用欧几里得距离(Euclidean Distance)度量，衡量多维空间中各个点之间的绝对距离。公式：
[0074]
[0075] 其中，采集到的锁芯内的声音信号在第i个频率点的幅值为xi，预存储的异常开锁声音信号在同样频率点的幅值为yi，先将每个频率点的幅值进行差的平方运算，再将n个频率的值相加再开根号，得到衡量相似性的值dist(X，Y)。
[0076] 此处值得说明的是，容限值(相似性的判断门限值，即dist(X，Y)的报警门限值)可根据需要的报警灵敏度来设置。若处理后的声音信号与预存储的异常开锁声音信号相似(即dist(X，Y)与容限值相差很小)，则发出报警提示，以提醒用户智能锁可能存在被撬锁的风险，保护用户财产安全。
[0077] 上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
