基于手機、語音、短信控制的智能電子鎖系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于手機、語音、短信控制的智能電子鎖系統(tǒng)，其特征在于：其組成部分包括GSM接收系統(tǒng)（1）、語音識別系統(tǒng)（2）、備用鍵盤密碼系統(tǒng)（3）；GSM接收系統(tǒng)（1）用于與移動手機通信，同時，GSM接收系統(tǒng)（1）與語音識別系統(tǒng)（2）實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，語音識別系統(tǒng)（2）以及備用鍵盤密碼系統(tǒng)（3）與電子鎖終端（4）連接并控制電子鎖終端（4）。本實用新型所述的智能電子鎖系統(tǒng)及控制方法；該新型智能電子鎖保密程度高、安全可靠，適合所有對安全、保密有所要求的場所使用。是機電一體化成果，采用現(xiàn)代的通訊技術(shù)相結(jié)合設(shè)計完成。主人能遠距離、近距離控制，即主人不分時間、地點、距離、場所、環(huán)境控制。
【專利說明】基于手機、語音、短信控制的智能電子鎖系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種智能電子鎖，具體來講是一種基于手機、語音、短信控制的智能電子鎖，是機電一體化成果，采用現(xiàn)代的通訊技術(shù)相結(jié)合設(shè)計完成。主人能遠距離、近距離控制，即主人不分時間、地點、距離、場所、環(huán)境控制。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，所有智能電子鎖，都離不開智能卡，使用者必須有卡才能開鎖，于是出現(xiàn)以下問題:一是智能卡每時每刻都放在比較保險的地方，目的防止丟失，因此，時刻都比較小心提防；二是開鎖的方式單一，一旦失效，門無法打開；三是智能鎖的鑰匙，利用某些技術(shù)可以被非法復(fù)制。以上弊端給自己和他人造成工作上很多麻煩。為了克服這種設(shè)計上的不足，我們基于可靠性、安全性、保密性出發(fā)，設(shè)計出基于手機、語音、短信控制的智能電子鎖作為家庭門禁系統(tǒng)的一部分。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于在此提供一種基于手機、語音、短信控制的智能電子鎖系統(tǒng)；該新型智能電子鎖保密程度高、安全可靠，適合所有對安全、保密有所要求的場所使用。是機電一體化成果，采用現(xiàn)代的通訊技術(shù)相結(jié)合設(shè)計完成。主人能遠距離、近距離控制，即主人不分時間、地點、距離、場所、環(huán)境控制。
[0004]本實用新型是這樣實現(xiàn)的，構(gòu)造一種基于手機、語音、短信控制的智能電子鎖系統(tǒng)，其特征在于:其組成部分包括GSM接收系統(tǒng)、語音識別系統(tǒng)、備用鍵盤密碼系統(tǒng)；GSM接收系統(tǒng)用于與移動手機通信，同時，GSM接收系統(tǒng)與語音識別系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，語音識別系統(tǒng)以及備用鍵盤密碼系統(tǒng)與電子鎖終端連接并控制電子鎖終端。
[0005]根據(jù)本實用新型所述基于手機、語音、短信控制的智能電子鎖系統(tǒng)，其特征在于:GSM接收系統(tǒng)由STC89C52單片機、GTM900-C通信模塊、功放系統(tǒng)控制電路組成。
[0006]根據(jù)本實用新型所述基于手機、語音、短信控制的智能電子鎖系統(tǒng)，其特征在于:功放系統(tǒng)控制電路由電阻R2、電阻R4、三極管Q1、繼電器K1、電容C3、二極管Dl構(gòu)成。單片機P2.4腳輸出低電平時，Ql飽和導(dǎo)通，其集電極與發(fā)射極電位幾乎相等，5V電壓加到繼電器線包上，繼電器Kl的I腳與3腳導(dǎo)通，接至功放USB供電。
[0007]根據(jù)本實用新型所述基于手機、語音、短信控制的智能電子鎖系統(tǒng)，其特征在于:語音識別系統(tǒng)包括凌陽SPCE061A (16位單片機)及MIC采集電路。
[0008]根據(jù)本實用新型所述基于手機、語音、短信控制的智能電子鎖系統(tǒng)，其特征在于:備用鍵盤密碼系統(tǒng)由STC89C52單片機、帶字庫12864液晶屏、4X4矩陣鍵盤密碼鎖構(gòu)成。
[0009]本實用新型所述的智能電子鎖系統(tǒng)；(I)主人利用人們普遍使用的手機語音開鎖。即利用GSM遠程通信技術(shù)與識別固定人語音技術(shù)兩者結(jié)合。GSM具有防盜能力佳、穩(wěn)定性強、不易受干擾、耗電量低等優(yōu)點。特別是它的頻譜效率，采用高效調(diào)制器、信道編碼、交織、均衡和語音編碼等技術(shù)，使系統(tǒng)具有高頻譜效率，因此在遠程傳輸?shù)囊糍|(zhì)清晰，能很好的被語音識別系統(tǒng)識別。
[0010]主人手機可以在任何位置、不分場所、時間、地點、環(huán)境、距離等。呼叫某一特定號碼，在智能電子鎖中的接收系統(tǒng)接收到主人手機發(fā)出信號以后，微控制器根據(jù)設(shè)置對說話人進行識別語音波形，從中反映說話人生理和行為特征，并提取特定人參數(shù)自動識別呼叫人身份。對語音密碼確認后是否為有效語音控制命令，從而決定是否開鎖。如果有效成功解碼后，輸出控制信號到開關(guān)電路和電機驅(qū)動電路完成解鎖，在解鎖后延時程序自動啟動，在主人沒有意愿開門或及時開門時，驅(qū)動電路自動完成關(guān)鎖的功能。
[0011](2)手機短信密令密碼控制。手機短信密令具有:通訊成本低、不受通訊線路以及地區(qū)的限制、保密性好、可靠性高、抗干擾能力強，靈活方便等特點。手機編輯短信發(fā)送密令(密令字數(shù)范圍在4-16位英文字母之內(nèi))至GTM900-C卡槽內(nèi)的SM卡號與STC89系類單片機控制智能鎖開關(guān)狀態(tài)；任意手機編輯短信發(fā)送密令(密令字數(shù)范圍在4-16位英文字母之內(nèi))至GTM900-C卡槽內(nèi)的SIM卡號與STC89系類單片機控制智能電子鎖開關(guān)狀態(tài)。
[0012](3)鍵盤密碼控制智能電子鎖是備用方案。用戶的聲音因感冒、聲帶發(fā)生改變、聲音將不被系統(tǒng)識別，或是因停電、手機丟失等問題。即可采用備用的方案控制智能鎖。
[0013]本實用新型為基于手機、語音、短信控制的智能電子鎖，其組成部分有:GSM接收系統(tǒng)、語音識別系統(tǒng)、備用鍵盤密碼系統(tǒng)、終端四部分。
[0014]本實用新型智能電子鎖采用的生物技術(shù)-固定人語音識別技術(shù)，主要采用芯片是凌陽SPCE061A (16位單片機)芯片，凌陽的SPCE061A是16位單片機，具有DSP功能，有很強的信息處理能力，I/O可輸入輸出，最高時鐘頻率可達到49MHz，具備運算速度高的優(yōu)勢等等，這些都無疑為開發(fā)識別固定人遠近語音技術(shù)奠定了條件。
[0015]其中GSM系統(tǒng)主要構(gòu)成由:STC89C52單片機、GTM900-C通信模塊、功放控制系統(tǒng)組成。
[0016]該系統(tǒng)的主要功能是利用STC89C52單片機按鍵S2，將GTM900-C通信模塊中的SIM卡號直接撥至用戶人手機號碼并(不分品牌與型號，可以通話即可)建立實時通話，用戶可將自己的固定語音傳輸給GTM900-C通信模塊的音頻輸出接口(至功放系統(tǒng))，凌陽61單片機的MIC咪頭此時采集語音信息進入裝載語音控制命令階段，之后在識別階段用戶便可用通過自己的語音控制智能鎖的開關(guān)狀態(tài)，開鎖成功，凌陽61單片機將通過喇叭發(fā)出語音告知主人智能鎖的工作狀態(tài)。在功放系統(tǒng)中，如果沒有進行通話，STC89C52單片機通過1口 P2.4 (圖5)發(fā)出指令控制功放的電源使其不工作，如果通話則發(fā)出指令打開功放電源使其工作，功放控制系統(tǒng)的目的在于降低整個系統(tǒng)的部分功耗。
[0017]控制功放器件型號Kl(繼電器)為JQC-3FU2，12VC，15A，125VC。其中本實用新型智能鎖使用的為功放為1W，按12V電壓供電計算，額定電流80mA，其中Ql為NPN8050三極管該管的電流放大倍數(shù)為300倍，故基極的電流輸入約為0.27mA, STC89C52單片機的I/O端口的輸出電壓為5V，按8050三極管的導(dǎo)通壓降為0.7V計算，我們設(shè)定的基極電阻為5.1K。由于SCT單片機在上電的時候DDRX和PORX的值均被初始化為“O”也就是低電平，此時的I/O引腳呈高阻的狀態(tài)，因此電阻R3是確保三極管的集電極電位在上電的時候電平為“0”，此時三極管的工作狀態(tài)為截止狀態(tài)，這樣就確保了電路不會其他原因出現(xiàn)誤操作。
[0018]在功放系統(tǒng)工作時Ql的集電極的負載繼電器吸合線圈在三極管的截止區(qū)時會產(chǎn)生一個很高的反峰電壓，在繼電器Kl吸合線圈的兩端并接一個二極管D1，其用途是釋放反峰電壓，保護三極管和I/o 口不會被反峰電壓擊穿，提高了智能鎖的可靠性。
[0019]其中該電路Ul為STC89C52單片機，Yl為12MHZ晶振，Cl，C2為30PF瓷片電容，C4、S1、R6為按鍵復(fù)位電路，R2、R4、Ql、K1、C3、Dl為功放系統(tǒng)控制電路，其中，如果有人按下通話按鍵S2，單片機數(shù)據(jù)指令將發(fā)給GTM900-C通信模塊，GGTM900-C通信模塊再通過天線與手機建立通信，而相應(yīng)的此時P2.4發(fā)出控制信號，使功放系統(tǒng)工作，建立實時通話。反之如沒有人按下通話按鍵則P2.4不輸出電平，功放系統(tǒng)不工作，保證系統(tǒng)的低功耗。
[0020]GTM900-C通信模塊結(jié)合用戶手機短信密令控制智能電子鎖。該功能是采用AT指令符號以ASCII編碼的形式傳輸，在程序設(shè)計時將GSM模塊的短信工作模式設(shè)置為TEXT(只發(fā)數(shù)字和英文，本產(chǎn)品采用英文短信密令)，手機編輯短信密令發(fā)至GTM900-C通信模塊中的SIM卡號后，如果成功識別之后，將數(shù)據(jù)全部反發(fā)送，并且最后發(fā)送一個回車符合換行符的ASCII編碼，即ODH和0ΑΗ，最后才執(zhí)行該指令。而GTM900-C通信模塊向SCT89C52傳送識別的短消息的內(nèi)容時，是將TEXT的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十六進制，從而又回到了 ASCII碼，再根據(jù)ASCII的包含信息使單片機執(zhí)行相應(yīng)的外圍設(shè)備，即智能電子鎖的開關(guān)狀態(tài)。
[0021]該系統(tǒng)為備用鍵盤密碼鎖，方案是在備用方案時。用戶的聲音因感冒、聲帶發(fā)生改變、語音將不被系統(tǒng)識別，或是因停電導(dǎo)致系統(tǒng)不工作等而進不了門時。即可采用備用的方案進行開鎖。該電路同樣用STC89C52單片機、帶字庫12864液晶屏，4X4矩陣鍵盤密碼鎖構(gòu)成。在系統(tǒng)工作時，12864液晶顯示屏顯示輸入密碼，當輸入的密碼與程序設(shè)定好的初始密碼(密碼進入系統(tǒng)之后可改)一致時單片機將控制Pl.0與Pl.1 口使電機轉(zhuǎn)動開門，否則，液晶屏將提示輸入密碼錯誤，三次輸入錯誤則系統(tǒng)自鎖。
[0022]下面對本實用新型智能鎖進行詳細的原理說明:
[0023]1.固定人語音識別技術(shù)的概述:說話人辨識是指在通過對說話人的語音信號或者是語音系數(shù)進行分析處理，提取相應(yīng)的說話人的語音特征或建立相應(yīng)的存儲模型，在識別時，通過與外部采集到的語音特征與存儲模型進行比較，再確認說話人的身份。在語音識別中最常用的特征參數(shù)是聲道的LPCC(linear predict1n cepstrum coefficient)和基于聽覺特性的MFCC(mel frequency cepstral coefficients)參數(shù)。這兩種參數(shù)的提取都必須經(jīng)過預(yù)處理、斷點檢測得到有效語音段的起始點和結(jié)束點的幀數(shù)。在本新型智能鎖用到的是LPCC提取特征參數(shù)，雖然實際比較中，采用MFCC參數(shù)比采用LPCC參數(shù)有更好的識別效果。但SPCE061A平臺上做實時處理時，與LPCC系統(tǒng)相比時，MFCC系數(shù)計算有兩個缺點:一是計算時間長；二是精度難以保證。由于本系統(tǒng)采用了基于語音周期和線性預(yù)測倒譜系數(shù)(LPCC)作為說話人識別的特征參數(shù)?？珊芎玫囊ＷC系統(tǒng)識別的實時性，犧牲參數(shù)精度。而LPCC參數(shù)的計算有遞推公式，速度和精度都可以保證，識別效果時也滿足設(shè)計要求。
[0024]在本系統(tǒng)中識別固定人語音技術(shù)是整個核心技術(shù)，所以對語音特征參數(shù)進行優(yōu)化處理對整個設(shè)計來說是十分重要的。語音識別處理設(shè)計方案見圖3。本使用新型，在系統(tǒng)訓(xùn)練階段采取的語音提示是用PC自帶錄音機錄制其語音信息為:8kHZ，16位，單聲道，16KB/秒，并將錄制好的.wav語音文件，添加到北陽壓縮軟件CmpTool將語音文件壓縮成SACM-S480可編譯文件，最后添加到unSP IDE編譯環(huán)境之中，作為對MIC (咪頭)采集到的語音特征參數(shù)進行分類并跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的識別語音處理程序中。
[0025]其中在語音識別系統(tǒng)程序中，本使用新型通過對三條語音控制命令演示遠近固定人語音識別，其中第一條語音為提示音。另外三條輸入觸發(fā)名稱為默認命令，當在語音識別系統(tǒng)復(fù)位時即裝載語音控制命令成功完畢之后，系統(tǒng)自動切換到開始辨識用戶固定人的語音模式，當MIC (咪頭)采集到相應(yīng)的語音特征信息并成功匹配時，控制開鎖的狀態(tài)。
[0026]本實用新型的優(yōu)點在于:本實用新型采用生物識別技術(shù)、系統(tǒng)具有記憶不遺失功能。使用壽命長、鎖的互開率為零、不易發(fā)生易開、易撬等問題。相對于其他生物識特征別技術(shù)如虹膜、指紋、手掌和人臉識別研制的智能鎖而言具有造價較低，使用方便靈活等特點。與市面上常見的電子鎖如IC卡式、把手式鎖、密碼鎖、機械式智能鎖相比，本智能鎖有巧妙的將開鎖方式設(shè)置為手機、語音、短信、鍵盤控制，避免了開鎖的“可視化”，解決了市面上的一些智能鎖鑰匙“可視化”帶來的安全性、可靠性與穩(wěn)定性差、容易被破解、假冒、盜用的突出問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是基于手機、語音、短信控制的智能電子鎖設(shè)計原理框圖
[0028]圖2a_2b是SPCE061A單片機及MIC采集電路
[0029]圖3是語音特征識別處理原理框圖
[0030]圖4是GSM控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
[0031]圖5是STC89C52單片機電路圖與功放控制系統(tǒng)電路圖
[0032]圖6是鍵盤密碼控制系統(tǒng)電路圖
[0033]其中:1、GSM接收系統(tǒng)；2、語音識別系統(tǒng)；3、備用鍵盤密碼系統(tǒng)；4、電子鎖終端；
[0034]11、STC89C52單片機；12、GTM900_C通信模塊；13、功放系統(tǒng)控制電路；
[0035]21、凌陽SPCE061A 16位單片機；22、MIC采集電路；31、STC89C52單片機；32、帶字庫12864液晶屏；33、4X4矩陣鍵盤密碼鎖。

【具體實施方式】
[0036]下面將結(jié)合附圖1-6對本實用新型進行詳細說明，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0037]如圖1所示:本實用新型為一種基于手機、語音、短信控制的智能電子鎖，其組成部分有GSM接收系統(tǒng)1、語音識別系統(tǒng)2、備用鍵盤密碼系統(tǒng)3、終端4四部分。
[0038]本實用新型產(chǎn)品共有兩種模式:
[0039]一是，正常工作模式下可進行遠、近距離識別人的語音特征、短信秘令進行開鎖。二是，備用工作模式，當用戶的語音發(fā)生一些意想不到的事:如變聲期，感冒等特殊情況不被語音識別系統(tǒng)識別以及停電的情況。顯然這個時候可通過按鍵密碼鎖來控制智能鎖。
[0040]如圖2所示:本實用新型智能電子鎖采用的生物技術(shù)一一固定人語音識別技術(shù)，主要采用芯片是凌陽SPCE061A (16位單片機)芯片，凌陽的SPCE061A是16位單片機，具有DSP功能，有很強的信息處理能力，I/O可輸入輸出，最高時鐘頻率可達到49MHz，具備運算速度高的優(yōu)勢等等，這些都無疑為開發(fā)識別固定人遠近語音技術(shù)奠定了條件。
[0041]圖3所示:本實用新型在設(shè)計程序時，采用C語言和與底層匯編語言進行混合編程，在識別固定人語音處理方面采用端點檢測來提取特征參數(shù)，編程和語音處理兩者結(jié)合實現(xiàn)固定人語音識別技術(shù)，具體實施分為兩個步驟。
[0042]第一步，裝載語音控制命令階段，MIC (咪頭)對裝載控制語音命令時采集到的遠近語音樣本送入SPEC061單片機進行端點分析和去噪處理，得到有效語音段的起始端點和末尾端點的特征幀數(shù)，并建立遠近的語音特征參數(shù)存入一個語音特征模型庫中待識別時自動提取。
[0043]第二步，語音控制命令識別階段。在裝載語音控制命令結(jié)束之后，系統(tǒng)開始啟動識別程序，MIC (咪頭)對采集到遠近控制語音樣本同樣進行預(yù)處理分析和去噪處理，提取出遠近語音的特征參數(shù)。并將MIC (咪頭)采集到語音特征參數(shù)與裝載語音時語音特征模型庫進行特征參數(shù)提取比較，如果二者的語音特征信息達到了一定的匹配度，則MIC采集到的固定人語音參數(shù)成功被識別，并通過凌陽單片機的10B14、10B15 口輸出信號控制直流電機正反轉(zhuǎn)動，從而來控制智能鎖的開關(guān)狀態(tài)，之后利用凌陽單片機21引腳外接揚聲器發(fā)出語音將智能鎖的開關(guān)狀態(tài)信息告知用戶手機。
[0044]圖4所示:其中GSM系統(tǒng)主要構(gòu)成由:STC89C52單片機、GTM900-C通信模塊、功放控制系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)的主要功能是利用STC89C52單片機按鍵S2，將GTM900-C通信模塊中的SIM卡號直接撥至用戶人手機號碼并(不分品牌與型號，可以通話即可)建立實時通話，用戶可將自己的固定語音傳輸給GTM900-C通信模塊的音頻輸出接口(至功放系統(tǒng))，凌陽61單片機的MIC咪頭此時采集語音信息進入裝載語音控制命令階段，之后在識別階段用戶便可用通過自己的語音控制智能鎖的開關(guān)狀態(tài)，開鎖成功，凌陽61單片機將通過喇叭發(fā)出語音告知主人智能鎖的工作狀態(tài)。在功放系統(tǒng)中，如果沒有進行通話，STC89C52單片機通過1 口 P2.4 (圖5)發(fā)出指令控制功放的電源使其不工作，如果通話則發(fā)出指令打開功放電源使其工作，功放控制系統(tǒng)的目的在于降低整個系統(tǒng)的部分功耗。
[0045]圖5所示:控制功放器件型號1(1為凡(:-3?似(繼電器)，12￥(:，154，125￥(:。其中本實用新型智能鎖使用的為功放為1W，按12V電壓供電計算，額定電流80mA，其中Ql為NPN8050三極管該管的電流放大倍數(shù)為300倍，故基極的電流輸入約為0.27mA, STC89C52單片機的I/O端口的輸出電壓為5V，按8050三極管的導(dǎo)通壓降為0.7V計算，我們設(shè)定的基極電阻為
5.1K。由于SCT單片機在上電的時候DDRX和PORX的值均被初始化為“O”也就是低電平，此時的I/O引腳呈高阻的狀態(tài)，因此電阻R3是確保三極管的集電極電位在上電的時候電平為“0”，此時三極管的工作狀態(tài)為截止狀態(tài)，這樣就確保了電路不會其他原因出現(xiàn)誤操作。
[0046]在功放系統(tǒng)工作時Ql的集電極的負載繼電器吸合線圈在三極管的截止區(qū)時會產(chǎn)生一個很高的反峰電壓，在吸合線圈的兩端并接一個二極管D1，其用途是釋放反峰電壓，保護三極管和I/O 口不會被反峰電壓擊穿，提高了智能鎖的可靠性。
[0047]其中該電路Ul為STC89C52單片機，Yl為12MHZ晶振，Cl，C2為30PF瓷片電容，C4、S1、R6為按鍵復(fù)位電路，R2、R4、Ql、K1、C3、Dl為功放系統(tǒng)控制電路，其中，如果有人按下通話按鍵S2，單片機數(shù)據(jù)指令將發(fā)給GTM900-C通信模塊，GGTM900-C通信模塊再通過天線與手機建立通信，而相應(yīng)的此時P2.4發(fā)出控制信號，使功放系統(tǒng)工作，建立實時通話。反之如沒有人按下通話按鍵則P2.4不輸出電平，功放系統(tǒng)不工作，保證系統(tǒng)的低功耗。
[0048]圖5所示電路還有一個功能:GTM900_C通信模塊結(jié)合用戶手機短信密令控制智能電子鎖。該功能是采用AT指令符號以ASCII編碼的形式傳輸，在程序設(shè)計時將GSM模塊的短信工作模式設(shè)置為TEXT (只發(fā)數(shù)字和英文，本產(chǎn)品采用英文短信密令)，手機編輯短信密令發(fā)至GTM900-C通信模塊中的SM卡號后，如果成功識別之后，將數(shù)據(jù)全部反發(fā)送，并且最后發(fā)送一個回車符合換行符的ASCII編碼，即ODH和0ΑΗ，最后才執(zhí)行該指令。而GTM900-C通信模塊向SCT89C52傳送識別的短消息的內(nèi)容時，是將TEXT的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十六進制，從而又回到了 ASCII碼，再根據(jù)ASCII的包含信息使單片機執(zhí)行相應(yīng)的外圍設(shè)備，即智能電子鎖的開關(guān)狀態(tài)。
[0049]圖6所不:該系統(tǒng)為備用鍵盤密碼鎖,方案是在備用方案時。用戶的聲音因感冒、聲帶發(fā)生改變、語音將不被系統(tǒng)識別，或是因停電導(dǎo)致系統(tǒng)不工作等而進不了門時。即可采用備用的方案進行開鎖。該電路同樣用STC89C52單片機、帶字庫12864液晶屏，4X4矩陣鍵盤密碼鎖構(gòu)成。在系統(tǒng)工作時，12864液晶顯示屏顯示輸入密碼，當輸入的密碼與程序設(shè)定好的初始密碼(密碼進入系統(tǒng)之后可改)一致時單片機將控制Pl.0與Pl.1 口使電機轉(zhuǎn)動開門，否則，液晶屏將提示輸入密碼錯誤，三次輸入錯誤則系統(tǒng)自鎖。
[0050]下面對本實用新型智能鎖進行詳細的原理說明:
[0051]1.固定人語音識別技術(shù)的概述:說話人辨識是指在通過對說話人的語音信號或者是語音系數(shù)進行分析處理，提取相應(yīng)的說話人的語音特征或建立相應(yīng)的存儲模型，在識別時，通過與外部采集到的語音特征與存儲模型進行比較，再確認說話人的身份。在語音識別中最常用的特征參數(shù)是聲道的LPCC(linear predict1n cepstrum coefficient)和基于聽覺特性的MFCC(mel frequency cepstral coefficients)參數(shù)。這兩種參數(shù)的提取都必須經(jīng)過預(yù)處理、斷點檢測得到有效語音段的起始點和結(jié)束點的幀數(shù)。在本實新型智能鎖用到的是LPCC提取特征參數(shù)，雖然實際比較中，采用MFCC參數(shù)比采用LPCC參數(shù)有更好的識別效果。但SPCE061A平臺上做實時處理時，與LPCC系統(tǒng)相比時，MFCC系數(shù)計算有兩個缺點:一是計算時間長；二是精度難以保證。由于本系統(tǒng)采用了基于語音周期和線性預(yù)測倒譜系數(shù)(LPCC)作為說話人識別的特征參數(shù)。可很好的要保證系統(tǒng)識別的實時性，犧牲參數(shù)精度。而LPCC參數(shù)的計算有遞推公式，速度和精度都可以保證，識別效果時也滿足設(shè)計要求。
[0052]在本系統(tǒng)中識別固定人語音技術(shù)是整個核心技術(shù)，所以對語音特征參數(shù)進行優(yōu)化處理對整個設(shè)計來說是十分重要的。語音識別處理設(shè)計方案見圖3。本使用新型，在系統(tǒng)訓(xùn)練階段采取的語音提示是用PC自帶錄音機錄制其語音信息為:8kHZ，16位，單聲道，16KB/秒，并將錄制好的.wav語音文件，添加到北陽壓縮軟件CmpTool將語音文件壓縮成SACM-S480可編譯文件，最后添加到unSP IDE編譯環(huán)境之中，作為對MIC (咪頭)采集到的語音特征參數(shù)進行分類并跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的識別語音處理中。
[0053]其中在語音識別系統(tǒng)中，本實用新型通過對三條語音控制命令演示遠近固定人語音識別，其中第一條語音為提示音。另外三條輸入觸發(fā)名稱為默認命令，當在語音識別系統(tǒng)復(fù)位時即裝載語音控制命令成功完畢之后，系統(tǒng)自動切換到開始辨識用戶固定人的語音模式，當MIC (咪頭)采集到相應(yīng)的語音特征信息并成功匹配時，控制開鎖的狀態(tài)。
[0054]具體實施方案如下:
[0055]
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[0056]在整個語音識別系統(tǒng)中，在裝載控制命令語音特征參數(shù)提取與語音特征采集進行匹配時，特別需要注意的是外部的干擾雜音，雖然在MIC采集之后經(jīng)過單片機數(shù)字濾波，但環(huán)境噪音太大時系統(tǒng)同時也將采集到的外部雜音特征參數(shù)也參與特征模型存儲，在識別的時系統(tǒng)將無法識別，因此在訓(xùn)練時，可在一個相對安靜的環(huán)境進行錄制，確保得到的控制命令特征參數(shù)的最優(yōu)化。
[0057]2.在選用GSM系統(tǒng)時，必須保證GSM系統(tǒng)具有防盜能力佳、穩(wěn)定性強，語音編碼優(yōu)、通話音質(zhì)清楚等優(yōu)點，在外界干擾情況下抑制信號干擾能力強等關(guān)鍵問題。
[0058]針對以上的問題，本實用新型智能鎖采用了華為公司的GTM900-C通信模塊。
[0059]華為GTM900C是一款雙頻900/1800MHZ高度集成的GSM/GPRS模塊，是GTM900B的升級模塊。內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議模塊，使用簡單，易于集成，GTM900C軟件、硬件兼容GTM900B、TC351、MC39i，使用TC35i或MC39i的用戶不用作任何更改就可以使用，降低成本，大大的縮短了開發(fā)時間，該產(chǎn)品的主要指標:
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[0061]下面就本實用新型涉及到的華為GT900-C相關(guān)功能進行詳細的說明:
[0062]本實用新型使用到華為GTM900-C通信模塊主要有兩個方案，方案一，由手機(不分品牌與型號，可通話即可)、GTM900-C通信模塊、SPCE61A單片機等組成通過遠程識別固定人電話語音控制智能鎖開關(guān)狀態(tài)。方案二，由手機(不分品牌與型號，可通話即可)，GTM900-C通信模塊、STC89C52單片機等組成通過短信密令識別控制智能鎖開關(guān)狀態(tài)。電路設(shè)計如圖5所示。
[0063]方案一:遠程識別固定人語音控制智能鎖。
[0064]實施例過程:方案一，分兩步實施。
[0065]第一，遠程固定人語音采集。當用戶按下智能鎖按鍵即圖5中的S2，該按鍵是GTM900-C通信模塊卡槽中的SM卡撥號鍵，并直接撥到用戶手機，此時單片機STC89C52控制1 口 P2.4發(fā)出指令打開功放。
[0066]第二，當用戶接到GTM900-C通信模塊的電話，選擇接聽之后，SPCE61A單片機將觸發(fā)名稱中的第一條“主人請輸入第一條控制命令”語音通過揚聲器(凌陽單片機第21腳，外接揚聲器)傳輸給功放(功放的音頻線直接連至GTM900-C通信模塊音頻接口)，最后GTM900-C通信模塊傳給用戶手機，此時用戶便可根據(jù)凌陽SPCE61A的提示音來設(shè)置自己的開門語音如“將門打開”等，并通過GTM900-C通信模塊傳輸給功放，SPCE061單片機的MIC進行遠程控制命令語音特征參數(shù)采集，采集完畢之后，當SPEC061A單片機輸出第二條觸發(fā)名稱時，用戶采用同樣的方法可設(shè)置第二條觸發(fā)名稱的固定人關(guān)門語音。兩條遠程固定人語音采集完畢之后，用戶便可通過手機，固定電話等不受時間距離限制等因素進行遠程固定人語音控制智能鎖。
[0067]方案二:手機短信密令控制智能鎖。
[0068]實施例過程:從華為GTM900-C通信模塊的功能可了解到，該通信模塊有:“GSM
03.40短信業(yè)務(wù)”，本使用新型即采用GTM900-C通信模塊的短信功能，通過用戶手機編輯短信密令控制智能鎖的開關(guān)狀態(tài)。
[0069]因短信密令本身具有不受通訊線路以及地區(qū)的限制、保密性好、可靠性高、抗干擾能力強，靈活方便等特點，用戶在使用過程中只需編輯短信內(nèi)容XXXX (此“xxxx”是一個假設(shè)密令，在文章中起演示作用，非實際應(yīng)用密令。本使用新型智能鎖可為設(shè)定4一 16位以內(nèi)的短信密碼)發(fā)送至GTM900-C通信模塊卡槽中SM卡號，單片機STC89C52識別到GTM900-C通信模塊的密令與程序設(shè)置好的短信密令一致時則識別短信密令成功，單片機控制I/O 口Pl.0, Pl.1控制智能鎖開關(guān)狀態(tài)。
[0070]3.備用方案:鍵盤密碼控制智能鎖
[0071]電路如圖6所示，該電路的電源是與圖1的“正常工作模式”使用的電源隔離開來的，并且該電路采用備用電源，這樣的好處是:用戶的聲音因感冒、聲帶發(fā)生改變、語音將不被語音識別系統(tǒng)識別，當用戶手機丟失或是因停電導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作控制不了智能鎖時。即可通過打開備用電源開關(guān)，通過IXD12864液晶顯示屏的界面提示，輸入用戶自己設(shè)定好的密碼，進行開鎖。在開門之后，LCD12864液晶顯示屏?xí)崾居脩羰欠裰匦略O(shè)置密碼，當用戶需要修改當前密碼，只需通過“改密”按鍵進行修改。如果不需要30s之后系統(tǒng)自動跳轉(zhuǎn)到IXD12864初始界面。
[0072]其中鍵盤標號“NC”按下無任何效果。
[0073]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于手機、語音、短信控制的智能電子鎖系統(tǒng)，其特征在于:其組成部分包括GSM接收系統(tǒng)(I )、語音識別系統(tǒng)(2)、備用鍵盤密碼系統(tǒng)(3) ;GSM接收系統(tǒng)(I)用于與移動手機通信，同時，GSM接收系統(tǒng)(I)與語音識別系統(tǒng)(2)實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，語音識別系統(tǒng)(2)以及備用鍵盤密碼系統(tǒng)(3)與電子鎖終端(4)連接并控制電子鎖終端(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于手機、語音、短信控制的智能電子鎖系統(tǒng)，其特征在于:GSM接收系統(tǒng)由STC89C52單片機(11)、GTM900_C通信模塊(12 )、功放系統(tǒng)控制電路(13 )組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于手機、語音、短信控制的智能電子鎖系統(tǒng)，其特征在于:功放系統(tǒng)控制電路(13)由電阻R2、電阻R4、三極管Q1、繼電器K1、電容C3以及二極管Dl構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于手機、語音、短信控制的智能電子鎖系統(tǒng)，其特征在于:語音識別系統(tǒng)(2)包括凌陽SPCE061A (21)及MIC采集電路(22)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于手機、語音、短信控制的智能電子鎖系統(tǒng)，其特征在于:備用鍵盤密碼系統(tǒng)(3)由STC89C52單片機(31)、帶字庫12864液晶屏(32)、4X4矩陣鍵盤密碼鎖(33)構(gòu)成。
【文檔編號】G10L15/26GK203930982SQ201420322194
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】吳志毅, 徐秀會, 蒲曉軍 申請人:吳志毅, 徐秀會, 蒲曉軍, 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院