CN106121376A - 用于监听锁具的开锁声音的方法以及相应锁具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于监听锁具的开锁声音的锁具，具有：锁芯；音频采集模块，其包括布置在锁芯中或锁芯附近的麦克风，所述音频采集模块被配置为采集声音信号；以及控制模块，其被配置为分析所述声音信号以将所述声音信号中强度超过开锁阈值的声音识别为开锁声音并且根据所述开锁声音输出警报信号。本发明还涉及一种用于监听锁具的开锁声音的方法。利用根据本发明的锁具或方法可以提高锁芯的安全性。

Description

用于监听锁具的开锁声音的方法以及相应锁具

技术领域

本发明总体上涉及安防领域，具体而言涉及一种用于监听锁具的开锁声音的方法以及一种相应的锁具。

背景技术

当前，锁具(如防盗锁、电子锁等等)都安装有锁芯。为了开锁，用户将钥匙插入到锁芯中，旋转钥匙，带动锁芯旋转以打开门锁。作为锁具的关键部件，锁芯的安全性直接关系到人们住所和工作场所的防盗安全性。

但是，随着开锁技术的变革和发展，锁芯变得越来越容易被技术开启，因此锁芯的安全性随时间而受到越来越大的威胁。例如，通过现在流行的“锡纸开锁法”就能在很短的时间内打开门锁。

在目前市场上，锁芯生产厂家都是通过改进锁芯的机械结构来提高安全性，例如增加锁芯弹子或者增加蛇形槽。但是这些提高安全性的措施不仅是高成本的，而且随着开锁技术的进一步发展，这些提高安全性的措施也极可能被破解。

发明内容

本发明的任务是提供一种用于监听锁具的开锁声音的方法以及一种相应锁具，利用所述方法或所述锁具可以提高锁芯的安全性，也就是说，在有人试图用技术开锁时能够发出警报信号。

在本发明的第一方面，该任务通过一种用于监听锁具的开锁声音的锁具来解决，该锁具具有：

锁芯；

音频采集模块，其包括布置在锁芯中或锁芯附近的麦克风，所述音频采集模块被配置为采集声音信号；以及

控制模块，其被配置为分析所述声音信号以将所述声音信号中强度超过开锁阈值的声音识别为开锁声音并且根据所述开锁声音输出警报信号。

利用根据本发明的锁具，至少可以实现下列优点：(1)结构简单，因为根据本发明的锁具无需对锁具的机械结构进行复杂改进就能提高锁芯的安全性；(2)可靠性高，因为盗窃行为一般都会破坏锁芯，而在这个破坏过程中必然会产生某种声音信号，因此根据本发明的监听锁芯中声音信号的锁具能够识别大多数场景中的盗窃行为；(3)扩展性好，因为在根据本发明的锁具中，可以方便地升级控制模块以识别更多指示盗窃行为的开锁声音。

在根据本发明的一个优选方案中规定，锁具还包括布置在锁芯周围的隔音材料，所述隔音材料用于隔离环境噪音。利用该优选方案，可以将锁芯与环境噪音相隔离，从而提高识别盗窃行为的准确性。

在根据本发明的一个扩展方案中规定，控制模块还被配置为在分析所述声音信号以前对所述声音信号进行滤波、放大和模/数转换。利用该扩展方案，可以提高分析声音信号的精度，从而提高识别盗窃行为的准确性。

在根据本发明的另一扩展方案中规定，还包括固定装置，所述固定装置用于将所述麦克风和所述隔音材料固定在一起。所述固定装置例如为胶水或胶带等等。利用该扩展方案，可以提高锁具的紧凑性并减小麦克风在非法开锁过程中由于摇晃被损坏的概率。

在根据本发明的一个优选方案中规定，控制模块还被配置为在开锁声音的强度超过强度阈值时输出警报信号和/或在开锁声音的强度超过阈值并且开锁声音的持续时间超过阈值时输出警报信号。利用该优选方案，可以识别声音强度过大的非法开锁、如电钻开锁、爆炸开锁等等。另外，一些特有的作案工具具有特有的声音强度和持续时间(例如15s)，因此通过同时分析开锁声音的强度和持续时间，可以较好地识别这些非法开锁行为。

在根据本发明的另一优选方案中规定，控制模块还被配置为在开锁声音的持续时间超过持续时间阈值时输出警报信号。利用该优选方案，可以识别开锁时间过长的非法开锁，如用开锁工具开锁、拆卸锁具等等。

在根据本发明的又一优选方案中规定，控制模块还被配置为根据预先存储的声音模型将开锁声音识别为非法的开锁动作并输出警报信号。预先存储的声音模型例如可以包括使用电钻、摇晃钥匙、锁枪等开锁时的特有声音模型(例如声学特征值或特征值组)，控制模块可以将声音信号的相应参数与声音模型相匹配(例如将所述参数与声音模型的声学特征值相比较)，在匹配成功时做出判断，并在判断为非法开锁的情况下输出警报信号。通过该优选方案，可以良好地覆盖各种作案工具，提高安全性，而且这些模型可以方便地更新，使得根据本发明的锁具扩展性好。

在本发明的第二方面，前述任务通过一种用于监听锁具的开锁声音的方法来解决，该方法包括下列步骤：

在锁具的锁芯中采集声音信号；

分析所述声音信号以将所述声音信号中强度超过开锁阈值的声音识别为开锁声音；以及

根据所述开锁声音输出警报信号。

利用根据本发明的方法，同样可以至少实现前述优点，即成本低、高可靠性和高扩展性。

在本发明的一个扩展方案中规定，该方法还包括：

在分析所述声音信号以前对所述声音信号进行滤波、放大和模/数转换。

利用该扩展方案，可以提高分析声音信号的精度，从而提高识别盗窃行为的准确性。

在本发明的一个优选方案中规定，该方法还包括下列步骤至少之一：

在开锁声音的强度超过强度阈值时输出警报信号；以及

在开锁声音的强度超过阈值并且开锁声音的持续时间超过阈值时输出警报信号。

利用该优选方案，可以识别声音强度过大的非法开锁、如电钻开锁、爆炸开锁等等。另外，一些特有的作案工具具有特有的声音强度和持续时间，因此通过同时分析开锁声音的强度和持续时间，可以较好地识别这些非法开锁行为。

在本发明的另一优选方案中规定，该方法还包括：

在开锁声音的持续时间超过持续时间阈值时输出警报信号。

利用该优选方案，可以识别开锁时间过长的非法开锁，如用开锁工具开锁、拆卸锁具等等。

在根据本发明的又一优选方案中规定，该方法还包括：

根据预先存储的声音模型将开锁声音识别为非法的开锁动作并输出警报信号。预先存储的声音模型例如可以包括使用电钻、摇晃钥匙、锁枪等开锁时的特有声音模型(例如声学特征值或特征值组)，控制模块可以将声音信号的相应值与声音模型相匹配，在匹配成功时做出判断，并在判断为非法开锁的情况下输出警报信号。通过该优选方案，可以良好地覆盖各种作案工具，提高安全性，而且这些模型可以方便地更新，使得根据本发明的锁具扩展性好。

附图说明

下面结合附图参考具体实施例来进一步阐述本发明。

图1示出了根据本发明的用于监听锁具的开锁声音的锁具的框图；以及

图2示出了根据本发明的用于监听锁具的开锁声音的方法的流程。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的用于监听锁具的开锁声音的锁具100的框图。

如图1所示，锁具100包括锁芯101，锁芯101既可以为常规锁芯、如根据《国家机械锁具标准》的A级锁芯，也可以为防盗锁芯、例如B级锁芯、甚至C级锁芯。锁芯101配备有钥匙孔(未示出)，以供钥匙插入钥匙孔进行开锁。

锁具100还包括音频采集模块102，音频采集模块102包括布置在锁芯101中的麦克风106。应当指出，尽管在图1中，麦克风106被示为处于锁芯101内，但是在其它实施例中也可以设想将麦克风106布置在锁芯101附近、例如紧贴锁芯101布置，或者麦克风106被布置为与锁芯101相距一定距离并且通过声音传导介质(如铜、铝、铁等声音传导良介质)与锁芯101连接。所述音频采集模块102被配置为通过麦克风106采集锁芯101内的声音信号、例如开锁声音。可选地可以在锁芯101周围布置隔音材料(例如硅胶、隔音胶)以用于隔离环境噪音。此外，可选地还可以通过固定装置、例如胶水或胶带等将麦克风106与隔音材料连接在一起，以提高锁具100的紧凑性并减小麦克风106在非法开锁过程中由于剧烈摇晃而被损坏的概率。

锁具100还包括控制模块103，控制模块103被配置为分析由音频采集模块102所采集的声音信号以将所述声音信号中强度超过开锁阈值的声音识别为开锁声音并且根据所述开锁声音输出警报信号109。音频采集模块102还可以向控制模块103发送中断信号108以通知控制模块103准备处理即将到来的声音数据。开锁阈值可以由厂家预设，也可以提供几个等级以供用户选择，由此设定不同的防盗等级。例如，在较为嘈杂的居住区，可以将该阈值设置得较高，反之可以将阈值设置得较低。

可选地，控制模块103还被配置为执行下列操作至少之一：

(1)在分析所述声音信号以前对所述声音信号进行滤波、放大和模/数转换。例如，在控制模块103中集成有滤波器、运算放大器和模/数转换器。这样做，可以提高分析声音信号的精度，从而提高识别盗窃行为的准确性；

(2)在开锁声音的强度超过强度阈值时输出警报信号109和/或在开锁声音的强度超过阈值并且开锁声音的持续时间超过阈值时输出警报信号。强度阈值可以根据常见非法开锁的声音强度来确定。这样一来，可以识别声音强度过大的非法开锁、如电钻开锁、爆炸开锁等等。另外，一些特有的作案工具具有特有的声音强度和持续时间，因此通过同时分析开锁声音的强度和持续时间，可以较好地识别这些非法开锁行为。

(3)在开锁声音的持续时间超过持续时间阈值时输出警报信号109。持续时间阈值可以根据正常的合法开锁操作持续的时间来确定，例如10s-30s。这样，可以识别开锁时间过长的非法开锁，如用开锁工具开锁、拆卸锁具等等。

(4)根据预先存储的声音模型将开锁声音识别为非法的开锁动作并输出警报信号。预先存储的声音模型例如可以包括使用电钻、摇晃钥匙、锁枪等开锁时的特有声音模型(例如声学特征值或特征值组)，控制模块可以将声音信号的相应参数与声音模型相匹配(例如将所述参数与声音模型的声学特征值相比较)，在匹配成功时做出判断，并在判断为非法开锁的情况下输出警报信号。这样一来，可以良好地覆盖各种作案工具，提高安全性，而且这些模型可以方便地更新，使得根据本发明的锁具扩展性好。

此外，控制模块103还可以具有休眠功能，其中控制模块103大部分时间休眠，并以所规定的时间间隔定期地唤醒，并打开音频检测模块102以进行声音检测。这样，可以极大地降低锁具的功率。

锁具100还包括电源管理模块105，电源管理模块105用于为锁具100的相应模块和部件提供电源。必要时，电源管理模块105可以将外部电源转换为适用于锁具100的电源。

另外，锁具100还包括报警模块104，报警模块104被配置为根据从控制模块103输出的警报信号109发出警报。警报模块104可选地还被配置为根据从控制模块109输出的警报信号109通过网络远程通知用户或者公安部门。

图2示出了根据本发明的用于监听锁具的开锁声音的方法200的流程，其中可选步骤用虚线框示出。

在步骤202，在锁具100的锁芯101中采集声音信号。根据本发明，该声音信号的采集例如使用音频采集模块102的麦克风106来进行。所采集的声音信号例如可以包括与合法开锁行为和非法(或异常)开锁行为相对应的声音。

在可选步骤204，对所采集的声音信号进行滤波、放大和模/数转换。所述滤波、放大和模/数转换例如可以分别使用滤波器、放大器和模/数转换器来进行。通过该可选步骤204，可以提高分析声音信号的精度，从而提高识别盗窃行为的准确性。

在步骤206，分析声音信号以将所述声音信号中强度超过开锁阈值的声音识别为开锁声音。该识别例如可以由控制模块103通过如下方式进行：分析声音信号以确定声音信号中的各个声音片段及其强度(例如响度)，然后将其强度(例如强度峰值或平均强度)与开锁阈值相比较，在强度超过开锁阈值时将相应声音片段识别为开锁声音。

在可选步骤208，在开锁声音的强度超过强度阈值时输出警报信号。通过该可选步骤208，可以识别声音强度过大的非法开锁、如电钻开锁、爆炸开锁等等。

在可选步骤210，在开锁声音的持续时间超过持续时间阈值时输出警报信号。通过该可选步骤210，可以识别开锁时间过长的非法开锁，如用开锁工具开锁、拆卸锁具等等。

在可选步骤212，根据预先存储的声音模型将开锁声音识别为非法的开锁动作并输出警报信号。通过可选步骤212，可以良好地覆盖各种作案工具，提高安全性。

虽然本发明的一些实施方式已经在本申请文件中予以了描述，但是对本领域技术人员显而易见的是，这些实施方式仅仅是作为示例示出的。本领域技术人员可以想到众多的变型方案、替代方案和改进方案而不超出本发明的范围。所附权利要求书旨在限定本发明的范围，并藉此涵盖这些权利要求本身及其等同变换的范围内的方法和结构。

Claims (12)

1.一种用于监听锁具的开锁声音的锁具，具有：

锁芯；

音频采集模块，其包括布置在锁芯中或锁芯附近的麦克风，所述音频采集模块被配置为采集声音信号；以及

控制模块，其被配置为分析所述声音信号以将所述声音信号中强度超过开锁阈值的声音识别为开锁声音并且根据所述开锁声音输出警报信号。

2.根据权利要求1所述的锁具，还包括布置在锁芯周围的隔音材料，所述隔音材料用于隔离环境噪音。

3.根据权利要求1所述的锁具，其中控制模块还被配置为在分析所述声音信号以前对所述声音信号进行滤波、放大和模/数转换。

4.根据权利要求1所述的锁具，还包括固定装置，所述固定装置用于将所述麦克风和所述隔音材料固定在一起。

5.根据权利要求1所述的锁具，其中控制模块还被配置为在开锁声音的强度超过强度阈值时输出警报信号和/或在开锁声音的强度超过阈值并且开锁声音的持续时间超过阈值时输出警报信号。

6.根据权利要求1所述的锁具，其中控制模块还被配置为在开锁声音的持续时间超过持续时间阈值时输出警报信号。

7.根据权利要求1所述的锁具，其中控制模块还被配置为根据预先存储的声音模型将开锁声音识别为非法的开锁动作并输出警报信号。

8.一种用于监听锁具的开锁声音的方法，包括下列步骤：

在锁具的锁芯中采集声音信号；

分析所述声音信号以将所述声音信号中强度超过开锁阈值的声音识别为开锁声音；以及

根据所述开锁声音输出警报信号。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：

在分析所述声音信号以前对所述声音信号进行滤波、放大和模/数转换。

10.根据权利要求8所述的方法，还包括下列步骤至少之一：

在开锁声音的强度超过强度阈值时输出警报信号；以及

在开锁声音的强度超过阈值并且开锁声音的持续时间超过阈值时输出警报信号。

11.根据权利要求8所述的方法，还包括：

在开锁声音的持续时间超过持续时间阈值时输出警报信号。

12.根据权利要求8所述的方法，还包括：

根据预先存储的声音模型将开锁声音识别为非法的开锁动作并输出警报信号。