一种基于DTMF的智能单车锁的制作方法

本发明属于电子智能锁技术领域，具体的说是涉及一种基于dtmf的智能单车锁。

背景技术：

共享单车是指企业与政府合作，在校园、地铁站点、公交站点、居民区、商业区、公共服务区等提供自行车单车共享服务，是共享经济的一种新形态。在街头，仿佛一夜之间，共享单车已经到了泛滥的地步，各大城市路边排满各种颜色的共享单车。共享单车已经越来越多地引起人们的注意，由于其符合低碳出行理念，目前共享单车由于单车车锁的发展，已经可以随意的脱离单车的停车桩，能在街道两边停放，真正做到了随用随取。目前现有技术中市场上共享单车的车锁千篇一律都是扫码开锁，扫码开锁这种方式存在很多问题：1、一旦二维码遭到涂抹，单车即无法使用，破坏的方式太过简单，对于公共资源是一种浪费；2、在光线不好的环境下手机扫码难度增加。

技术实现要素：

本发明为了克服现有技术存在的不足，提供一种抗干扰能力强、可靠性好的基于dtmf的智能单车锁。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于dtmf的智能单车锁，其系统结构主要包括智能手机app和智能车锁；智能手机app使用到手机的输出部分，智能车锁包括dtmf信号采集器、射频数据传输组件、gnss定位系统、单车车锁机械部分和核心控制系统；核心控制系统分别与dtmf信号采集器、射频数据传输组件、gnss定位系统和单车车锁机械部分通讯连接。

智能手机app提供共享使用平台，并通过模拟铃音将一段20位的dtmf信号编组并传输出来；dtmf的信号组成为：1-2位起始位；2-12位客户编号；13-18位预留空白位；18-20位为验证位。

dtmf信号采集器接收智能设备发出的dtmf数据，将音频信号转化为数字信号。核心控制系统起到数据处理和控制作用，包括处理dtmf信号、处理gnss定位以及射频数据整理和控制单车车锁机械部分。gnss定位系统提供定位信息，单车车锁机械部分的功能是锁车。

dtmf（dualtonemultifrequency）双音多频，由高频群和低频群组成，高低频群各包含4个频率，一个高频信号和一个低频信号叠加组成一个组合信号，代表一个数字，对应表如下：

dtmf信号有16个编码，信号包含两组音频信号，解码器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。由于芯片处理的是数字信号，所以必须把输入信号数字化，再用dsp芯片处理。频率检测时，检测出dtmf信号的基波及二次谐波，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，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。

dtmf是由低频组（fb）和高频组（fa）两组频率信号构成，每个数字信号由低频组和高频组的任意一个叠加而成。根据ccitt的建议，dtmf的编译码定义可用下式表示：

f(t)=a_{a}sin(2f_{a}t)+a_{b}sin(2f_{b}t)；

式中两项分别表示低、高音频的值，ab和aa分别表示低音群和高音群的样值量化基线，而且两者幅值比为k=ab/aa(0.7<k<0.9)。同时规定，对应于dtmf编译码中的标称频率在发送时，dtmf信号的频率偏差不应当超过1.5%，每位数字的信号极限时长应该大于40ms，而接收设备对2%的偏差应能可靠地接收，对30ms～40ms时长的信号可以正常地接收。

本发明的有益效果是：本发明属于一种带dtmf传感器、核心控制、无线部分以及单车锁机械部分的电子智能锁。本发明中的dtmf信号与单音编码不同，dtmf信号是采用8中取2的方式，从高低两个音组中各取一个音频复合而成来代表0～9十个号码和其他功能码，再加上这8个音频信号的各频率间不存在谐波关系，大大减少了虚假信号的干扰，因而dtmf信号工作可靠性特别是抗干扰能力很强。

附图说明

图1是本发明基于dtmf的智能单车锁的系统结构图；

图2是本发明基于dtmf的智能单车锁的工作流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1至图2所示，一种基于dtmf的智能单车锁，其系统结构主要包括智能手机app和智能车锁；智能手机app使用到手机的输出部分，智能车锁包括dtmf信号采集器、射频数据传输组件、gnss定位系统、单车车锁机械部分和核心控制系统；核心控制系统分别与dtmf信号采集器、射频数据传输组件、gnss定位系统和单车车锁机械部分通讯连接。

智能手机app提供共享使用平台，并通过模拟铃音将一段20位的dtmf信号编组并传输出来；dtmf的信号组成为：1-2位起始位；2-12位客户编号；13-18位预留空白位；18-20位为验证位。dtmf信号采集器接收智能设备发出的dtmf数据，将音频信号转化为数字信号。核心控制系统起到数据处理和控制作用，包括处理dtmf信号、处理gnss定位以及射频数据整理和控制单车车锁机械部分。gnss定位系统提供定位信息，单车车锁机械部分的功能是锁车。

本发明基于dtmf的智能单车锁的开锁使用流程为：

1、使用者点击智能单车锁上的接收按钮，智能单车锁上的dtmf信号采集器开始接收dtmf信号；

2、使用者打开手机app软件并请求使用车辆，手机app软件自动将使用者的信息换成一段20位的模拟音频dtmf信号，编组成一段声音信号，并发送出来；其中使用者的信息包括注册的id、使用者的位置以及当前的时间；

3、dtmf信号采集器将收集到的信号转化为字符信号发给核心控制系统；

4、核心控制系统将收到的信号和本自行车的基本信息通过gsm/3g/lte等网络发送给服务器；其中自行车的基本信息包括自行车的车架号以及位置信息，位置信息由gnss定位系统提供；

5、服务器判断用户的账户信息，并判断是否可以下发开锁指令；如果使用者符合用车条件，则服务器下发开锁指令，核心控制系统控制机械部分开锁；如果使用者不符合用车条件，则通知使用者不符合的原因，使用者使用结束。

本发明基于dtmf的智能单车锁的关闭使用流程：1、使用者手动关上智能单车锁之后，核心控制系统收到信号；2、核心控制系统将关锁的信息和车辆位置信息发送给服务器，通知使用结束；3、服务器发送通知给使用者的手机，使用者确认使用结束。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种基于DTMF的智能单车锁，其系统结构主要包括智能手机App和智能车锁；智能车锁包括DTMF信号采集器、射频数据传输组件、GNSS定位系统、单车车锁机械部分和核心控制系统；核心控制系统分别与DTMF信号采集器、射频数据传输组件、GNSS定位系统和单车车锁机械部分通讯连接。本发明是一种带 DTMF传感器的电子智能锁，本发明中的DTMF信号与单音编码不同，DTMF信号是采用8中取2的方式，从高低两个音组中各取一个音频复合而成来代表0～9十个号码和其他功能码，再加上这8个音频信号的各频率间不存在谐波关系，大大减少了虚假信号的干扰，因而DTMF信号工作可靠性特别是抗干扰能力很强。

技术研发人员：牛川
受保护的技术使用者：上海移为通信技术股份有限公司
技术研发日：2017.06.27
技术公布日：2017.10.24