本实用新型涉及电子锁技术，具体的涉及一种基于声波的电子锁，电子锁系统。
背景技术：
随着物联网技术的发展，电子锁已经广泛应用于各种门、货柜、共享单车等等领域。电子锁包括锁体、锁头和驱动装置。锁头安装在锁体上，其可以伸出或缩回，以实现电子锁的开锁和闭锁。驱动装置用于控制锁头伸出或缩回。电子锁中还预置适当的电路或软件，在满足预定条件(如密码验证通过)时，通过电路或软件控制驱动装置，实现开锁、闭锁的任务。
随着网络技术发展，电子锁可以通过网络进行控制。例如，某些共享单车上就采用了网络控制的电子锁。通讯相连的电子锁、相应的客户端及服务器构成完成的电子锁系统。
网络控制的电子锁系统的工作原理为：通过客户端(如手机)扫描获取电子锁对应的设备代码，通过客户端将客户端身份及获取的设备代码通过网络传送到预设的服务器；服务器验证该客户端的身份及设备代码后，通过网络发送(间接或直接)解锁指令到电子锁，电子锁在收到解锁指令后，执行解锁指令，完成解锁。为了实现网络通讯，完成解锁动作，电子锁上需要设置SIM(Subscriber Identification Module，用户身份识别模块)卡；设置SIM卡就需要支付月租套餐，并使用数量流量，这就导致电子锁及其系统成本整体增加。同时每个电子锁均需与服务器直接或间接通信，信号传输环节多，进而增加了信号被破解的可能，也存在数据安全隐患。
另外，还有一种电子锁，在应用过程中，需要通过匹配的客户端扫描二维码获取设备代码，通过客户端将客户端身份及获取的设备代码发生到预设的服务器；服务器验证通过后，将与该电子锁对应的密码发生至客户端；再通过人工手动输入密码从而解锁。该解锁方式，虽然锁具设备的成本降低，但输入密码的按键容易损坏，且操作过程繁琐，用户体验不佳。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本实用新型提供的一种电子锁，利用该电子锁，能够在保证操作简便的同时，降低电子锁成本。
基于提供的电子锁，本实用新型还提供一种包括上述电子锁的电子锁系统。
本实用新型提供的一种电子锁包括锁体、安装在锁体上的锁头及控制锁头伸出或缩回的驱动装置，其特征在于，还包括麦克风、音频解码模块和开锁控制模块；所述麦克风用于获取音频解锁指令，即获取以音频形式表示的解锁指令；所述音频解码模块用于按预定规则将所述麦克风获取的音频解锁指令解析并获得目标解锁密码，即可以将音频形式表示的解锁指令转化为数字形式的目标解锁密码；所述开锁控制模块用于验证目标解锁密码是否合法，并在验证目标解锁密码合法之后，控制驱动装置，即在验证目标解锁密码合法之后，通过控制驱动装置，使锁头动作，实现对电子锁的打开。利用该电子锁，不需要在电子锁上设置SIM卡，可以降低电子锁的整体成本；同时，在使用过程中，通过客户端设备传输少量数据，通过麦克风及相应的音频解码模块对初始解锁密码进行转换，获得目标解锁密码，即可完成解锁，不仅使用成本较低，不需要人工输入或其他干预，其解锁操作过程非常简便。
进一步的技术方案中，电子锁还包括与所述音频解码模块信号相连的解析成功指示灯；所述音频解码模块还用于在获得目标解锁密码之后，向所述解析成功指示灯发送解析成功指令；所述解析成功指示灯用于执行所述解析指令。这样可以在解析成功之后，提示用户，以提升用户体验。
进一步的技术方案中，电子锁还包括与所述音频解码模块信号相连的解析失败指示灯；所述音频解码模块还用于在获得目标解锁密码失败之后，向所述解析失败指示灯发送解析失败指令；所述解析失败指示灯用于执行所述解析失败指令。这样可以在解析失败之后，提示用户重新进行操作。
进一步的技术方案中，电子锁还包括与所述麦克风信号相连的音频触发模块；所述音频触发模块根据预定音频触发所述麦克风。通过音频触发模块可以节省电子锁电量消耗，进一步降低电子锁设备及运营成本。
进一步的技术方案中，所述电子锁还包括与所述音频解码模块信号相连的时间计数器；所述音频解码模块用于结合时间计数器输出的时间参数，按预定规则将所述麦克风获取的音频解锁指令解析并获得目标解锁密码。即在传输的音频解锁指令中包括时间参数，进而可以保证传输信号时间动态加密，具有不可重现性，可以降低被破解的可能性。
本实用新型提供的电子锁系统包括匹配的客户端和电子锁，所述电子锁可以为上述的电子锁；所述客户端包括信号相连的代码获取模块、音频编码模块、通讯模块和音频播放器；所述代码获取模块用于获取电子锁的设备代码；所述通讯模块用于将获取的设备代码传送到预定的服务器，并从服务器获取初始解锁密码；所述音频编码模块用于按预定规则将初始解锁密码转换为音频解锁指令，并通过音频播放器将音频解锁指令输出。通过适当的客户端获取电子锁的设备代码，并通过通讯模块将设备代码上传服务器，并从服务器中获取与电子锁匹配的初始解锁密码；然后再利用客户端的音频编码模块将数字形式的初始解锁密码转换为音频解锁指令。电子锁接收到音频解锁指令后再进行转换，验证后进行解锁操作；可以在保证操作简便的同时，降低电子锁系统的设备成本和运营成本。
进一步的技术方案中，所述音频编码模块与时间计数器信号相连，并用于结合时间参数按预定规则将初始解锁密码转换为音频解锁指令；相应的，所述电子锁还包括与所述音频解码模块信号相连的时间计数器；所述音频解码模块用于结合时间计数器输出的时间参数将所述麦克风获取的音频解锁指令解析并获得目标解锁密码。这样，在传输的音频解锁指令中包括时间参数，进而可以保证传输信号时间动态加密，具有不可重现性，可以降低被破解的可能性。
进一步的技术方案中，所述代码获取模块包括扫描器，用于在扫描预定二维码时，获取设备代码；相应地，所述电子锁的锁体外具有表征设备代码的二维码。
进一步的技术方案中，所述代码获取模块包括语音输入器，用于通过语音信号获取设备代码。另一种技术方案中，所述代码获取模块包括键盘输入器，用于通过键盘输入获取设备代码。这样可以增加获取设备代码的途径，提高电子锁系统的适应性和可靠性。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的电子锁系统的结构框架图；
图2为本实用新型实施例提供的电子锁的解锁过程的流程图。
具体实施方式
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
为了描述的方便，本部分中，在对电子锁系统描述的同时，对电子锁进行描述，不再对电子锁单独进行描述。需要说明的是，电子锁本身也可以作为独立的技术方案进行保护。
请参考图1，该图为本实用新型实施例提供的电子锁系统的结构框架图。该电子锁系统包括匹配的客户端100和电子锁200。
客户端100包括代码获取模块110、音频编码模块122、通讯模块(图中未示出)和音频播放器130。所述代码获取模块110用于获取电子锁的设备代码。代码获取模块110可以包括适合的扫描装置，以通过扫描获取电子锁200的设备代码；扫描装置可以为二维码扫描识别器，进而，通过扫描电子锁200上表征其设备代码的二维码获得设备代码。音频播放器130可以为声音信号输出的装置，如可以为适当的喇叭。
所述通讯模块用于将获取的设备代码110传送到预定的服务器。并从服务器获取对应的初始解锁密码。通讯模块与服务器之间的通讯可以按已知方式进行。
音频编码模块122用于按预定规则将初始解锁密码转换为音频解锁指令，并通过音频播放器130将音频解锁指令输出。
电子锁200包括锁体(图中未示出)、安装在锁体上的锁头(图中未示出)及控制锁头伸出或缩回的驱动装置(图中未示出)，锁体、锁头和驱动装置可以采用已知技术进行配置；其中驱动装置可以为电机、电磁铁或其他已知装置。电子锁200还包括麦克风210、音频解码模块222和开锁控制模块223。麦克风110可以为已知的麦克风，用于获取音频解锁指令，即获取以音频形式表示的解锁指令。
音频解码模块222可以用于按预定规则将所述麦克风210获取的音频解锁指令解析并获得目标解锁密码，即可以将音频形式表示的解锁指令转化为数字形式的目标解锁密码；开锁控制模块223用于验证目标解锁密码是否合法，并在验证目标解锁密码合法之后，控制驱动装置，即在验证目标解锁密码合法之后，通过控制驱动装置，使锁头动作，实现对电子锁的打开。
请参考图2，本实用新型实施例提供的电子锁的解锁过程的流程图。为了描述方便，以下基于上述实施例提供的电子锁系统对其解锁过程进行描述。可以理解，其解锁过程不限于利用上述实施例提供电子锁系统及相应电子锁。
步骤S100：获取电子锁的设备代码。本实施例中，可以通过代码获取模块110的扫描装置扫描表征电子锁设备代码的二维码获得设备代码；二维码可以设置在电子锁的相应部位或适合的其他位置；然后通过已知的通讯模块将获得的设备代码上传预定的服务器，使服务器获取电子锁的设备代码。
代码获取模块110获得设备代码的方式也不限于此种，也可以通过图形识别、手动输入、语音输入或其他方式获取电子锁的设备代码。如代码获取模块110可以包括语音输入器，用于通过语音信号获取设备代码；还可以包括键盘输入器，用于通过键盘输入获取设备代码。这样可以增加获取设备代码的途径，提高电子锁系统的适应性和可靠性。
步骤S200：在服务器中，基于获取的设备代码获取与对应的初始解锁密码。即基于服务器中的数据库，通过查询设备代码获取对应的初始解锁密码。根据具体应用场景不同，可以在服务器中预置适当的数据库；服务器可以位于云端，并维护相应电子锁的设备代码及与设备代码对应的初始解锁密码。当然，在服务器中获取对应的初始解锁密码之前，还可以包括按已知方式验证客户端或使用者的合法性，在验证客户端和使用者合法之后，再传输对应的初始解锁密码，在此不再详细描述。
步骤S300：按预定规则将所述初始解锁密码转换为音频解锁指令，并输出该音频解锁指令。该步骤可以由上述实施例提供的电子锁系统的客户端及音频编码模块122实施。当然，也可以由其他便携式的设备实施，如预置音频编码模块122的手机。预定规则可以根据实际需要设定，如在初始解锁密码为1122334455，可以将不同的数字转换为不同频率的音节，并按预定顺序排列形成音频片段，形成音频形式的音频解锁指令；其排列顺序可以与初始解锁密码相同，也可以相反，还可以按预定的规则进行穿插设置，还可以在转换后的音节(音频片段)的预定位置插入其他音节，等等。然后可以通过音频播放器130输出该音频解锁指令。为减少音频解锁指令被劫取后进行破解的可能，音频解锁指令的频率可以为人耳不能听到的频率范围，增加该解锁过程的安全性。当然，为了保证安全性，还可以将初始解锁密码进行相应运算之后，基于运算获得的数值再转换为音频片段，形成音频形式的音频解锁指令。
步骤S400：所述电子锁接收到的所述音频解锁指令后，按预定规则解析音频解锁指令获得目标解锁密码。本实施例中，可以通过电子锁的音频解码模块222实施。其预定规则与音频编码模块122中采用的规则相对应，通过反向处理(解析)可以获得目标解锁密码。
步骤S500：所述电子锁验证目标解锁密码是否合法，并在验证目标解锁密码合法之后进行解锁。即电子锁200中的开锁控制模块，可以利用已知的方式验证目标解锁密码是否合法，即验证目标解锁密码是否满足预定的条件(如与预置的验证密码是否一致)。在验证目标解锁密码满足预定条件的情况下，开锁控制模块223控制驱动装置，使锁头动作，执行开锁操作。
利用上述电子锁、电子锁系统，不需要在电子锁200上设置SIM卡，可以降低电子锁200的整体成本；同时，在使用过程中，通过客户端100设备传输少量数据，通过麦克风210及相应的音频解码模块222进行转换，即可完成解锁，不仅使用成本较低，不需要人工输入或其他干预，其解锁操作过程非常简便。
本实用新型的一个实施例中，电子锁200还可以包括与所述音频解码模块222信号相连的解析成功指示灯；所述音频解码模块222还用于在获得目标解锁密码之后，向所述解析成功指示灯发送解析成功指令；所述解析成功指示灯用于执行所述解析指令；执行方式可以根据实际情况确定，如可以通过闪烁、打开或熄灭方式提醒用户。这样可以在解析成功之后，提示用户，以提升用户体验。为了在解析失败时提示用户，电子锁200还可以包括与所述音频解码模块222信号相连的解析失败指示灯；所述音频解码模块222还用于在获得目标解锁密码失败之后，向所述解析失败指示灯发送解析失败指令；所述解析失败指示灯用于执行所述解析失败指令；即在音频解码模块222解析之后，由于无法识别或其他原因，无法获得符合预定条件的数字时，向所述解析失败指示灯发送解析失败指令。同样，执行方式可以是闪烁、打开或熄灭；这样可以在解析失败之后，提示用户重新进行操作。
优选技术方案中，为了避免麦克风210长时间工作，电子锁200还包括与所述麦克风210信号相连的音频触发模块；所述音频触发模块根据预定音频触发所述麦克风。通过音频触发模块可以节省电子锁200电量消耗，进一步降低电子锁设备及运营成本。音频触发模块可以为适当的音频开关，只在接收到预定范围音频的情况下，触发麦克风210工作。
一个优选实施例中，音频编码模块122可以结合时间参数，按预定规则将初始解锁密码转换为音频解锁指令；时间参数可以来自于客户端的相关部分，如客户端100为手机时，可以直接应用手机的时间模块获取时间参数；当然，根据实际需要，也可以在客户端100单独设置时间计数器，以根据实际设定需要获取时间参数。相应地，请再参考图1，该实施例中，所述电子锁还可以包括与音频解码模块222信号相连的时间计数器224；音频解码模块222还可以结合时间计数器224输出的时间参数，按预定规则将所述麦克风210获取的音频解锁指令解析并获得目标解锁密码。这样，在传输的音频解锁指令中包括时间参数，进而可以保证传输信号时间动态加密，使音频解锁指令具有不可重现性，可以降低被破解的可能性。具体结合时间参数的方式，可以根据实际需要选择。
相应的，本实用新型提供的电子锁的解锁过程中，音频编码模块122可以结合时间参数，按预定规则将初始解锁密码转换为音频解锁指令；相应地，音频解码模块222可以结合时间参数，按预定规则解析音频解锁指令获得目标解锁密码。
此处的时间参数可以为获取时对应的时间数值，也可以基于获取时的时间数值相关的数值。还可以将相关数值或数据进行预定的运算，包括但不限于加、减、乘、除、开方、平方等。例如，可以将获取时在当天的秒数，如：0点01分10秒，时间参数可以是70秒，音频编码模块122可以将初始解锁密码和这个时间参数进行运算混合，如可以用70秒乘以解锁密码，获得相应字符(数据)，然后再基于该字符(数据)，转换为音频解锁指令；音频解码模块222可以通过反向运算就可以获得解锁密码。比如：初始解锁密码是1122334455，乘以70获得数据78563411850，将78563411850转换为预定步骤的音节后，形成音频片段，即音频形成的音频解锁指令。当然，音频编码模块122还可以在将所述字符串转换为音频解锁指令过程中，将所述字符串的每一个字符转换为两个频率不同的音节。编码音频的频率小于20赫兹且大于18000赫兹。相应的，音频解码模块222可以通过反向处理(解析)，先将音频解锁指令转换为数据78563411850，再用该数据除以70获得目标解锁密码1122334455。当然初始解锁密码与目标解锁密码可以相同，也可以不同。
为了保证可靠性，输出该音频解锁指令的方式为：循环播放所述音频解锁指令。通过循环播放编码音频可以提高解锁效率，减少操作步骤，提高使用便捷性。
根据上述描述，本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例的全部或者部分功能、步骤可以通过相应电路或者硬件设备或者硬件设备和指令结合来完成，相应指令或指令集可以存储于处理器可读取存储介质中；当然，服务器及终端设备可以通过硬件设备、或者软件与硬件的结合实现对相应数据及文件的操作或控制。
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。