本实用新型涉及一种门锁，特别是涉及一种手机声波和蓝牙互补通信的智能门锁。
背景技术：
随着物联网、云计算、大数据等技术的不断成熟和广泛应用，加上资本的助推，智能家居异军突起，成为新兴产业势力。而智能门锁做为智能家居中代表性产品的一种，其发展潜力也是非常大的。
通过对2017年智能门锁行业发展现状分析了解到，我国智能门锁市场竞争日益激烈，市场产品逐渐成熟，具有良好的市场机会。
目前，市面上的智能门锁，主要有以下几种：指纹门锁、按键门锁、蓝牙控制门锁、基于NFC的智能门锁、wifi智能门锁等。这些智能门锁产品给人们的生活带来了极大的方便。例如，我们现在出门不必再反复检查自己是否忘带钥匙，上班或在外地可通过手机远程开锁，查看家人进出门情况。或者出租房屋可以自动添加或者清除租客指纹而不必换锁芯等等。其中，除按键门锁外，其它几种都是通过智能手机控制的。而手机APP控制是未来智能家居的发展趋势之一。普通钥匙门锁的组合可能性有限，钥匙重复概率较大，并且钥匙离开视线外时，容易被拓印复制；按键门锁容易被视频影像采集并破解。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种手机声波和蓝牙互补通信的智能门锁，本实用新型采用声波和蓝牙两种近距离通信方式门锁。声波发送和接收与蓝牙通信功能又是智能手机的基本功能，在安全性、耐用性、保洁性以及开锁效率方面都具优势性能。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种手机声波和蓝牙互补通信的智能门锁，所述智能门锁包括有锁体及主CPU电路、蓝牙通讯电路、声波输入电路和声波输出电路；智能门锁的声波采集传感器1脚接电源VDD，2脚和3脚接模拟地AGND；P2的4脚是声波转电波的信号输入端；主CPU的AC_AGND脚接地；声波输出音频功率放大器的1脚通过限流电阻R2与主CPU的2脚相连，并通过下拉电阻R1接地，2脚通过旁路电容C4接地，3脚通过R4与C7接模拟地；4脚为音频信号输入端，6脚接5V直流电源，并对地接滤波电容C3，7脚接地；P9为蓝牙模块的编程接口，其1脚接3.3V直流电源，2脚接地，3脚和4脚分别与蓝牙模块25脚和24脚相连。
所述的一种手机声波和蓝牙互补通信的智能门锁，所述蓝牙模块的1脚和10脚接地，2脚接3.3V直流电源。
所述的一种手机声波和蓝牙互补通信的智能门锁，所述蓝牙模块的11脚和12脚与主CPU串口1的UART1_TXD和UART1_RXD相连接。
所述的一种手机声波和蓝牙互补通信的智能门锁，所述蓝牙模块的16脚和17脚是状态检测管脚，与主CPU的GPIO1_4和GPIO1_5相连。
所述的一种手机声波和蓝牙互补通信的智能门锁，所述蓝牙模块的16脚和17脚是状态检测管脚，与主CPU的GPIO1_4和GPIO1_5相连。
所述的一种手机声波和蓝牙互补通信的智能门锁，所述蓝牙模块的22脚为复位端，与主CPU的GPIO1_3相连。
本实用新型的优点与效果是：
1.本实用新型门锁的安全性好，本实用新型BLE 蓝牙和声波互补：锁内部采用BLE蓝牙技术，即低功耗蓝牙技术，是蓝牙4.0的一个分支。BLE具有40个频段，其中有只有3个广播频段，37个连接频段。手机蓝牙功能如果已经打开，即采用蓝牙功能开锁，如果手机蓝牙功能未开启，采用声波技术开锁。而声波蓝牙门锁内部具有加密认证算法，秘钥可以动态改变，被破解可能性很小，由锁产生的动态秘钥，录音和蓝牙监听等均不能复制开锁，安全性高。
2．本实用新型门锁的耐用程度高，钥匙门锁具有锁眼，锁眼裸露在外，可能受到破坏；对于指纹门锁与按键门锁，类似与钥匙门锁，裸露在外的指纹输入器件和按键部分容易遭到破坏；而声波蓝牙门锁无裸露部分，耐用程度好。
3 本实用新型门锁的便捷性及开锁效率好，钥匙门锁需配戴钥匙，容易丢失，便捷性不比指纹按键门锁、声波蓝牙门锁，但钥匙门锁不需要电源；在开锁方面，指纹门锁需要手指没有水渍和异物，而钥匙门锁和声波蓝牙门锁则不受天气和温度影响，开锁效率高。
综上可见，声波蓝牙门锁作为一种新型开锁方式，在多方面比较出色，尤其在安全性和耐用性有着自身的优势特点。
附图说明
图1为本实用新型 锁内部蓝牙电路图；
图2 为本实用新型锁内部声波发送电路图；
图3 为本实用新型锁内部声波接收电路图。
具体实施方式
下面结合附图所示实施例对本实用新型进行详细说明。
本实用新型智能门锁由主CPU电路、蓝牙通讯电路、声波输入电路和声波输出电路四部分组成。
智能门锁的主CPU采用HI3518E，如图1所示。它是海思新推出的一款针对高性能的SoC芯片，集成DRAM，POR，RTC，AudioCodec，Sensor电平转换等，并且搭配Danale物联云平。Hi3518E具有较强的音频视频处理功能，是高性价比一颗芯片。主CPU负责对输入音频信号的软件解码，并对输出信号的进行数字调制；负责与手机进行蓝牙数据通讯功能；负责对开锁源认证功能，防止非法开锁，保证开锁的安全性和可靠性。
智能门锁的声波输入电路如图1所示，智能锁的声波输入电路负责采集手机发送的声波信号。本智能门锁采用抗干扰能力强，性能优良的MEMS（见P2）麦克风作为声波采集传感器，其1脚接电源VDD，2脚和3脚接模拟地AGND；P2(MEMS麦)的4脚是声波转电波的信号输入端，即MIC+，该信号经过电阻R7和电容C11的阻容滤波，再经过隔直电容C10，输入到主CPU（HI3518E）的AC_LINEL管脚。主CPU（HI3518E）的AC_AGND脚接地（GND），AC_MICBIAS是参考电源输出，其输出信号经过0欧姆电阻R8，再由电容C8和C9滤波后输出VDD，给P2(MEMS麦)的1脚供电。
智能门锁的声波输出电路如图2所示，负责将智能锁的输出的信号调制后，经过功率放大转换成音频信号发送给手机，实现智能锁和手机的通信及认证功能。其中，NS4150是一款超低EMI、无需滤波器3W单声道D类音频功率放大器。NS4150内置过流保护、过热保护及欠压保护功能，有效地保护芯片在异常工作状况下不被损坏,并且利用扩频技术充分优化全新电路设计，高达 90%的效率。电路中，NS4150的1脚为使能端（ENBLE）通过限流电阻R2与图1中主CPU的GPIO1_2脚相连，并且通过下拉电阻R1接地，维持电压稳定。ENBLE由主CPU的I/O控制，不输出音频信号时为低电平，需要音频信号发生时为高电平。2脚通过旁路电容C4接地，3脚（+IN）通过R4与C7接模拟地（AGND）。4脚（-IN）为音频信号输入端，6脚接5V直流电源，并对地接滤波电容C3，7脚接地。AUDIO接主CPU的PWM接口AC_AUDIO，把准备播放的频率信号通过隔直电容C1、限流电阻R3传递给NS4150音频放大器,放大后由8脚（VO2）和5脚（VO1）输出,再经过电感LB1、LB2，电容C5、C6组成的LC滤波电路，输出到喇叭P1的1脚（SPK+）和2脚（SPK-）转成音频信号播出。
智能门锁的蓝牙通信电路如图3所示，负责智能锁与手机蓝牙进行数据通信。蓝牙模块SKB369基于Nodic nRF52832,支持BLE、ANT、NFC和2.4G RF多种无线传输协议。图中，P9为蓝牙模块的编程接口（Header 4），其1脚接3.3V直流电源，2脚接地（GND），3脚和4脚（SWDCLK）分别与蓝牙模块SKD369的25脚（SWDIO）和24脚（SWDCLK）相连。蓝牙模块SKD369的1脚和10脚接地，2脚（VCC）接3.3V直流电源，11脚P0.02和12脚P0.03与图1中主CPU串口1的UART1_TXD和UART1_RXD相连接，并采用AT命令集进行数据通讯。蓝牙模块的16脚P0. 09和17脚P0.10是状态检测管脚，与主CPU的GPIO1_4和GPIO1_5相连。当P0.10为高电平时表示搜索到手机蓝牙信号，当P0.09为高电平表示当前正在与手机蓝牙通讯，22脚为复位端，与主CPU的GPIO1_3相连。打开手机APP翻到对于锁的图标，点击图标，手机APP发送带有锁地址的声波唤醒命令。
锁的内部控制器收到唤醒命令后，比较锁地址是否相同，如果相同，将由锁随机产生一个秘钥，发送声波传送手机APP。手机APP程序对该秘钥进行加密运算，把运算结果通过声波通信传给锁的内部控制器，由锁内部控制器对运算结果进行认证。如果认证成功将开锁。如果认证失败，将存储开锁记录并且拉响警铃。
蓝牙开锁流程：锁内部采用蓝牙4.0（BLE）模块SKB369，平时开启从机模式，在广播频段定时发起广播。
建立链接: 打开手机APP翻到对于锁的图标，点击图标，手机APP启动主机蓝牙扫描。当搜索到从机广播，如果广播报文内含的锁地址码（每把锁全球唯一地址）手机APP选定图标的地址码相同，手机将发起链接，并在连接频段与锁的蓝牙模块SKB369建立链接。
建立链接后，由锁随机产生一个秘钥，通过链接传送手机APP。手机APP程序对该秘钥进行加密运算，把运算结果传回锁的内部主CPU，由锁内部主CPU对运算结果进行认证。如果认证成功将开锁，并且断开链接。如果认证失败，将存储开锁记录并且拉响警铃。