通常，门锁是利用机械方法将门打开/锁住的装置。将钥匙插入门锁 的钥匙孔中，然后旋转所插入的钥匙以打开门。使用钥匙的门锁具有的缺 点是，如果钥匙丢失了，就不能够打开/锁住门。另一缺点是，未经允许 外人也可能使用钥匙而擅自侵入家中或办公室内。即使未擅自使用钥匙， 本领域的技术人员也能容易地打开门锁从而打开门。
为了克服这些缺点，有人已经提出了按钮式数字门锁和指纹识别门 锁。对于按钮式数字门锁，按下按钮以设定密码。如果所设定的密码被泄 漏给外人，就很难防止他/她的侵入。对于指纹识别门锁，要使用高成本 的装置来识别和处理指纹。因此，需要昂贵的安装成本。

根据本发明，语音识别门锁装置包括第一输入构件、第二输入构件、 语音分析构件、控制构件以及门锁驱动构件，其中，第一输入构件具有多 个输入键，用于每当输入键被按下时输出对应于该输入键的输入键信号； 第二输入构件用于接收模拟语音信号并将所接收的模拟语音信号转换成 数字语音信号；语音分析构件用于在注册模式下接收数字语音信号以从该 数字语音信号提取特定语音信号，并将所提取的特定语音信号存储在第一 存储构件中作为请求注册用户的ID；控制构件用于存储在注册模式下通过 第一输入构件输入并表示密码的输入键信号；门锁驱动构件用于根据控制 构件的控制锁住或打开门锁。语音分析构件确定当前所输入的数字语音信 号是否与存储在第一存储构件中的特定语音信号匹配，从而产生第一标识 信号作为确定结果。当当前所输入的数字语音信号与存储在第一存储构件 中的特定语音信号匹配时，根据第一标识信号，控制构件确定当前作为密 码输入的输入键信号是否与存储在第二存储构件中的输入键信号匹配。当 当前的输入键信号与存储在第二存储构件中的输入键信号匹配时，控制构 件通过门锁驱动构件控制门锁以将其打开。
语音识别门锁装置还包括语音产生构件和第一传感构件，该语音产生 构件用于根据控制构件的控制产生语音信号；该第一传感构件用于检测门 的开/关状态并将检测结果传送给控制构件。一部分输入键位于门外，其 它输入键位于门内。语音识别门锁装置还包括第二传感构件，其用于检测 位于门内的输入键的非法操作并将检测结果传送给控制构件。当某人非法 操作位于门内的输入键时，根据从第二传感构件传送来的检测结果，控制 构件控制语音产生构件从而输出报警声。
语音分析构件包括双音多频(DTMF)发生器。当控制构件产生了表明 门被强行打开的第二标识信号时，DTMF发生器产生DTMF信号。语音识别 门锁装置还包括用于发射DTMF信号的无线电发射构件。输入键包括对讲 机键。当对讲机键被按下时，控制构件控制语音产生构件使得用户能输出 预定的语音信息信号。
当对讲机键被按下时，控制构件控制语音分析构件、语音产生构件和 第一输入构件，使得用户能输出信息。输入键包括记录键。当记录键被按 下时，控制构件控制语音分析构件、语音产生构件和第一输入构件，使得 用户能输出信息。

图1是根据本发明的语音识别门锁装置的方框图；
图2是用于解释根据本发明的语音识别门锁装置的注册程序的流程 图；
图3是用于解释根据本发明的语音识别门锁装置的鉴别程序的流程 图；
图4是用于解释根据本发明的语音识别门锁装置的门铃和信息记录 功能的流程图；
图5是用于解释根据本发明的语音识别门锁装置的家庭信息记录功 能的流程图；以及
图6显示的是图2至图5中所使用信息的内容。

参照图1，根据本发明的语音识别门锁装置100包括语音输入单元 110、语音分析单元120、第一存储构件130、按钮输入单元140、控制单 元150、第二存储构件160、语音产生单元170、驱动单元180、门锁190、 第一传感单元200和第二传感单元210、电源单元220以及无线电发射器 (RF TX)230。电源单元220具有电池并且向语音识别门锁装置100提供 电力。
语音输入单元110接收模拟语音信号并将所接收的模拟语音信号转 换成数字语音信号。尽管此图中未示出，语音输入单元110包括用于接收 模拟语音信号的麦克风(或话筒)和用于将模拟语音信号转换成数字语音 信号的模拟-数字转换器。然而，对于本领域的技术人员来说显而易见的 是，可以根据设计者和应用，采用多种方法来对该语音输入单元110进行 不同设计。语音分析单元120从语音输入单元110输出的数字语音信号提 取特定语音信号，并将所提取的特定语音信号存储在第一存储构件130中。 具体地说，在注册模式下，响应控制单元150的控制，语音分析单元120 提取出请求注册者的特征语音。通过语音分析单元120的控制，将所提取 的特定语音信号存储在第一存储构件130中。在备用模式下，语音分析单 元120确定当前所输入的数字语音信号是否与存储在第一存储构件130中 的特定语音信号匹配，并将确定结果输出给控制单元150。第一存储构件 130具有非易失性存储器(例如闪存、电可擦除只读存储器EEPROM等)以 用于存储请求注册者的本征特定语音信号。
继续参照图1，按钮输入单元140包括多个输入键(未示出)。例如， 输入键可包括数字键、注册键、记录键、重放/暂停键、开/关键、确认键、 对讲机键，等等。一部分输入键(例如数字键、确认键和对讲机键)位于 门外，其它键(例如记录键、重放/暂停键、开/关键、注册键等)位于门 内。稍后将具体解释这些键。
控制单元150连接至语音分析单元120、按钮输入单元140、第二存 储构件160、第一传感单元200和第二传感单元210、驱动单元180以及 语音产生单元170。根据对应于按钮输入单元140中被按下的那个输入键 的键信号，控制单元150控制注册程序、鉴别程序和信息记录/重放程序。 例如，在用于注册用户的ID、个人密码和家庭密码的注册模式下，根据通 过按钮输入单元140输入的注册信号(这是在按下注册键时所产生的信 号)，控制单元150让语音分析单元120从输入的数字语音信号提取特定 语音信号(以用作用户的ID)。在注册模式下，控制单元150将通过按钮 输入单元140输入的个人密码/家庭密码存储在第二存储构件160中。在 备用状态时，控制单元150确定作为密码通过按钮输入单元140输入的键 信号是否与存储在第二存储构件160中的个人密码/家庭密码匹配。
驱动单元180根据控制单元150的控制锁住或打开门锁190。举例来 说，当当前所输入的数字语音信号与存储在第一存储构件130中的特定语 音信号匹配，而且，作为密码通过按钮输入单元140输入的键信号与存储 在第二存储构件160中的个人密码匹配时，则控制单元150将门锁打开信 息输出给驱动单元180。根据来自控制单元150的门锁打开信息，驱动单 元180解除门锁190的锁住状态。第一传感单元200检测门是开着的还是 关着的并将检测结果传送给控制单元150。控制单元150根据该检测结果 控制语音产生单元170以输出所需的语音信息。第二传感单元210检测位 于门内的输入键是否被非法操作并将检测结果传送给控制单元150。例如， 第二传感单元210可具有红外传感器，以用于检测位于门内的输入键是被 人按下还是被外人用工具操作。
如图1所示，语音分析单元120包括双音多频发生器(下文中称为 “DTMF发生器”)。当控制单元150通告门被强行打开这一事实时，根据控 制单元150的通告信息，语音分析单元120的DTMF发生器产生DTMF信号。 所产生的DTMF信号会通过无线电发射器(RF TX)230而传送到外面(例 如警卫室)。可通过多种方法来检测门的强行打开(例如，检测门把手的 异常活动)。
根据上述的语音识别门锁装置100，为了打开门锁的锁，想要进入和 出去者的语音信号必须与所注册的特定语音信号匹配，而且输入的密码必 须与存储的密码匹配。也就是说，通过鉴别语音和鉴别密码输入的结合(或 者实行采用语音输入和按钮式密码输入的双重安全系统)来打开门，以防 止外人的侵入。
下面参照图2说明根据本发明的语音识别门锁装置的注册程序。
要注册用户的ID和个人/家庭密码，用户(或请求注册者)必须按下 按钮输入单元140的注册键。当输入注册键信号(或注册信号)时(S100)， 控制单元150根据注册信号控制驱动单元180。根据此控制，控制单元180 解除门锁190的锁住状态。在解除门锁190的锁住状态之后，控制单元150 控制语音产生单元170以输出第3条信息的语音信号(见图6，“门开”)。 此过程在步骤S110中进行。在输出第3条信息之后，确定是否过了预定 时间(例如10秒)(S120)。如果过了预定时间，输出第23条信息(见图 6，“数字1是家庭密码注册，数字4是用户注册，数字0是重放和删除”) (S130)。
在步骤S140中，控制单元150检查通过按钮输入单元140输入的是 哪个键。当数字1键被按下时控制单元150执行注册家庭密码的程序，当 数字4键被按下时控制单元150执行注册个人ID和密码的程序，控制单 元150还执行重放/删除所注册的个人ID的程序。这将在下面进行更具体 的说明。
如果数字1键被按下，则语音产生单元170在控制单元150的控制下 输出第14条信息(见图6，“按家庭密码之后按确认键”)(S150)。家庭密 码通过按钮输入单元140输入。在设定家庭密码时，必须在预定时间(例 如10秒)内按下相继的键。如果按下相继的键超过了10秒，此程序返回 至步骤S150以从开始再次输入家庭密码。此程序经由步骤S160和S170 进行下去。根据控制单元150的控制，将所输入的家庭密码存储在第二存 储构件160中。如果在10秒内按下了相继的键，控制单元150确定确认 键是否作为输入结束键被按下(S180)。如果是，则语音产生单元170根 据控制单元150的控制输出第16条信息(见图6，“注册结束”)(S190)。 在步骤S200中，控制单元150确定注册信号是否输入。如果注册键曾被 按下，则注册程序完成。如果注册键没有被按下，则此程序进入到步骤S130 以重放或删除所注册的家庭密码并输入个人ID和密码。
如果在步骤S140中数字4键被按下，则控制单元150控制语音产生 单元170以输出第7条信息(见图6，“说出个人ID”)(S210)。在此情况 下，语音分析单元120作出准备，以利用与控制单元150之间的通信分析 来自语音输入单元110的数字语音信号。根据语音信息，用户用他/她的 语音说出要注册的个人ID(S220)。通过语音输入单元110将作为个人ID 的模拟语音信号转换成数字语音信号。将该数字语音信号传送给语音分析 单元120。语音分析单元120从该数字语音信号提取特定语音信号。如果 输出了第8条信息(见图6，“再说一遍”)(S230)，则用户将个人ID再说 一遍(S240)。
在步骤S250中，语音分析单元120确定相应的数字语音信号是否与 两次输入的个人ID匹配。如果不匹配，确定个人ID输入程序是否重复了 两次(S260)。如果没有重复两次，此程序进入到步骤S210。如果重复了 两次，在输出第18条信息(见图6，“未注册”)(S270)之后，此程序进 入到步骤S200。在步骤S250中，当两次输入的数字语音信号相互匹配时， 控制单元150控制语音产生单元170以输出第15条信息(见图6，“按个 人密码之后按确认键”)(S280)。通过按钮输入单元140输入个人密码。 在设定个人密码时，必须在预定时间(例如10秒)内按下相继的键。如 果超过了预定时间，此程序进入到步骤S280开始输入个人密码。此程序 在步骤S290和S300中进行。根据控制单元150的控制，将所输入的个人 密码存储在第二存储构件160中。如果在10秒内按下了相继的键，控制 单元150确定确认键是否作为输入结束键被按下(S310)。如果是，则语 音产生单元170根据控制单元150的控制输出第16条信息(见图6，“注 册结束”)(S320)。之后，此程序进入到步骤S200以确定用于完成注册程 序的注册信号(这是在注册键被按下时所产生的信号)是否输入。如果注 册键曾被按下，则注册程序完成。如果注册键没有被按下，则此程序进入 到步骤S130以重放或删除所注册的家庭密码/个人密码并输入个人ID和 密码。
如果在步骤S140中按下了数字0键，则控制单元150控制语音产生 单元170以输出第22条信息(见图6，“如果在重放过程中确认键被按下， 删除”)(S330)。在输出第22条信息之后，重新产生对应于所注册个人ID 的语音信号(S340)。控制单元150确定在重拨过程中是否输入了确认键 (S350)。如果没有输入，则所注册的语音信号全部依次重放。如果已输 入，则在删除相应的语音(S360)之后，此程序进入到步骤S130。如果所 注册的语音全部重放，则无论确认键是否被按下，此程序进入到步骤S130。
下面参照图3解释根据本发明的语音识别门锁装置的鉴别程序。为了 在外出以后打开门，必须有将在下面进行解释的鉴别程序。
控制单元150确定是否有任何键被按下(S400)。如果某键被按下， 则通过语音产生单元170输出第7条信息(见图6，“说出个人ID”)(S410)。 在此情况下，语音分析单元120作出准备，以利用与控制单元150之间的 通信分析来自语音输入单元110的数字语音信号。想要进入和出去者根据 信息的输出说出他/她的ID。通过语音输入单元110将作为个人ID的模拟 语音信号转换成数字语音信号。语音分析单元120确定当前输入的数字语 音信号是否与存储在第一存储构件130中的特定语音信号匹配(S420)。 如果匹配，输出第11条信息(见图6，“按个人密码”)(S430)。随后，控 制单元150确定所输入的个人密码是否与存储在第二存储构件160中的所 注册的个人密码匹配(S440)。
如果所输入的个人密码与注册的个人密码不匹配，则控制单元150 确定输入程序是否重复了三次或三次以上(S450)。如果不是，此程序进 入到步骤S430。如果是，则在产生预定时间(例如一分钟)的报警声(S460) 之后，鉴别程序结束。如果所输入的个人密码与注册的个人密码匹配，则 控制单元150控制驱动单元180以解除门锁190的锁住状态，并控制语音 产生单元170以输出第3条信息(见图6，“门开”)(S470)。如果门关上， 则门锁190自动锁住(S480)且鉴别程序结束。
如果在步骤S420中所输入的个人ID与预先存储的ID不匹配，则确 定是否有某键被按下(S490)。如果没有键被按下，则确定个人ID是否重 复了三次(S500)。如果个人ID没有被重复三次，此程序进入到步骤S410。 如果个人ID重复了三次，则在输出预定时间(例如一分钟)的报警声(S510) 之后，鉴别程序结束。如果在步骤S490中有键被按下，则输出第14条信 息(见图6，“按家庭密码之后按确认键”)(S520)。控制单元150根据信 息的输出来确定所输入的家庭密码是否与预先存储的密码匹配(S530)。 如果匹配，此程序进入到步骤S470。如果不匹配，则鉴别程序结束。
如果在紧急情况下有人想通过只鉴别家庭密码而进入或出去(例如， 由于该人嗓子嘶哑或患有其它症状时很难鉴别个人密码)，就使用步骤 S490、S520和S530。
根据上述的鉴别程序，可确保家或办公室的安全。此外，还消除了比 如对于机械门锁要携带钥匙的不便和对于泄漏门锁密码的担忧，从而增强 了家或办公室的安全性。
下面参照图4说明根据本发明的语音识别门锁装置100的对讲机功能 和信息记录功能。语音识别门锁装置100具有对讲机功能。由于该对讲机 功能答复外人的来访，因此不需要进行立即开门的行为。另外，语音识别 门锁装置100还提供信息记录功能以记录来访者想要传递的信息。下面更 充分地说明该对讲机和信息记录功能。
控制单元150确定对讲机键是否被按下(S600)。这通过确定对应于 对讲机键的键信号是否经由按钮输入单元140输入来实现。如果输入了对 讲机键信号，则控制单元150控制语音产生单元170以输出第1条信息(见 图6，“你是哪位”)(S610)。在预定时间以后，控制单元150控制语音产 生单元170以输出第9条信息(见图6，“数字1是记录，数字3是取消”) (S620)。如果过了预定时间(例如10秒)(S630)，则该程序结束。如果 没有过预定时间，检查哪个键被按下(S640)。如果是数字3键被按下， 则该程序结束。
如果是数字1键被按下，则语音产生单元170根据控制单元150的控 制输出第2条信息(见图6，“请讲话”)(S650)。在预定时间(例如10 秒)内记录下来访者的信息(S660)，这根据下列程序来实现。举例来说， 在语音分析单元120的控制下，将信息存储在第一存储构件130中。在输 出第10条信息(见图6，“确认键是结束，数字2键是重放，数字3键是 取消”)(S670)之后，确定哪个键被按下(S680)。这通过控制单元150 来实现。如果是确认键被按下，此程序结束。如果是数字3键被按下，在 输出第20条信息(见图6，“已取消”)(S700)之后，此程序到进入步骤 S620。如果是数字2键被按下，在重放记录内容(S690)之后，此程序进 入到步骤S620。
下面参照图5说明根据本发明的语音识别门锁装置100的家庭信息记 录功能。语音识别门锁装置100具有家庭信息记录功能，使得在其他人出 去之后的进入者能记录下信息。因为家庭信息记录功能使得家或办公室中 的用户更方便，其传递将要传递给下一个用户的信息或由来访者记录的信 息，以满足用户的需求。
控制单元150确定按钮输入单元140的记录键是否被按下(S800)。 如果是，则控制单元150控制驱动单元180以解除门锁190的锁住状态， 并控制语音产生单元170以输出第3条信息(见图6，“门开”)(S810)。 随后，确定门是否打开(S820)。这通过第一传感单元200和控制单元150 来执行。如果预定时间(S830)内门没有打开，在门锁190锁住(S840) 之后，此程序结束。如果门已打开，确定预定时间后门是否关闭(S850)。 这通过第一传感单元200和控制单元150来执行。如果门没有关闭，此程 序在预定时间(例如10秒)后结束。
如果在步骤S850中门已关闭，在预定时间(S870)之后，控制单元 150控制驱动单元180以锁住门锁190(S880)。根据控制单元150的控制， 语音产生单元170输出第4条信息(见图6，“门关”)(S890)。控制单元 150控制语音产生单元170以输出第9条信息(见图6，“数字1是记录， 数字3是取消”)(S900)。如果过了预定时间(例如10秒)(S910)，此程 序结束。如果没有过预定时间，检查哪个键被按下(S920)。如果是数字3 键被按下，则此程序结束。
如果是数字1键被按下，则语音产生单元170根据控制单元150的控 制输出第2条信息(见图6，“请讲话”)(S930)。在预定时间(例如10 秒)内记录将要外出者的信息(S940)。下面说明该信息记录步骤。举例 来说，在语音分析单元120的控制下将信息存储在第一存储构件130中。 输出第10条信息(见图6，“确认键是结束，数字2键是重放，数字3键 是取消”)(S950)之后，检查是哪个键被按下(S960)。这通过控制单元 150来执行。如果是确认键被按下，此程序结束。如果是数字3键被按下， 在输出第20条信息(见图6，“已取消”)(S980)之后，此程序进入到步 骤S900。如果是数字2键被按下，则重放记录内容(S970)且此程序进入 到步骤S900。
尽管为了清楚地理解而采取图示和实例的方式稍微具体地说明了本 发明，但对于本领域的一般技术人员来说显而易见，在不脱离所附权利要 求的精神或范围的前提下，可根据本发明所披露的内容对其进行一些改变 和修改。
产业应用
根据本发明的鉴别程序，可确保家或办公室的安全。此外，还消除了 比如对于机械门锁要携带钥匙的不便和对于泄漏门锁密码的担忧，从而增 强了家或办公室的安全性。
由于提供了对讲机功能以答复外面来访者的访问，因此不需要进行立 即开门的响应。此外，免除了复杂的联络以实现漂亮的外观并满足用户的 需求。由于此对讲机功能，使得来访者能记录他们的信息。
由于提供了家庭信息记录功能，能在他/她外出时传递将要传递给下 一个用户的信息或由外面来访者记录的信息，从而让家或办公室里的用户 更方便。因此，能满足用户的需要。