離線電話自動(dòng)通知系統(tǒng)設(shè)計(jì)*

戴峻峰

(淮陰工學(xué)院計(jì)算機(jī)工程學(xué)院,淮安223003)

引 言

眾所周知,各個(gè)部門(mén)經(jīng)常有重要事情需要進(jìn)行通知。開(kāi)會(huì)固然好,但比較耗時(shí);如果發(fā)信息,有時(shí)候表達(dá)得不夠清楚。最好的方法就是打電話通知,既節(jié)省被通知人的時(shí)間,又能夠把信息表達(dá)清楚,可是要工作人員一個(gè)個(gè)打電話來(lái)通知所有人也是一件麻煩事情。在這種情況下,就有必要研制一種無(wú)需人控制即能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)通知的電話通知系統(tǒng)。

目前,多數(shù)類似的通知系統(tǒng)都是基于CTI卡實(shí)現(xiàn)的[1]。這種系統(tǒng)需要由計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制才能夠?qū)崿F(xiàn)撥打電話和播放通知語(yǔ)音,因此在實(shí)現(xiàn)通知任務(wù)時(shí)計(jì)算機(jī)需要開(kāi)機(jī),這樣就不利于在下班時(shí)間或假期無(wú)人職守時(shí)進(jìn)行通知。本文設(shè)計(jì)了一個(gè)主要由離線電話自動(dòng)通知裝置構(gòu)成的電話自動(dòng)通知系統(tǒng),其通知過(guò)程不需要PC機(jī)實(shí)時(shí)管理。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)由上位機(jī)自動(dòng)通知控制軟件和下位機(jī)離線電話自動(dòng)通知裝置構(gòu)成。其中,上位機(jī)自動(dòng)通知控制軟件主要完成電話號(hào)碼和通知信息的管理,它只是一個(gè)信息管理系統(tǒng),而具體電話通知的工作是由離線電話自動(dòng)通知裝置獨(dú)立自動(dòng)完成的。

如圖1所示,離線電話自動(dòng)通知裝置主要由通知信息存儲(chǔ)模塊、語(yǔ)音數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與播放電路、電話呼叫及狀態(tài)檢測(cè)模塊、DTMF信號(hào)檢測(cè)模塊、串口通信及系統(tǒng)控制模塊等組成。其中,通知信息存儲(chǔ)模塊用來(lái)完成通知信息(包括被通知的電話號(hào)碼、通知語(yǔ)音和提示音的存儲(chǔ)以及本次通知狀態(tài)信息)的存儲(chǔ),硬件上主要使用串口閃存芯片實(shí)現(xiàn);語(yǔ)音數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與播放電路用來(lái)完成語(yǔ)音信息的D/A轉(zhuǎn)換,再通過(guò)語(yǔ)音信號(hào)耦合電路將音頻信號(hào)與電話線路進(jìn)行信號(hào)耦合輸出;電話呼叫及狀態(tài)檢測(cè)模塊用來(lái)完成電話號(hào)碼的撥叫和呼叫狀態(tài)的檢測(cè),用于判斷接聽(tīng)狀態(tài),其中包括DTMF信號(hào)生成與呼叫及狀態(tài)檢測(cè)電路(使用DTMF編解碼芯片完成)、模擬摘掛機(jī)電路及摘掛機(jī)檢測(cè)電路;DTMF信號(hào)檢測(cè)模塊用來(lái)檢測(cè)電話撥通之后,播放通知語(yǔ)音過(guò)程中接聽(tīng)方是否按下確認(rèn)鍵(使用另外一片DTMF編解碼芯片完成);串口通信及系統(tǒng)控制模塊,由串口電平轉(zhuǎn)換電路和由MCS51系列MCU(AT89S52)構(gòu)成的控制單元組成,用來(lái)完成通知過(guò)程的控制和數(shù)據(jù)通信。

圖1 離線電話自動(dòng)通知裝置結(jié)構(gòu)框圖

2 語(yǔ)音數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與播放電路

電話通知信息主要由電話號(hào)碼數(shù)據(jù)和語(yǔ)音信息編碼數(shù)據(jù)構(gòu)成。其中,電話號(hào)碼數(shù)據(jù)為ASCII碼,信息量不多;語(yǔ)音信息編碼數(shù)據(jù)則使用PCM編碼格式,也可以使用其他的壓縮編碼形式。如果使用壓縮編碼,單片機(jī)程序還要設(shè)計(jì)相應(yīng)的解碼程序,會(huì)加重單片機(jī)的執(zhí)行負(fù)擔(dān),因此建議使用PCM編碼格式。

語(yǔ)音數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與播放電路如圖2所示。針對(duì)電話系統(tǒng)的語(yǔ)音質(zhì)量要求不高的特點(diǎn)[2],本文使用了8位的量化位數(shù)和8 kHz的采樣頻率,因此其數(shù)據(jù)量不大,2分鐘的語(yǔ)音數(shù)據(jù)量為1×8 000×120=960000 B,再加上電話號(hào)碼信息所用的1MB閃存,系統(tǒng)使用16Mb(2MB)的閃存就能夠很好地滿足電話通知的要求。這里采用SPI接口的閃存芯片W 25X16[3],由于AT89S52沒(méi)有SPI接口,所以使用P1口,通過(guò)軟件方式來(lái)模擬SPI口實(shí)現(xiàn)與W 25X16的通信。

圖2 語(yǔ)音數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與播放電路

MCU將閃存W25X16中的語(yǔ)音數(shù)據(jù)通過(guò)P1口線讀出后,以8000 Hz的頻率通過(guò)P0口發(fā)送給D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832,進(jìn)行語(yǔ)音還原輸出;模擬語(yǔ)音經(jīng)過(guò)放大器LM 393AH進(jìn)行電流電壓轉(zhuǎn)換后,送至語(yǔ)音信號(hào)耦合電路輸入線TONE,將語(yǔ)音信號(hào)耦合到電話線路上,從而實(shí)現(xiàn)電話通知的語(yǔ)音播放。

3 DTMF信號(hào)生成與呼叫及狀態(tài)檢測(cè)電路

DTMF信號(hào)生成與呼叫及狀態(tài)檢測(cè)電路如圖3所示。上位機(jī)將要撥打的電話號(hào)碼和需要播報(bào)的電話語(yǔ)音通過(guò)串口發(fā)送給MCU,并存儲(chǔ)到Flash芯片W 25X16中后,MCU將啟動(dòng)電話自動(dòng)通知過(guò)程。從W25X16中讀取要撥打的電話號(hào)碼,系統(tǒng)置P3.4為高電平,進(jìn)行模擬摘機(jī)。當(dāng)系統(tǒng)通過(guò)P3.7檢測(cè)到摘機(jī)狀態(tài)有效后,將每位電話號(hào)碼數(shù)據(jù)的BCD碼送至M T8888的D0～D3數(shù)據(jù)線,同時(shí)使號(hào)有效,即可寫(xiě)入MT8888的DTMF編碼電路。M T8888根據(jù)MCU連續(xù)寫(xiě)入的BCD碼,通過(guò)TONE引腳連續(xù)發(fā)出相應(yīng)的DTMF信號(hào),再經(jīng)由Q1、Q 2構(gòu)成的語(yǔ)音信號(hào)耦合電路[4]將音頻信號(hào)耦合到電話線上,從而發(fā)送給程控交換機(jī)實(shí)現(xiàn)軟件撥號(hào)。

撥號(hào)完成后,MCU設(shè)置MT8888工作在呼叫監(jiān)聽(tīng)模式,進(jìn)行呼叫狀態(tài)監(jiān)聽(tīng)。M T8888通過(guò)2引腳檢測(cè)電話線上傳輸信號(hào),MCU通過(guò)讀取MT8888的引腳輸出的脈沖頻率和脈沖個(gè)數(shù)即可分析出呼叫狀態(tài)。若線路上傳輸?shù)氖?50 H z的音頻信號(hào),而且是持續(xù)1 s后4 s無(wú)的循環(huán)信號(hào),則為回鈴音信號(hào),即處于振鈴狀態(tài);如果線路上傳輸?shù)氖?50 Hz的音頻信號(hào),而且0.35 s通0.35 s斷的循環(huán)信號(hào),則為忙音信號(hào),即處于線路忙或掛機(jī)狀態(tài)。

圖3 DTMF信號(hào)生成與呼叫及狀態(tài)檢測(cè)電路

在語(yǔ)音播報(bào)過(guò)程中,系統(tǒng)同樣使用另一塊MT8888芯片構(gòu)成的DTMF檢測(cè)電路,檢測(cè)當(dāng)前電話接聽(tīng)者的按鍵動(dòng)作,以判斷其是否按下確認(rèn)按鍵。系統(tǒng)根據(jù)按鍵狀態(tài)保存本次通話或通知的狀態(tài)。

4 上位機(jī)控制軟件設(shè)計(jì)

上位機(jī)控制軟件中主要包括:電子名片管理模塊,可以完成聯(lián)系人基本信息和電話號(hào)碼的管理(包括增刪改查等功能);名片分組管理模塊;電話通知信息管理模塊,具有通知語(yǔ)音的錄制、被通知對(duì)象(即電話號(hào)碼)的選取以及將數(shù)據(jù)下載到離線通知裝置等功能;通知信息查詢模塊,可以完成通知狀態(tài)的查詢和補(bǔ)通知控制,也可以對(duì)當(dāng)前或歷史通知內(nèi)容和狀態(tài)進(jìn)行查詢。

電話通知信息和通知指令來(lái)自上位機(jī)控制軟件.上位機(jī)在將預(yù)通知的電話號(hào)碼和語(yǔ)音數(shù)據(jù)打成通知命令數(shù)據(jù)包后,通過(guò)串口發(fā)送給下位機(jī),使下位機(jī)啟動(dòng)脫離計(jì)算機(jī)管理的離線自動(dòng)通知過(guò)程。另外,上位機(jī)還可以發(fā)送獲取通知狀態(tài)命令包,由串口通信中斷服務(wù)程序完成當(dāng)前通知狀態(tài)的上傳任務(wù)。

圖4為離線電話自動(dòng)通知裝置的處理流程。離線自動(dòng)通知裝置上電運(yùn)行,進(jìn)行必要的初始化后,通過(guò)通知狀態(tài)標(biāo)志來(lái)判斷是否啟動(dòng)自動(dòng)通知過(guò)程。通知標(biāo)志由中斷服務(wù)程序根據(jù)接收到的命令包設(shè)置,如果為“真”則裝置轉(zhuǎn)入通知過(guò)程執(zhí)行,否則繼續(xù)查詢狀態(tài)標(biāo)志。在進(jìn)入通知過(guò)程后,首先讀取預(yù)通知的第一個(gè)電話號(hào)碼,再進(jìn)行模擬摘機(jī)準(zhǔn)備撥號(hào)。為了可靠地實(shí)現(xiàn)模擬摘機(jī),要求在摘機(jī)前后都要先判斷摘機(jī)狀態(tài),只有在掛機(jī)狀態(tài)下才能摘機(jī),摘機(jī)有效后才能撥號(hào)。MCU控制撥號(hào)完畢后,從閃存中讀取語(yǔ)音數(shù)據(jù)以8000 H z的頻率發(fā)送給D/A轉(zhuǎn)換器,進(jìn)行播放通知語(yǔ)音。在播放通知語(yǔ)音的過(guò)程中,通過(guò)DTMF信號(hào)檢測(cè)模塊監(jiān)測(cè)線路上的DTMF信號(hào),以判斷接聽(tīng)通知者是否按下確認(rèn)鍵進(jìn)行接聽(tīng)確認(rèn)。如確認(rèn),系統(tǒng)將保存通知狀態(tài),否則通知一個(gè)循環(huán)后進(jìn)行重復(fù)通知。當(dāng)一個(gè)電話通知完畢后,系統(tǒng)繼續(xù)讀取下一個(gè)預(yù)通知電話號(hào)碼,進(jìn)行下一個(gè)電話的通知,直到所有通知被確認(rèn)或超出重復(fù)通知次數(shù)為止。

結(jié) 語(yǔ)

本文根據(jù)電話通知系統(tǒng)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了無(wú)需PC機(jī)實(shí)時(shí)控制的電話自動(dòng)通知系統(tǒng)。系統(tǒng)中的PC機(jī)只是起到一個(gè)信息管理作用,具體的電話通知由離線電話自動(dòng)通知裝置自動(dòng)完成,其工作 不需要PC機(jī)的實(shí)時(shí)管理或控制,是一個(gè)離線通知裝置,可以實(shí)現(xiàn)在下班且PC機(jī)關(guān)機(jī)的狀態(tài)下進(jìn)行電話通知,能夠提高電話的使用效率和節(jié)省能源消耗。

圖4 離線電話自動(dòng)通知處理流程

[1]李延軍,謝晶.基于CTI的語(yǔ)音通知系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[J].計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程,2010(3):179-181.

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[5]孫曉光,王輝照,衛(wèi)孝泉,等.自動(dòng)報(bào)警電話的信號(hào)識(shí)別與控制[J].電子與自動(dòng)化,1999(2):25-29,56.