基于一種固定電話監測終端的掛機短信系統設計

李本龍++李欣

摘 要： 固定電話在政府、企事業單位、家庭廣泛應用，其是最大眾化的公眾通信工具和接入門戶。固定電話的擁有者通常需要在通話結束時以短信的形式給對方傳遞一種信息。在已設計的以ATmega16單片機為核心的固定電話監測終端硬件平臺的基礎上實現掛機短信系統設計。該系統采用無連接的UDP協議以及自定義的TCP/IP模型應用層協議實現監測終端和實時監控軟件網絡通信。監測終端將檢測到的PSTN網絡中固定電話端的信令轉換成數據包發送到實時監控軟件進行處理，從而實現短信觸發和話務的電子化管理。

關鍵詞： 掛機短信； ATmega16； 信令； TCP/IP； 電子化管理

中圖分類號： TN911?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2015）10?0035?03

0 引 言

掛機短信是當客戶用手機撥打企業的某一固定電話并在通話結束時，系統將發送一條短信到客戶手機上，短信內容一般為企業介紹、產品介紹等[1]。近幾年掛機短信發展迅速，年收入超億元，用戶規模超百萬，這說明了掛機短信市場需求之大。

項目中實現了一種掛機短信系統設計，以ATmega16單片機[2]為核心的固定電話監測終端與開通來電顯示業務的被監測固定電話并聯，監測終端將監測到的PSTN網絡中固定電話端的信令轉換為滿足自定義TCP/IP模型應用層協議格式的數據包。監測終端通過Internet網絡將數據包發送到服務器端的實時監控軟件進行處理，從而實現短信觸發、來去電號碼全記錄和話務的電子化管理[3]。用戶通過B/S架構的網站可以制定個性化的短信內容、個性化的短信發送策略，并且可以隨時查詢、導出分配監測終端下的通話明細等。

1 系統總體結構

該系統主要由固定電話監測終端、服務器端實時監控軟件、基于SQL 2005的數據庫管理系統、B/S架構的終端管理網站以及第三方的短息接口組成。系統的總體結構框圖如圖1所示。固定電話監測終端是以ATmega16單片機為控制器，以串口轉以太網為通信模塊的電話監測終端。該終端與被監測固定電話并聯，能夠識別FSK和DTMF雙制式來顯[4]，以及能夠檢測到PSTN網絡中固定電話端的信令[5]，比如振鈴、摘機、按鍵、掛機、未接等。監測終端將檢測到的信令轉換成數據包發送到實時監控軟件。實時監控軟件根據實時監控協議，解析傳來的數據包，利用短信接口發送下行短信，實現通話明細的自動化記錄。數據庫管理系統儲存管理著所有監測終端發過來的數據包信息，以供用戶通過B/S架構的網站管理分配終端下的通話明細。

本系統將監測終端檢測到的摘機信令作為固定電話一次完整通話過程的開始標志，將檢測到的掛機信令作為固定電話一次完整通話過程的結束標志。實時監控軟件在收到來電過程中的掛機數據包時觸發短信操作。

圖1 系統總體結構框圖

2 協議設計

進行網絡通信的系統，需要根據系統的特點選擇適合系統的通信協議。因為UDP協議使用盡最大努力交付，即不保證可靠交付，主機不需要維持復雜的鏈接狀態表以及具有高效性等特點，所以本系統采用無連接的UDP傳輸層協議。除此之外，需要制定出適合本系統的自定義TCP/IP模型應用層通信協議[6]以保證實時監控軟件能夠識別固定電話監測終端傳來數據包的具體含義。PSTN網絡中的通話過程一般可以分為來電過程和去電過程。在來電過程和去電過程中用戶對固定電話有多種可能操作，比如摘機、按鍵、掛機等，但是一次完整的通話過程必定以摘機操作作為開始標志，以掛機操作作為結束標志。其協議格式為：#來電/去電；摘機/掛機；終端注冊號；遠端號碼；其他；#。該協議采用首尾界定符來識別一個數據包的開始和結束，去電過程用A0表示，來電過程用A1表示，摘機動作用B0表示，掛機動作用B1表示，未接用B2表示，終端注冊號為每個固定電話監測終端的惟一ID，遠端號碼為來電或者去電電話號碼，其他為按鍵信息。

去電過程數據包的詳細介紹如表1所示。

來電過程數據包的詳細介紹如表2所示。

表1 去電過程數據包示例表

表2 來電過程數據包示例表

3 軟件設計

整個系統采用C/S的軟件系統結構，固定電話監測終端為客戶端，實時監控軟件為服務器端[7]。監測終端將監測到的信令按照自定義實時監控協議轉換為相應數據包并通過Internet網絡發送到服務器端。

實時監控軟件解析來電過程或者去電過程的數據包，利用短信接口發送下行短信，并將其進行數據庫備份操作處理，從而實現用戶固定電話話務電子化管理。由于一次通話過程以掛機數據包作為結束標志，所以監控軟件將一次通話過程收到的包先暫時存儲在臨時表中，當收到掛機數據包的時候將整條信息備份到明細表中，并觸發短信過程，其臨時表的字段信息如表3所示。

表3 臨時表中字段信息

實時監控軟件分為心跳處理過程、去電包處理過程和來電包處理過程，整個系統的軟件流程圖如圖2所示。因為系統管理員需要知道系統下的固定電話監測終端是否在線，所以該系統需要有心跳監聽機制[8]。該系統的固定電話監測終端需要每3 min給服務器端實時監控軟件發送一個心跳包，以判斷該終端是否仍然工作。

心跳包的協議格式為：&注冊終端；其他；&。在SQL2005數據庫中維護著終端在線表，其字段信息如表4所示。

表4 終端在線表中字段信息

圖2 系統軟件流程圖

實時監控軟件將接收到的心跳包處理后存入終端在線表中并更新相應終端的接入時間。服務器端實時監控軟件每隔1 min訪問一次終端在線表，以此判斷固定電話監測終端接入時間與當前時間是否超過30 min，如果超過30 min就將滿足條件的記錄從終端在線表中刪除，以表示相應終端已不在系統的監控范圍。

根據功能性要求，去電過程不需要在掛機的時候觸發短信，只需要記錄通話明細。只有為在該系統注冊的用戶分配的終端才是合法的終端，才對該終端進行監控。在去電過程中實時監控軟件在收到某監控終端的摘機包時需要判斷該注冊終端用戶的資費信息是否存在，用戶的信用額度是否大于零等，若都滿足，說明這是一次合法的通話過程就將其數據包存入臨時表中。當收到掛機數據包時，實時監控軟件就將臨時表中的該終端記錄復制到終端明細表中，以讓用戶隨時查詢通話明細。

其去電處理過程的流程圖如圖3所示。用戶通過該系統中B/S架構的網站可以制定個性化的短信內容，個性化的短信發送策略，同樣可以實現短信內容和短信發送策略隨時修改，以

適應企業在不同時間傳遞不同的信息。

圖3 去電處理過程圖

4 結 語

本文介紹了一種以ATmega16單片機為核心的固定電話監測終端的掛機短信系統設計，系統軟件結構采用分模塊設計使該系統具有功能易擴展性。系統經過長期的測試改進具有很強的穩定性、健壯性，短信觸發成功率高，實時性好。該系統集固定電話話務電子化管理和掛機短信功能，已投入商業應用中。

參考文獻

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