錢瑩晶，張仁民

（懷化學(xué)院 物理與信息工程系，湖南 懷化 418008）

0 引言

科技的發(fā)展和社會的進(jìn)步影響和改變了人們的生產(chǎn)和生活方式。隨著生產(chǎn)的社會化程度日益加劇，出現(xiàn)了一大批規(guī)模巨大的企事業(yè)和生產(chǎn)企業(yè)，這就給這樣單位和公司發(fā)布開會通知帶來了困難：一些大公司和單位如果要召開緊急會議，就需要用短信群發(fā)或逐個(gè)撥打語音電話通知與會人員，而如果通過發(fā)送短信通知會議人員則會由于短信聲音小且振鈴時(shí)間短不易被人們發(fā)覺（而且缺少實(shí)時(shí)性）；而通過語音撥號則由于需要逐個(gè)撥打而顯得極為繁重，特別是如果公司和企事業(yè)單位人數(shù)太多，這一問題就尤為突出[1]。因此，設(shè)計(jì)一個(gè)能錄入通話內(nèi)容、在線添加和修改被叫人號碼、自動撥號及統(tǒng)計(jì)未撥通號碼的語音群呼系統(tǒng)非常必要。

根據(jù)實(shí)際需要，該系統(tǒng)需要滿足如下功能：

（1）錄入、添加、修改、刪除用戶；

（2）錄音功能；

（3）設(shè)定撥號次數(shù)；

（4）按照設(shè)定的次數(shù)和錄入的用戶信息自動撥號并完成錄入語音的播放；

（5）顯示撥號狀態(tài)、統(tǒng)計(jì)撥號次數(shù)和返回未撥通的用戶名單。

1 系統(tǒng)組成及工作過程

該群呼系統(tǒng)由主控制器、人機(jī)接口、語音模塊、GSM模塊等構(gòu)成，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)組成框圖

系統(tǒng)通過語音模塊錄制需要播放的語音存入存儲器中，然后在ARM處理器的控制下將觸摸屏手寫筆存入的用戶號碼通過GSM模塊撥通，撥通后將該語音通過GSM的語音接口播放出去，撥號的結(jié)果通過觸摸屏顯示出來。

在該系統(tǒng)中，人機(jī)接口采用TFT-LCD觸摸屏、ARM處理器采用三星的S3C2440處理器、語音芯片采用飛利浦公司的UDA1341、GSM模塊采用西門子公司的TC35i。

2 硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，這里只給出部分核心電路，包括ARM處理器與觸摸屏的連接、語音模塊與ARM處理器及GSM模塊的連接、GSM模塊與ARM處理器的連接。

2.1 ARM處理器與觸摸屏的連接

TFT-LCD的主要特點(diǎn)是為每個(gè)像素配置一個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)器件，由于每個(gè)像素都可以通過點(diǎn)脈沖直接控制，因此每個(gè)節(jié)點(diǎn)都相對獨(dú)立，并可以進(jìn)行連續(xù)控制[2]。

該LCD接口是一個(gè)41Pin 0.5 mm間距的白色座，其中包含了常見LCD所用的大部分控制信號（行場掃描、時(shí)鐘和使能等）和完整的RGB數(shù)據(jù)信號 （RGB輸出為8：8：8， 即最高可支持1 600萬色的LCD）；37、38、39、40為四線觸摸屏接口，它們可以直接連接觸摸屏使用。

2.2 語音模塊與ARM處理器及GSM模塊的連接

圖2所示為語音模塊與ARM處理器及GSM模塊的連接的硬件框圖。

圖2 語音模塊連接硬件框圖

ARM處理器S3C2410的IIS總線信號與語音芯片UDAl34l的IIS信號直接相連[3]。L3接口的引腳L3MODE、L3CLOCK和L3DATA分別連到S3C2440的GPBl、GPB2和GPB3通用數(shù)據(jù)輸出引腳。UDAl34l對外提供兩組音頻信號輸入接口，每組包括左右2個(gè)聲道。由于IIS總線只處理音頻數(shù)據(jù)，而其他的信號（如編碼、控制等信號）單獨(dú)傳送[4]。為了使必需的引腳數(shù)最小并且保持連線簡單，IIS總線由3條信號線組成：時(shí)分復(fù)用的數(shù)據(jù)通道線、字段選擇線和時(shí)鐘信號線。本系統(tǒng)由系統(tǒng)主控制器提供時(shí)鐘信號，控制數(shù)字音頻數(shù)據(jù)在各個(gè)IC之間的流向。此時(shí)，發(fā)送器在外部時(shí)鐘信號的控制下產(chǎn)生數(shù)據(jù)，處于從模式。具體連接如圖3所示。

圖3 語音模塊與ARM處理器及GSM模塊的連接圖

2.3 GSM模塊與ARM處理器的連接

ARM處理器S3C2440與GSM模塊TC35i是通過USB轉(zhuǎn)串口進(jìn)行通信的。用USB Host接口與GSM模塊連接[5]。USB Host與普通PC的USB接口是一樣的，接口電路如圖4所示。

圖4 GSM模塊與ARM處理器的USB Host連接接口

3 軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)包括Linux內(nèi)核移植、QT-4.6移植、語音業(yè)務(wù)GSM拔號軟件設(shè)計(jì)和語音錄放軟件設(shè)計(jì)，本文只對該系統(tǒng)的GSM語音拔號軟件設(shè)計(jì)和語音錄放軟件設(shè)計(jì)這兩個(gè)核心部分進(jìn)行介紹，至于Linux內(nèi)核移植、QT-4.6移植這些部分與其他的嵌入式開發(fā)系統(tǒng)并無太大差別[6-7]，這里不再贅述。

3.1 語音業(yè)務(wù)GSM拔號程序設(shè)計(jì)

ARM處理器通過串口發(fā)送AT指令來控制GSM模塊TC35i的工作。AT指令及該GSM模塊的使用及相關(guān)信息可以參考相關(guān)文獻(xiàn)資料。

首先需要進(jìn)行串口的設(shè)置，串口通信的設(shè)置要符合TC35i通信的要求；然后就是對TC35i初始化，初始化的過程主要包括與TC35i建立連接、音頻模式的設(shè)置、取消回顯等；最后就是進(jìn)行循環(huán)呼叫，在呼叫的同時(shí)，不斷讀取并且更新拔號的狀態(tài)，同時(shí)也統(tǒng)計(jì)呼叫的次數(shù)，每當(dāng)呼叫一個(gè)號碼之后，進(jìn)行一下號碼呼叫，直到所有的號碼呼叫完為止。撥號放音應(yīng)用主程序及子程序如圖5、圖6所示。

圖5 撥號放音應(yīng)用主程序

圖6 撥號放音子程序

3.2 語音錄放程序設(shè)計(jì)

（1）錄音部分

本系統(tǒng)支持兩種錄音格式，一種是原始數(shù)據(jù)pcm格式，沒有經(jīng)過任何壓縮的WAV音頻文件；另一種是經(jīng)過lame壓縮的mp3格式。從聲卡讀取pcm數(shù)據(jù)，加上文件頭信息直接寫入WAV文件，如果要錄制成mp3格式，需要使用lame庫對pcm數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，然后寫入mp3文件。其設(shè)計(jì)流程圖如圖7所示。

（2）放音部分

放音與錄音相反，放音時(shí)，如果為WAV文件格式，解析頭獲取采樣率、量化位數(shù)、聲道數(shù)，對聲卡進(jìn)行初始化，然后跳過文件頭，直接讀取pcm數(shù)據(jù)寫入聲卡，就能播放WAV文件。對于MP3文件格式，需要使用libmad解碼成pcm數(shù)據(jù)即可。其設(shè)計(jì)流程圖如圖8所示。

圖7 錄音流程圖

圖8 放音流程圖

4 測試結(jié)果

至此系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成，圖9、圖10所示為對系統(tǒng)的撥號部分和語音的錄放部分分別進(jìn)行的測試。

圖9 撥號軟件界面測試

圖10 錄音與放音功能測試

5 結(jié)論

本文介紹了一種基于ARM+Linux的便攜式語音業(yè)務(wù)群呼系統(tǒng)硬件與軟件設(shè)計(jì)，通過自行設(shè)計(jì)樣機(jī)的測試表明該系統(tǒng)具有能錄入話音、設(shè)置呼叫號碼、自動撥號放音和統(tǒng)計(jì)未呼叫成功號碼等功能，系統(tǒng)操作簡單、界面友好、成本低廉。隨著生產(chǎn)社會化的日益加劇和人民對生活智能化的要求日益提高，以該系統(tǒng)所代表的技術(shù)和理念的語音業(yè)務(wù)群呼智能系統(tǒng)必將廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域之中。

[1]劉誠.智能家居控制子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[D].北京：北京大學(xué)，2008.

[2]潘玉龍.嵌入式家庭智能終端的集成與實(shí)現(xiàn)[D].北京：北京大學(xué)，2004.

[3]Samsung.S3C2410 datasheet[DB/OL].（2010-05-30）[2013-02-15].http：//download.csdn.net/download/omycle/2408896.

[4]Philips.UDA1341 datasheet[DB/OL].（1998-12-18）[2013-02-15].http：//datasheet.eepw.com.cn/datasheet/search

[5]Siemens.TC35i user guide[DB/OL].（2009-09-10）[2013-02-15].http：//www.siemens.com.

[6]田澤.ARM9嵌入式Linux開發(fā)試驗(yàn)與實(shí)踐[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006.

[7]熊茂華.ARM9嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)應(yīng)用[R].北京：清華大學(xué)嵌入式設(shè)計(jì)研究院，2008：136-180.