常海濱

(陜西學(xué)前師范學(xué)院 陜西 西安 710100)

計算機(jī)輔助語音撥號系統(tǒng)設(shè)計

常海濱

(陜西學(xué)前師范學(xué)院 陜西 西安 710100)

針對當(dāng)前對批量撥號應(yīng)用的需求,并且考慮到傳統(tǒng)固定電話在批量撥號功能上的欠缺,文中提出一種實施簡單、費(fèi)用低廉的改造方案以實現(xiàn)傳統(tǒng)固定電話批量自動撥號功能。嵌入式設(shè)備可以對電子設(shè)備進(jìn)行控制,完成開關(guān)量的輸出。個人微計算機(jī)可以處理大量的數(shù)字文件,并且日常辦公使用的文件大多已經(jīng)電子化,有計算機(jī)軟件操作完成。在本設(shè)計中,采用以微控制器為核心器件的嵌入式設(shè)備控制傳統(tǒng)固定電話的撥號與摘掛機(jī)過程,通過開發(fā)基于MFC的用戶交互軟件來實現(xiàn)從EXCEL表格文件中讀取個人電話號碼的功能。并最終通過串口將上位機(jī)讀取的撥號信息傳遞給嵌入式控制板,完成最終的撥號過程。通過公司內(nèi)部的撥號系統(tǒng)進(jìn)行測試表明,本系統(tǒng)可以在現(xiàn)有座機(jī)電話進(jìn)行簡單改造實現(xiàn)批量號碼的撥號功能,而且撥號規(guī)則可以靈活變通,方便其他應(yīng)用場合結(jié)合自身需要進(jìn)行擴(kuò)展。

智能電話；單片機(jī)；MFC；EXCEL讀寫；UART

現(xiàn)代社會中,手機(jī)QQ、微信已經(jīng)在改變著人們通信的方式,但是傳統(tǒng)的語音通信功能由于擁有實時性的特點,依然在許多場合下扮演著非常重要的角色,許多重要信息依然是通過語音通信系統(tǒng)進(jìn)行傳輸?shù)?。隨著電子技術(shù)的進(jìn)步,語音信息的傳播越來越智能化,而且在更多公眾性的場合下被應(yīng)用。通過信息技術(shù)的改進(jìn),語音通信系統(tǒng)還實現(xiàn)了批量撥號和智能交互的功能。如近年出現(xiàn)的高考語音查詢系統(tǒng)。人們可以通過撥號查詢成績數(shù)據(jù)庫,并在接入后通過撥號完成一次數(shù)據(jù)交互,并最終通過語音軟件將查詢的信息“說”出來［1］。

此類語音系統(tǒng)通常使用語音卡來完成。這些語音卡往往制作成板卡樣式,插入計算機(jī)主板中。通過PCI總線完成與計算機(jī)的連接。在使用中需要特殊的函數(shù)庫的支持。該類系統(tǒng)類似小型智能交換機(jī)。作為一個程控智能設(shè)備,語音卡完成了對打入電話的自動摘機(jī)掛機(jī)功能,并能夠讀取通話線路傳遞的模擬信號,并解碼成相應(yīng)的撥號信息。

在一些比較大的公司中總部往往會為分公司提供一種公用語音系統(tǒng)接口。分公司可以通過專用線路將所需要撥打的號碼以一定的格式撥號至該語音系統(tǒng),然后便可以通過總公司的語音系統(tǒng)進(jìn)行撥打常規(guī)回訪電話。在對此類應(yīng)用場景進(jìn)行批量撥號改造設(shè)計中,傳統(tǒng)的語音卡方案雖然功能強(qiáng)大,但是確實提供了許多冗余功能,從而使得整個設(shè)計的費(fèi)用往往比較高。另外以往子公司在針對此類應(yīng)用,常通過雇傭大量人員,采用人工撥打電話的方式。采用語音卡進(jìn)行升級會造成大量固定座機(jī)的浪費(fèi)。

文中介紹了一種計算機(jī)輔助語音撥號系統(tǒng)。該系統(tǒng)由在計算機(jī)上運(yùn)行的上位機(jī)軟件和嵌入式設(shè)備組成。通過嵌入式設(shè)備連接傳統(tǒng)固定電話,使得傳統(tǒng)的電話可以經(jīng)由少量信號線被嵌入式設(shè)備控制,完成自動摘掛機(jī)和撥號的過程。另外考慮到大多數(shù)號碼名單往往存于Excel表格中,本設(shè)計采取結(jié)合計算機(jī)的方式實現(xiàn)上位機(jī)原始號碼讀取的功能。在MFC下開發(fā)表格讀寫和串口通信的軟件,從而將上位機(jī)獲取的號碼信息傳輸至下位機(jī)完成撥號功能。

1 總體設(shè)計

在傳統(tǒng)的固定電話的設(shè)計中,絕大多數(shù)固定電話的鍵盤掃描功能是由專門芯片完成的,并且直接將獲得的鍵值發(fā)送給DTMF發(fā)生芯片來完成雙音頻信號的合成。為了能夠方便該計算機(jī)輔助撥號系統(tǒng)的擴(kuò)展性,本設(shè)計采取直接控制鍵盤掃描芯片,以實現(xiàn)控制固定電話撥號的功能。

本方案設(shè)計中主要由計算機(jī)上位機(jī)和嵌入式控制模塊組成。上位機(jī)的主要功能是完成對存入Excel表格中的電話號碼信息進(jìn)行讀取。然后通過RS232通信接口,將讀出的電話號碼信息發(fā)送給嵌入式設(shè)備。嵌入式設(shè)備采用一片核心MCU作為中央控制器,完成對上位機(jī)數(shù)據(jù)讀取的功能。然后通過控制開關(guān)矩陣完成號碼的撥號功能。系統(tǒng)整體設(shè)計框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structure diagram of the system

2 上位機(jī)軟件設(shè)計

考慮到大多數(shù)電子名單都存于Office辦公軟件Excel中,上位機(jī)的核心功能可以被分為3大塊,分別為Excel表單數(shù)據(jù)獲取、UI用戶界面設(shè)計和與下位機(jī)通信3大部分。本設(shè)計采用Visio C++環(huán)境,并基于MFC庫開發(fā)。MFC庫是微軟在VC6.0環(huán)境下對用戶交互界面程序編寫的一種開發(fā)庫。并且該環(huán)境非常好的支持了Office軟件產(chǎn)品的二次開發(fā)。可以通過關(guān)聯(lián)并調(diào)用每一款軟件對應(yīng)的接口庫文件,實現(xiàn)對Office文檔的讀寫操作。同時在MFC控件中也提供了大量的底層通信的接口,可以通過直接拖拽com口控件實現(xiàn)對RS232接口的讀寫操作［2-3］。上位機(jī)系統(tǒng)框圖設(shè)計如圖2所示。

圖2 上位機(jī)軟件體系框圖Fig.2 Structure diagram of the software in PC

1）EXCEl接口軟件設(shè)計

VC 6.0的開發(fā)環(huán)境中已經(jīng)增加了對Office文件的讀取支持,且版本不同需要添加所安裝Office版本的開發(fā)庫的支持。在MFC中對Excel文件讀寫操作函數(shù)是封裝在特定的類中。在創(chuàng)建工程之后添加新的類,在選擇類型的時候選擇添加From a type library。在彈出的對話框中尋找Office軟件的安裝目錄。以往的添加過程中往往尋找.olb類型的文件,在Office2003以上的版本中,Office接口庫程序可以通過添加.exe可執(zhí)行文件完成。操作如圖3所示。

圖3 MFC添加類庫Fig.3 Add class to MFC project

添加完畢后,軟件運(yùn)行流程圖4所示。

圖4 EXCEL讀寫軟件流程Fig.4 The operation progress of software for EXCEL

在操作Excel軟件中需要在工作薄中創(chuàng)建工作表,并在工作表中完成數(shù)據(jù)的錄入和數(shù)據(jù)的處理。在VC中進(jìn)行軟件開發(fā)過程中,也需要針對每個數(shù)據(jù)存儲模塊分別設(shè)計對應(yīng)操作。軟件中通過創(chuàng)建對應(yīng)對象來實現(xiàn)這一功能。Workbooks是工作薄的對象,Worksheets是工作表對應(yīng)的對象。Range是對一個工作表中單元格操作的集合。獲取Excel開發(fā)庫支持并例化對象后就可以開始對單元格進(jìn)行操作了。

在單元格操作中有4個關(guān)鍵的操作分別是單元格定位、單元格讀、單元格寫和保存。單元格定位操作中輸入的參數(shù)為行 列 坐 標(biāo) ,range=sheet.GetRange （COleVariant（＂A1＂），COleVariant（＂A1＂））；獲取當(dāng)前坐標(biāo)單元格之后就可以進(jìn)行讀寫操作了。range.GetValue（）和range.SetValue2（COleVariant（＂******＂））；分別實現(xiàn)了指定單元格區(qū)域的讀寫。book.Save（）實現(xiàn)對整個工作薄的保存。至此EXCEL文檔可以順利操作了［3］。

2）UART接口軟件設(shè)計

UART是一種通用全雙工串行數(shù)據(jù)總線,用于異步通信。在嵌入式設(shè)計中,UART是主機(jī)與輔助設(shè)備通信的常用方式,如計算機(jī)和嵌入式微控制器。在本設(shè)計中使用UART接口將MFC中讀取的電話號碼信息傳輸給單片機(jī)從而完成相應(yīng)的撥號過程。在MFC框架中,對底層串口的操作是封裝在CMSComm類中的。在添加類向?qū)е刑砑覥MSComm類對象m_ctrlComm,然后在cpp文件中編寫初始化操作?？紤]到撥號的時間相比傳輸時間長很多,這里選擇波特率為19 200,格式為無校驗8個數(shù)據(jù)位一個停止位,代碼設(shè)置為m_ctrlComm.SetSettings（＂19200，n，8，1＂）；

串口初始化完畢之后便可以進(jìn)行讀寫操作了。從串口發(fā)送數(shù)據(jù)就是向串口發(fā)送緩存區(qū)寫入數(shù)據(jù),操作代碼為m_ctrlComm.SetOutput（COleVariant（*****））；從串口接受數(shù)據(jù)是通過軟件觸發(fā)完成的。當(dāng)?shù)讓釉O(shè)備向計算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時,會觸發(fā)OnComm（）消息。在其內(nèi)部可以添加讀取函數(shù)。當(dāng)有串口接收到數(shù)據(jù)時m_ctrlComm.GetCommEvent（）操作將返回一個非零的數(shù)值,可以通過判斷該返回值判斷是否有數(shù)發(fā)回。之后便可以通過m_ctrlComm.GetInput（）操作讀取緩存區(qū)以獲得數(shù)據(jù)。從而完成串口數(shù)據(jù)收發(fā)操作。

3 底層嵌入式控制板設(shè)計

1）底層硬件設(shè)計

在底層接口設(shè)計中主要需要完成兩個重要功能。首先是完成對電話機(jī)的摘掛機(jī)的操作。該部分使用MCU通用IO引腳輸出高低電平控制開關(guān)電路來實現(xiàn)控制摘掛機(jī)。其次是對電話的鍵盤按鍵功能的模擬。在傳統(tǒng)固定電話機(jī)中,按鍵掃描與DTMF編碼是在同一芯片中實現(xiàn)的。常見的處理芯片有W91314等。行列掃描引線接入4*4矩陣開關(guān),檢查用戶按下的信息。在這一部分本設(shè)計采用矩陣開關(guān)來實現(xiàn)。將電話機(jī)原有的鍵盤掃描線路接到矩陣開關(guān)通斷引腳,使用控制引腳選擇通斷組合,從而實現(xiàn)按鍵的模擬。這一功能選擇CSC8816芯片來實現(xiàn)。主控芯片選擇STC89C52RC單片機(jī)來完成,該單片機(jī)擁有四組八位IO引腳,工作在5V電壓下有著比較強(qiáng)的驅(qū)動能力。52系列使用51單片機(jī)通用的指令集,代碼通用,移植性強(qiáng)。且擁有2K的存儲空間,可以執(zhí)行較復(fù)雜的操作過程。核心硬件設(shè)計如圖5所示。

圖5 底層硬件設(shè)計Fig.5 The design of the hardware

2）底層軟件設(shè)計

單片機(jī)上的軟件部分負(fù)責(zé)接收從上位機(jī)傳輸來的號碼信息,并按照一定規(guī)則撥打出去。這一部分中,串口的接收是通過硬件中斷來實現(xiàn)的,整個操作是從中斷處理函數(shù)開始的。首先,對串口進(jìn)行初始化設(shè)置。這里設(shè)置串口模式、定時器和中斷寄存器。核心代碼為SCON=0x50；TMOD|=0x20；IE |=0x90；這樣設(shè)置之后在串口接收中斷服務(wù)函數(shù)中編寫撥號代碼［4-5］。圖流程圖如6所示。

在撥打每一個號碼時,通過設(shè)定CSC8816輸入控制引腳狀態(tài),選擇接通的行號和列號,完成按鍵按下的模擬。并且在撥打每一個號碼時還需要添加適當(dāng)延時,根據(jù)DTMF規(guī)則一般至少在100 ms。

圖6 撥號軟件流程Fig.6 The progress of dialing software

4 實驗應(yīng)用

在實際測試過程中,采用一臺PC主機(jī)按總線形式連接多套自動撥號設(shè)備,每套設(shè)備控制2部座機(jī)的規(guī)格設(shè)置。連接設(shè)置完畢后,打開主機(jī)并啟動主程序并選擇所需撥號的名單。待名單遍歷后主程序開始撥號。觀察所撥號碼的歸屬電話,在適當(dāng)時間后都可以收到回訪電話。本套設(shè)備在某通信運(yùn)營子公司運(yùn)行界面圖7所示。

圖7 軟件操作界面Fig.7 The operation of the UI software

5 結(jié)論

經(jīng)測試表明,本設(shè)計可以將存儲于計算機(jī)excel文件上的用戶號碼名單讀取出來,并通過下位機(jī)將號此碼撥打出去。通過軟硬件的幫助,可以將大量的號碼有序撥打出去。該設(shè)計簡單并且方便各單位在原有座機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行智能升級,不需要進(jìn)行大規(guī)模的更新?lián)Q代［6］。對未來智能電話的改進(jìn)提供了參考。

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Design of computer aided telephone dialing system

CHANG Hai-bing
（Shanxi Xueqian Normal University,Xiˊan 710100，China）

Considering the need of dialing with large number and the inconvenient of the traditional line phone，a new improvement which is very easy and cost little is described in this article to make the traditional telephone dial automatically.Combined with embedded MCU and PC，this equipment can read all the information from the excel file and dial them automatically.In this design the embedded board is in charge of the dialing and picking up or hanging over the phone，while the software in PC will read all the number in excel file and send this to the embedded board.The test of this equipment in the phone system in the lab shows that this design performs well and can be used in many other situations with little change.

smart phone；MCU；MFC；EXCEL develop；UART

TN916

：A

：1674-6236（2015）18-0157-03

2015-02-13稿件編號：201502112

常海濱（1981—）,男,陜西西安人,碩士,講師。研究方向:信號與信息處理、信息系統(tǒng)設(shè)計。