無需PC機控制的離線電話自動通知系統(tǒng)設計

　　目前，多數(shù)類似的通知系統(tǒng)都是基于CTI卡實現(xiàn)的[1]。這種系統(tǒng)需要由計算機進行實時控制才能夠?qū)崿F(xiàn)撥打電話和播放通知語音，因此在實現(xiàn)通知任務時計算機需要開機，這樣就不利于在下班時間或假期無人職守時進行通知。本文設計了一個主要由離線電話自動通知裝置構成的電話自動通知系統(tǒng)，其通知過程不需要PC機實時管理。

　　1 系統(tǒng)總體設計

　　本系統(tǒng)由上位機自動通知控制軟件和下位機離線電話自動通知裝置構成。其中，上位機自動通知控制軟件主要完成電話號碼和通知信息的管理，它只是一個信息管理系統(tǒng)，而具體電話通知的工作是由離線電話自動通知裝置獨立自動完成的。

　　如圖1所示，離線電話自動通知裝置主要由通知信息存儲模塊、語音數(shù)據(jù)存儲與播放電路、電話呼叫及狀態(tài)檢測模塊、DTMF信號檢測模塊、串口通信及系統(tǒng)控制模塊等組成。其中，通知信息存儲模塊用來完成通知信息(包括被通知的電話號碼、通知語音和提示音的存儲以及本次通知狀態(tài)信息)的存儲，硬件上主要使用串口閃存芯片實現(xiàn);語音數(shù)據(jù)存儲與播放電路用來完成語音信息的D/A轉(zhuǎn)換，再通過語音信號耦合電路將音頻信號與電話線路進行信號耦合輸出;電話呼叫及狀態(tài)檢測模塊用來完成電話號碼的撥叫和呼叫狀態(tài)的檢測，用于判斷接聽狀態(tài)，其中包括DTMF信號生成與呼叫及狀態(tài)檢測電路(使用DTMF編解碼芯片完成)、模擬摘掛機電路及摘掛機檢測電路;DTMF信號檢測模塊用來檢測電話撥通之后，播放通知語音過程中接聽方是否按下確認鍵(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)構成的控制單元組成，用來完成通知過程的控制和數(shù)據(jù)通信。

　　圖1 離線電話自動通知裝置結(jié)構框圖

　　2 語音數(shù)據(jù)存儲與播放電路

　　電話通知信息主要由電話號碼數(shù)據(jù)和語音信息編碼數(shù)據(jù)構成。其中，電話號碼數(shù)據(jù)為ASCII碼，信息量不多;語音信息編碼數(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，單片機程序還要設計相應的解碼程序，會加重單片機的執(zhí)行負擔，因此建議使用PCM編碼格式。

　　圖2 語音數(shù)據(jù)存儲與播放電路

　　語音數(shù)據(jù)存儲與播放電路如圖2所示。針對電話系統(tǒng)的語音質(zhì)量要求不高的特點[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分鐘的語音數(shù)據(jù)量為1×8000×120=960000 B，再加上電話號碼信息所用的1 MB閃存，系統(tǒng)使用16 Mb(2 MB)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W25X16 [3]，由于AT89S52沒有SPI接口，所以使用P1口，通過軟件方式來模擬SPI口實現(xiàn)與W25X16的通信。

　　MCU將閃存W25X16中的語音數(shù)據(jù)通過P1口線讀出后，以8000 Hz的頻率通過P0口發(fā)送給D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832，進行語音還原輸出;模擬語音經(jīng)過放大器LM393AH進行電流電壓轉(zhuǎn)換后，送至語音信號耦合電路輸入線TONE，將語音信號耦合到電話線路上，從而實現(xiàn)電話通知的語音播放。

　　3 DTMF信號生成與呼叫及狀態(tài)檢測電路

　　DTMF信號生成與呼叫及狀態(tài)檢測電路如圖3所示。上位機將要撥打的電話號碼和需要播報的電話語音通過串口發(fā)送給MCU，并存儲到Flash芯片W25X16中后，MCU將啟動電話自動通知過程。從W25X16中讀取要撥打的電話號碼，系統(tǒng)置P3.4為高電平，進行模擬摘機。當系統(tǒng)通過P3.7 檢測到摘機狀態(tài)有效后，將每位電話號碼數(shù)據(jù)的BCD碼送至MT8888的D0~D3數(shù)據(jù)線，同時使WR和CS信號有效，即可寫入MT8888的DTMF編碼電路。MT8888根據(jù)MCU連續(xù)寫入的BCD碼，通過TONE引腳連續(xù)發(fā)出相應的DTMF信號，再經(jīng)由Q1、Q2構成的語音信號耦合電路[4]將音頻信號耦合到電話線上，從而發(fā)送給程控交換機實現(xiàn)軟件撥號。

　　圖3 DTMF信號生成與呼叫及狀態(tài)檢測電路

　　撥號完成后，MCU設置MT8888工作在呼叫監(jiān)聽模式，進行呼叫狀態(tài)監(jiān)聽。MT8888通過2引腳檢測電話線上傳輸信號，MCU通過讀取 MT8888的IRQ/CP引腳輸出的脈沖頻率和脈沖個數(shù)即可分析出呼叫狀態(tài)。若線路上傳輸?shù)氖?50 Hz的音頻信號，而且是持續(xù)1 s后4 s無的循環(huán)信號，則為回鈴音信號，即處于振鈴狀態(tài);如果線路上傳輸?shù)氖?50 Hz的音頻信號，而且0.35 s通0.35 s斷的循環(huán)信號，則為忙音信號，即處于線路忙或掛機狀態(tài)。

　　在語音播報過程中，系統(tǒng)同樣使用另一塊MT8888芯片構成的DTMF檢測電路，檢測當前電話接聽者的按鍵動作，以判斷其是否按下確認按鍵。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 上位機控制軟件設計

　　上位機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，具有通知語音的錄制、被通知對象(即電話號碼)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)的查詢和補通知控制，也可以對當前或歷史通知內(nèi)容和狀態(tài)進行查詢。

　　電話通知信息和通知指令來自上位機控制軟件.上位機在將預通知的電話號碼和語音數(shù)據(jù)打成通知命令數(shù)據(jù)包后，通過串口發(fā)送給下位機，使下位機啟動脫離計算機管理的離線自動通知過程。另外，上位機還可以發(fā)送獲取通知狀態(tài)命令包，由串口通信中斷服務程序完成當前通知狀態(tài)的上傳任務。

　　圖4為離線電話自動通知裝置的處理流程。離線自動通知裝置上電運行，進行必要的初始化后，通過通知狀態(tài)標志來判斷是否啟動自動通知過程。通知標志由中斷服務程序根據(jù)接收到的命令包設置，如果為“真”則裝置轉(zhuǎn)入通知過程執(zhí)行，否則繼續(xù)查詢狀態(tài)標志。在進入通知過程后，首先讀取預通知的第一個電話號碼，再進行模擬摘機準備撥號。為了可靠地實現(xiàn)模擬摘機，要求在摘機前后都要先判斷摘機狀態(tài)，只有在掛機狀態(tài)下才能摘機，摘機有效后才能撥號。MCU控制撥號完畢后，從閃存中讀取語音數(shù)據(jù)以8000 Hz的頻率發(fā)送給D/A轉(zhuǎn)換器，進行播放通知語音。在播放通知語音的過程中，通過DTMF信號檢測模塊監(jiān)測線路上的DTMF信號，以判斷接聽通知者是否按下確認鍵進行接聽確認。如確認，系統(tǒng)將保存通知狀態(tài)，否則通知一個循環(huán)后進行重復通知。當一個電話通知完畢后，系統(tǒng)繼續(xù)讀取下一個預通知電話號碼，進行下一個電話的通知，直到所有通知被確認或超出重復通知次數(shù)為止。

　　結(jié)語

　　本文根據(jù)電話通知系統(tǒng)的特點，設計了無需PC機實時控制的電話自動通知系統(tǒng)。系統(tǒng)中的PC機只是起到一個信息管理作用，具體的電話通知由離線電話自動通知裝置自動完成，其工作 77不需要PC機的實時管理或控制，是一個離線通知裝置， 可以實現(xiàn)在下班且PC機關機的狀態(tài)下進行電話通知，能夠提高電話的使用效率和節(jié)省能源消耗。

　　圖4 離線電話自動通知處理流程