基于语音卡的语音信箱系统的设计与实现

第 33卷第 4期 华 北 电 力 大 学 学 报 Vol.33, No.4 2006年 7月 Journal of North China Electric Power University Jul., 2006 收稿日期：2006-05-15. 作者简介：徐琳茜 (1963－), 女, 华北电力大学计算机科学与技术学院 NGN技术及应用研究所讲师. 基于语音卡的语音信箱系统的设计与实现 徐琳茜，吴开炎，赵建涛 （华北电力大学计算机科学与技术学院 NGN技术及应用研究所，北京 102206） 摘要：CTI技术是计算机与通讯相互融合的技术，利用 CTI技术开发并实现了基于语音卡的语音信箱系统。 详细说明了系统的体系结构、模块划分及实现细节。该系统实现了录制和收听留言等基本功能，同时扩充 了网络功能，可根据用户需求自由设定，使得留言的收听更加方便。预留的短信接口模块增加了系统的扩 展性，方便系统的功能升级。 关键词：CTI；语音信箱；语音卡；留言 中图分类号：TP302.1；TN912 文献标识码：A 文章编号：1007-2691 (2006) 04-0062-03 Design and realization of voice mailbox system based on voice card XU Lin-qian, WU Kai-yan, ZHAO Jian-tao (School of Computer Science and Technology, North China Electric Power University, Beijing 102206, China) Abstract: The CTI technology is utilized to develop the voice mailbox system based on voice card. The system structure, module division and realization procedures are demonstrated. The basic functions are realized. The network functions are extended according to user's demand. The short message interface module is added to increase the system expansion ability. Key words: CTI; voice mailbox; voice card; message 引 言 早期的 CTI 技术被称为计算机电话集成技术 （Computer Telephone Integration）是在计算机技 术和通讯技术不断发展的条件下产生的。它是将计 算机技术应用到电话系统中，能够自动对计算机接 收到的信令消息进行识别处理，并通过建立相关的 话路连接，向用户传送预定的录音文件、转接来话 等。而如今 CTI 技术已经发展成为计算机电信集 成技术（Computer Telecommunication Integration)。 这意味着目前的 CTI 技术不仅要处理传统的电话 语音，而且要处理包括传真、电子邮件等其它形式 的信息媒体。CTI技术跨越计算机技术和电信技术 两大领域，目前提供的一些典型业务主要有基于用 户设备 (CPE) 的消息系统、交互语音应答、呼叫 中心系统、增值业务、IP电话等。 1 系统结构 系统采用模块化的设计思想，将该系统划分为以 下几个模块：控制模块、语音处理模块、管理模块、 网络接口模块以及预留短信模块。控制模块完成振铃 检测，对内外线资源的识别，话路的导引以及对语音 信箱所有者的识别。语音处理模块完成将语音进行压 缩录制并将其打包成语音邮件，收听留言。管理模块 完成系统的设置，对语音信箱使用者的管理以及留言 的管理。网络接口模块完成留言下载控制以及与管 理模块的信息通讯。预留短信模块完成新留言的通 知功能，当有新的留言时，系统将通过该模块发出 徐琳茜等：基于语音卡的语音信箱系统的设计与实现第 4期 63 短信，告诉语音信箱的所有者有新的留言。 2 系统相关硬件 系统采用的是杭州三汇公司的模拟语音板卡 SHT 8B/PCI 型电话语音卡。该语音卡采用模块 化的设计，使得同一块卡具有外线、内线、电话录 音、麦克风录音这 4种功能，并且全部通道可以有 4种功能进行组合。同时还兼有卡内交换通话和电 话会议功能。它具有以下性能特点： (1) 总线方式：采用 PCI和 Compact PCI。 (2) 底板上每个通道均内置独立的语音处理资 源，具有完全的语音处理能力。 (3) MP3格式硬件压缩录音资源：支持MP3 格式的录音和放音操作。 (4) 实时语音监听端口：底板上带有一路带功 放的语音信号输出接口，可以实时监听任意一个通 道某一个交互式电话会议的语音信号。利用该接口 放音时不占用系统通道。 (5) 呼叫接续能力：采用专业外拨算法 SPEC- DIAL，自动完成模拟线路呼出拨号全过程，并能 准确识别是人或录音电话或传真机的应答；准确的 主叫号码自动侦测，支持 FSK 制式和 DTMF 制 式；准确的信号音检测，支持的或自定义的单 音频 / 双音频信号音的检测，包括忙音、拨号音、 回铃音、催挂音等。 (6) 功能强大的编程接口 (API)：全部类型的 板卡都使用同一个 SHCTI驱动程序，提供统一的 编程接口。驱动程序同时支持轮询方式和事件驱动 方式编程。 在系统设计时为了节约成本，只采用了外线模 块和内线模块，并未使用录音模块，因为内外线模块 中的通道本身就具有录音功能，虽说效果不如录音模 块所带来的好音质，但基本满足要求。外线模块中的 通道与公用电话网 (PSTN) 相连。内线模块与企业 的内部电话网相连，通过三汇公司提供的编程接口实 现公用电话网和企业内部电话网之间的互联。 3 系统实现 3.1 软件实现 系统实现了最基本的企业对语音信箱的要求， 采用 Visual C++ 6.0对电话语音卡进行开发。对 于语音卡的开发采用了传统的电话语音卡的开发方 法，使用状态机的技术并没有采用多线程技术，主 要是因为状态机开发方法使得开发人员必须对整个 的语音处理流程有更加深刻的理解，便于开发出高 效完备的语音处理流程。对于采用多线程的开发方 法，因为一个通道对应着一个线程，一旦通道的资 源达到一定数目后，对于各个线程的控制将很困 难，这样极易造成系统资源的浪费以及各个线程之 间的处理也将变得特别的繁琐。为了能够同时处理 多个内外线通道，必须对各个内外线通道进行监 测，普遍采用的都是轮询的方式，通过设置系统时 钟每 100 ms对系统中的所有内外线通道进行一次 扫描，从而判断每一个通道当前所处的状态，为后 续状态做相应的准备。通过对语音处理流程的深入 分析，将该流程分为以下几个状态分别是： (1) 首先初始阶段所有的内外线通道都处于空 闲状态，等待着外线用户的振铃操作和内线用户的 摘机操作。 (2) 当振铃或者摘机操作发生时，对应通道将 相应地转入欢迎语或提示音播放操作并将该通道的 状态置为繁忙，在此时用户将可听到诸如收听留言 和录制留言以及企业简介等的语音提示，同时系统 将监控通道的 DTMF缓存，若缓存中存有 DTMF 码，则提示音中止播放，系统将根据通道缓存中的 码值辨别此时用户所选的服务。 (3) 若此时用户选择的是收听留言操作，通道 将进入相应的留言收听处理流程。首先系统要求语 音信箱的所有者输入信箱的密码以此来确认所有者 的身份；接着便可对信箱中存有的留言通过电话“*” 键进行上一条留言的收听或“#”键进行下一条留 言的收听，同时还可根据需要对留言进行删除操作。 相反地，若此时用户选择的是录制留言操作，系统 会直接启动通道的语音录制功能对留言进行录制。 (4) 执行完以上操作后对相应的通道进行后续 的清空处理，将该通道的状态重新置为空闲，等待 新用户的接入。 除了通过电话收听留言外，系统还提供了通过 因特网收听留言的功能。语音信箱的所有者可以通 过浏览器访问留言下载界面，点击相应的留言文件 下载即语音邮件，此时就能在自己的电脑上方便的 收听留言。当然为了防止下载到一些骚扰的留言， 可以点击相应留言文件的试听按钮，以确定留言的 性质。以上这一功能通过 JSP技术来实现。 为了使语音信箱的所有者能够及时地收听留 言，以免误事或错过商机，系统预留短信功能，该 华 北 电 力 大 学 学 报64 2006年 功能的实现是通过计算机串口来实现的。首先将一 台入网的公用手机通过数据线连接至计算机的串 口，接着对该串口进行读写操作，将相应的手机号 码和新留言提示语写入串口缓存中以此来完成短信 的发送。 开发的过程必须注意以下的问题： (1) 系统时钟的设置，100 ms意味着系统中 通道每一状态的执行周期是 100 ms，也即该状态 的操作必须在 100 ms 内完成。若操作无法完成， 不可延长执行周期。因为当通道资源数目达到一定 程度后，若延长了执行周期将会使得每个通道的话 路不连续，这样势必影响通话质量；所以正确的做 法为在下一个状态起始处设置判断条件，判断上一 状态的操作是否完成，若操作尚未执行完毕则继续 进行相应的操作，若操作执行完毕则可转入该状态 执行后续操作。 (2) 系统必须实时地对内外线电话是否执行了 挂机操作进行监控。若发现该操作发生，系统必须 转入相应挂机处理，清空相应通道的 DTMF缓存， 并将该通道的状态置为空闲。若无进行此项处理， 该通道就将在相当长的一段时间内处于繁忙状态， 浪费系统资源。 3.2 数据库设计 系统采用SQL Server2000来建立后台数据库。 在该数据库中存在着两种类型分别为用户表和留 言表。在用户表中记载了用户的内线电话号码、语 音信箱的密码以及相应的手机号码。在留言表中存 有该用户语音信箱中所有留言的文件名，其中文件 名由用户内线电话号码加该留言文件的序号构成， 至于表名使用该内线用户的电话号码。当用户进行 录制留言和删除留言相关操作时，系统便会对相关 的表进行插入和删除操作。一旦留言表中的纪录增 加时，短信模块就会被触发。同时系统允许用户通 过互联网对留言进行下载以及相关的操作，这些也 会对数据库进行相应的操作。 4 系统功能 系统具有以下这些主要的功能。 (1) 录制留言：外线用户可以为企业内的语音 信箱所有者 (即内线用户) 录制留言。 (2) 收听留言：语音信箱所有者可以通过电话 收听自己语音信箱中的留言，若企业扩充了系统的 网络功能，内线用户还可下载留言收听。 (3) 录制个性化的欢迎语音：内线用户可用电 话拨打系统中相应的功能号码来录制个性化语音， 这样当外线用户呼入时，便可听到诸如企业简介或 问候语等。 (4) 通知功能：在系统中可以使得某一号码具 有最高权限，内线用户使用该号码进行留言时，该 留言自动发往所有的语音信箱。这样所有的内线用 户就可收听到最新的通知，节约了时间。 (5) 免打扰服务：当内线用户在某段时间不想 接听电话但又怕错过重要的事情时，可设置语音信 箱通过语音导航将接入的电话转入语音信箱中。 (6) 系统管理：内线用户可通过电话修改自己 的语音信箱密码，管理员可通过系统管理界面设置 语音信箱的大小，设置内线用户的信箱号码以及对 数据库进行管理。 5 结 论 本文介绍了基于三汇模拟语音卡开发的一个面 向企业应用的语音信箱系统。针对语音卡的开发采 用成熟的状态机技术，提出了使用过程结果监控来 解决通话处理流程中不同状态之间的转换，以此来 实现基本的电话留言和收听功能。利用 Web 技术 提供网络接口方便用户采用语音邮件的方式来接收 留言。使用手机数据线，将手机与计算机串口相连， 并针对串口进行编程，以此来发送新留言通知消息。 参考文献： [1] 赵慧玲，叶华. 以软交换技术为核心的下一代网络技术 [M]. 北京：人民邮电出版社，2002. 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