USB接口信息电话机的数据采集与处理
2007年9月 陕 西 理 工 学 院 学 报
Sep t .2007第23卷第3期 Journal of Shaanxi University of Technol ogy Vol .23 No .3
[文章编号]1673-2944(2007)03-0011-04
US B 接口信息电话机的数据采集与处理
常 波, 朱全银
(淮阴工学院计算机工程系, 江苏淮安 223001)
[摘 要] 用摩托罗拉公司的FSK 解码芯片MC14LC5447完成对来电显示数据的解码,用
AT89C2051单片机系统进行数据采集处理和数据存储,通过DLL 动态链接库控制US B203(8位并行输入US B 传输模块),完成对存储数据的传输,并对采集的数据进行分析处理。使用改
进后的软件接口进行数据传输,实现了可用于VC 、VB 和DE LPH I 语言编程环境的接口函数。
[关 键 词] US B 接口; 信息电话机; 主叫号码显示; 数据采集与处理
[中图分类号] T N919.5 [文献标识码] A
收稿日期:2007-03-12 基金项目:淮安市工业发展计划资助项目(HAG05049)。
作者简介:常波(1970—),女,陕西省西安市人,淮阴工学院讲师,主要研究方向为通信及信息系统。
来电显示,是近年来电信部门推出的一种新的业务:显示被叫方的电话号码和呼叫时间等信息。来电显示电话机和来电显示器产品应用已十分广泛,其技术也相当成熟。但传统的来电显示信息电话仅将数据显示在自身的话机内,无法将数据提供给计算机或其他设备。因此开发来电显示电话与计算机的接口和相关的数据采集系统是十分必要的,也是有实用价值的。US B (Universal Serial Bus )作为一种快速、双向、廉价、可以进行热插拨的接口,它支持在主机和各种即插即用的外设之间进行数据传输。本文提出了一种基于US B 的信息电话机的接口设计,主要分析了对信息电话的信息采集和处理过程。
注:文中涉及的部分关键技术因已申请专利未给出。专利号:Z L 2005200725642,Z L 2005200737438。
图1 系统总体框图1 系统组成
本系统主要包括来电显
示电路的信号解码模块、信
号采集模块(单片机)、电话
信号处理模块、US B 传输模
块。其中US B 传输模块通过
接口函数调用,得到来电显
示号码。系统总体框图如图
1所示。系统使用来电显示
服务,通过FSK 解码芯片
MC14LC5447完成对来电显
示数据的解码,然后使用AT89C2051单片机进行数据采集和数据存储,最后运用DLL 动态链接库所提供的接口函数,控制由西安达泰公司提供的US B203———8位并行输入US B 传输模块,完成对存储数据的发送和对数据的分析处理。由电话线路取得的信号为摘机信号,摘机信号可由叉簧获取,为正弦信号,然后通过电话信号处理模块转换成数字信号送到US B 传输模块。通过本系统能完成对来电数据的采集,使用软件接口完成数据的传递,软件接口可用VC 、VB 和DE LPH I 编程。此装置可以嵌入到普通电话内使其拥有带来电信息处理的功能,也可作为一个功能模块单独使用。
2 来电显示信号的解码来电显示信号的解码电路主要由MC14LC5447实现,输出有两路信号,分别为DOC 、DOR,其数据格式不同的地方在于,DOC 是处理过的来电显示信道占用信号(由前导的300个连续的0,1交替位组成),而DOR 为芯片解码后的数据,没有删减。由于两路信号的差别仅在于信道占用信号,因而使用DOC 将比DOR 方便,因为DOC 的数据流就为来电显示数据流。
数据检测信号有两路,分别为RDO 与CDO,RDO 为振铃检测输出,在没有振铃的情况下,RDO 输出高电平,当有振铃时,RDO 输出低电平直到振铃结束;CDO 为载波检测输出,在没有载波时,CDO 输出高电平,当有载波时,CDO 输出低电平直到载波结束。且RDO 不受芯片开关(P WRUP )信号的限制,而CDO 在芯片开关为高电平时,CDO 无论是否检测到载波信号,CDO 将始终保持高电平。
图2 来电显示时序图(原图)
DOC 信号测试结果(数字示波器中的采集结果,由于是分时分段
采集,仅做数据参考,时间帧和校验帧不为一次采集的结果)如图2
所示,图3为经过处理后的波形。
由采样时序图可知,来电显示波形按异步串行数据格式排列,以
0作为起始位,1作为中止位,但与多种资料不同的是,无字段校验位,
按排列应是每个数据包的第9位,类型包和长度包以及最后的校验包
除外,但可以看到,采集的数据均无校验位。来电显示整包的波特率
为1200bp s,由数字示波器测量也可得到,每位信号占用时间约为
830
μs (由于数字示波器的时间精度不能准确地调整到1μs,所以只能图3 来电显示时序图(处理后的图形)
精确到830
μs ),1200bp s 的波特率相同(1s ÷1200bit =833.333
μs ),所以来电数据稳定。需指出的是在来电数
据包结束后,即在本采样包81H 结束
后,实际上仍有数据信号,每位信号占用
时间为410
μs,信号波特率为2400bp s 。此信号是空闲信号,所以在处理时需要
通过软件方式进行滤波。3 数据采集模块设计
经由MC14LC5447解调后的信号为
异步串行信号,而且信号波特率为
1200bp s,可使用单片机的串口模式1
来进行数据接收,单片机将对数据进行
采集,将串行数据包解包后,经数据倒
置,可复原原始数据。
主中断程序主要是循环等待串口程
序的中断响应,首先需要接收来电显示
包的长度字段,接收到长度字段的好处
在于可以动态的接收来电信息数据包,
而不必每次都等待接收固定长度的数据
包。虽然来电显示信息数据包长度不可能大于最大数据包长度,但根据来电数
据包的长度字段,可动态接收数据,这样做的好处是数据没有冗余,且位于数据包尾的空闲信号可以再次达到滤波。
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21? 陕 西 理 工 学 院 学 报 第23卷
使用串行中断数据采样的算法流程如图4所示。采集的一组数据结果如下:
801701 083035 313031 383134 020B 31 3338353233353631 323586
利用存储转发方案,数据传输的安全性虽然可以达到明显提高,但由于PC 机的端口读写有时延,而单片机端口读写相对较快,所以接收数据上只能使用程序循环的方式来解决,因不正当的使用循环会增加系统负担。所以还需要对US B 的软件接口进行优化,且底层硬件模块需要由接口来保证使用的安全性
。
图4 串行中断数据采样算法流程
4 US B 接口数据采集与传输仿真测试
在封包时,接口函数只有US B _C I D 和ReStart 函数,其他函数作为为保护开发商的产品,已经删除。以下示出的是基于VB 的US B 接口数据传输测试程序代码和测试结果(图5)。
VB 代码(关键代码):
Private Declare Functi on US B _C I D L ib "C I D .dll"()A s String//定义DLL 函数Declare Sub ReStart L ib "C I D .dll"()
Private Sub For m _Load ()//加载窗口时运行
ReStart
End Sub
Private Sub Ti m er1_Ti m er ()//定时器1程序代码,50m s
x =US B _C I D ()//采集来电号码
C I
D tex =x
Re Me m.Text =Re Me m.Text +"来电时间"+Date ＄+Ti m e ＄+"来电号码:"+Left B (x,Len B (x )-2)+vbCr Lf//显示来电号码
End I f
End Sub
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31?第3期 常 波,朱全银 US B 接口信息电话机的数据采集与处理
(a )无设备连接时 (b )摘机时 (c )挂机时 (d )有来电时
图5 US B 接口数据采集与传输测试结果
5 结论
US B 接口信息电话机,是运用接口技术、计算机软件技术实现来电号码等信息在其他信息终端上的显示或存储,并可以根据基本信息进行来电号码的分类统计。这些数据对相关部门的服务质量和工作效率的提高将起到重要的作用,同时还可以为相关决策部门及时提供决策参考所需的统计信息。
通过研究和开发,实现了US B 接口信息电话机的数据采集处理和数据传送,通过软件接口设计完成了对相关数据的分离,所设计的系统有广泛的实用价值与参考作用。
[ 参 考 文 献 ]
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Data samp ling and p r ocessing of the Caller -I D telephone with US B I nterface
CHANG Bo, ZHU Quan 2yin
(Depart m ent of Computer Engineering,
Huaiyin I nstitute of Technol ogy, Huai ′an 223001, China )
Abstract: The electr onic equi pment used is based on the Call -I D technol ogy .The data of the Call -I D carried on by the telephone circuit is decoded by the FSK decoding chi p of Mot or ola .Then,data are col 2lected and st ored by using the AT89C2051MCU,data trans m issi on by the modularized US B device which is contr olled by the DLL interface functi on .Moreover,it uses the interface functi on t o separate the data fr om the Caller -I D package .The equi pment has the functi ons of collecti on,analysis and manage ment of the C I D data which use the interface functi on t o trans m it the data .Therefore,the interface functi on can als o be edited by such as p r ogra mm ing languages VC,VB or Del phi .
Key words: US B interface; infor mati on telephone; caller I D ; data sa mp ling and p r ocessing ?
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