（计算机应用技术专业论文）电子邮件—电话网关的研制与开发.pdf

摘要 摘要 学科专业：计算机应用技术 论文题目： 电子邮件一电话网关的设计和实现 硕士生：田勇( 9 8 s 6 4 3 )导师：曾家智 ( 随着互联网技术的快速发展，电子邮件的使用越来越 广泛，已经成为互联网上最常用的功能之一。但是，目前 收发电子邮件的工具，仍是以计算机为主( 包括掌上电脑 等范畴) ，其价格昂贵，操作较复杂，已经成为电子邮件 进一步发展的障碍。 为此x 研究和开发一种价格较低和使用较方便的产 品，既篦打电话又能收发电子邮件的终端设备，成为社会 的一种需求。它在普通电话的基础上，添加一些发送接收 电子邮件所必须的基本功能软硬件，如扩展键盘输入、汉 字显示、调制解调器、通信接口和相应的软件等构成。还 需要开发一个与之配合运行的二级服务器，就可以实现电 子邮件的发送和接受的功能。 彳二级服务器在整个系统中具有十分重要的地位，该服 务器完成这样一些功能：首先是与电话机通信，提示用户 使用方法和接收用户的各种请求并反馈结果信息；其次是 与外部的p o p 3 服务器或s m t p 服务器通信，真正实现电 子邮件的收发；最后在二级服务器上应该有一个管理各种 相关资源并协调运行提高效率的管理程序，尽量使用户收 发电子邮件的等待时间减少。本，论文主要讨论的就是二级 服务器实现的各个主要方面 【关键词】：电子邮件语音卡s m t p p o p 3 竺! 坚! !一 a b s t r a c t s p e c i a l f i e i d ： c o m p u t e ra p p l i c a t i o nt e c h n o l o g y t i t l e ： t h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fe m a i t e l e p h o n eg a t e w a y s t u d e n t ： t i a n y o n g ( 9 8 s 6 - 4 3 ) t u t o r ： z e n g j i a z h i w i t ht h ef a s td e v o l e p m e n to fi n t e r n e tt e c h n o l o g y e m a i li su s e dm o r ew i d et h a nb e f o r e ，a n dh a sb e c o m eo n eo f t h em o s ti m p o r t a n t a p p l i c a t i o n o fi n t e r n e t a tt h es a m e t i m e t h et o o l su s e dt or e c e i v ea n ds e n de m a i lc a nn o t s a t i s f y t h eu s e r ，m o s to fw h i c ha r e c o m p u t e r s t h e y a r e e x p e n s i v e s o m e o t h e r p r o d u c t i sn o tc o n v i e n t i ti s d i f f i c u l t yo fd e v e l o p i n ge m a i l t oo v e r c o m et h ed i f f i c u l t y ，w er e s e a r c ha n dd e v e l o pa p r o d u c tw h i c h i sc h e a pa n dc o n v i e n tf o ru s e r t e l e p h o n ei sa g o o db a s e i t i s w i d e l yu s e da n de a s yt o u s e a tt h es a m e t i m e ，i th a sm a n ya t t r i b u t e sw h i c hc a nb eu s e dt os e n da n d r e c e i v ee m a i l ，s u c ha s s e n d i n gv o i c e ，r e c e i v i n gv o i c e ，c a n d i a lt oo t h e rp l a c e ，h a ss m a l ll c da n ds i m p l ek e y b o a r d w e n e e do n l ya d ds o m eb a s i ch a r d w a r ew h i c hi su s e dt os e n d a n dr e c e i v ee m a i ls u c ha si 0 e x p a n dt oc h a n g ei tt oae m a i lt e r m i n a l o nt h eo t h e rs i d e ，w em u s tb u i l das e c o n ds e r v e r t h i s s e r v e rc a n ：f i r s t ，c o m m u n i c a t ew i t ht h ee m a i lt e r m i n a lt o t i pt h eu s eo ft h i ss y s t e m ，r e c e i v et h er e q u e s to fu s e ra n d s e n dt h er e s u l to fr e q u e s t ：s e c o n d ，c o m m u n i c a t ew i t ht h e s m t pa n dp o p 3s e r v e r st os e n da n dr e c e i v ee m a i l ；a t l a s t ，m a n a g e t h er e s o u r c eo ft h es e r v e ra b o u te m a i l t o r e d u c et h ew a i tt i m eo ft e r m i n a lu s e r t h i si s s u ed i s c u s st h e i m p l e m e n t a t i o no ft h es e c o n ds e r v e r k e y w o r d s ：e m a i l ，v o i c e c a r d ，s m t p ，p o p 3 2 塑二兰! ! 童 第一章引言 1 1 课题提出背景 自从进入九十年代以后，世界步入了信息时代。计算 机网络的发展已经超过计算机本身的发展。以网络为中心 的时代开始到来。国际互联网络呈现爆炸性增长，其在社 会经济生活中的地位越来越突出，人们在网上已经不仅仅 局限于交换数据信息。在因特网上已经开发出了许许多多 的应用，比如远程教学，远程医疗，网上购物，网上交易， 网络电话，网络会议，视频点播等等，以后随着i n t e r n e t 骨干网和接入网带宽的增加，还会出现更多的网络新业 务、新应用。信息产业已经成为最有前途的新兴产业。在 这种形势下，对数据信息的需求促进了计算机网络技术的 迅速发展，使计算机网络从学校、实验室及科研单位走向 了大众百姓，越来越多的人们希望随时、随地能方便地上 网，与其它的计算机共享资源：而信息家电、智能家庭网 络的发展对计算机网络的发展则提出了更多的要求。但由 于实际地理条件的限制和成本的制约，对计算机网络的广 泛需求在许多方面受到了限制。主要体现在如下几个方 面： 移动上网。现有的网络如以太网，都是布好了专用 网线，连网的计算机不能随便移动。如果到没有网线的地 方，目前只有几种方案，如电话上网，无线上网等，但同 已有的局域网上的计算机交换信息变得很不方便，且费用 一一 塑二! ! ! 亘一 _ _ _ j h 一 不少。当前呼声甚高的3 g 就是无线上网的一种解决技术。 家庭上网。现在许多家庭上网都是通过电话线拨号 上网或通过有线电视上网。一方面，这些上网方式占用了 电话线或有限电视电缆的资源，并且要给i s p 交上不少费 用，同样也存在访问现存的局域网资源困难的问题。另外， 如果一家有多台电脑，多台电脑同时上网还受电话线或有 限电视电缆数量的限制。 信息家电和家庭网络的要求。现在很多家庭没有 布网线，随着信息家电和家庭网络的发展，势必要求这样 的家庭里布上专门的局域网线，但很多家庭里布线不方 便，且要承担不少布线费用。 网络安全。目前网上的不少应用需要通过网络来 传送一些私人的信息，包括个人的银行帐号，各种口令以 及基本资料。如何保护这些数据不被其他无关人看到是一 个非常棘手的问题。没有网络安全，网上的各种金融交易 将失去存在发展的基础。 e m a i l 是i n t e r n e t 所提供的服务中应用最为广泛的服 务。它的方便、快速，低廉，安全、与距离无关和对环境 污染的减少，使其一诞生就为世界各国人们广泛接受，钟 爱有加。它的使用进一步增进了人类的沟通，促进了社会 生产和个人生活领域的信息交流，提高了人民的生活质 量，加速了社会经济的发展。同时，也改变了邮电通信的 结构。 沟通是人类的精神需求，是人类社会和谐的重要手 段。信息的传递、交流在当今的信息时代更成为社会生产、 生活中重要的活动。i n t e r n e t 在中国出现的短短几年，计 算机上网人数连年倍增。人们渴望在社会生产和生活领 域，享受这个现代文明带来的便利，提高生活质量、发展 4 第一章引言 经济。e m a i l 以其方便、快捷、可靠( 无人工投递差错) ， 价格低廉，与距离无关和减少环境污染的特点，成为深受 现代人们青睐的通信手段之一。事实上，目前从中国向欧 洲发一封航空信，需7 元，走1 0 天。而发一封e m a i l 只需0 1 元，走数分钟。若能方便地收、发e m a i l ，又 何乐而不为呢? 最近，日本大地震，最先传出消息的就是 e m a i l ，而不是电话、电报或传真。 事实上，文字e m a i l 有着语音e m a i l 所不能达到的 效果。比如商品的报价清单，很显然，文字清单远比语音 清单更能为人们接受：设备的操作指南，旅游行程的线路 指引，文字记录的传递显然比语音更为实用、清晰、有效。 总之，人类社会通信、沟通中的许多微妙场合，语音载体 无法代替文字载体，这是不争的事实。只能收、发语音 e m a i l 的实现，相比于i p 电话，没有从根本上带来更多 的便利和实惠，因此，推广起来有一定的局限性。 但是在传统的技术中，收发e m a i l 必须要有电脑。 目前，中国的计算机普及率很低，这就把亿万中国人隔离 在这一现代文明所带来的便利之外。 据统计中国电脑普及率仅占人口总数的2 。城市的 普及率也仅2 4 5 共有1 5 3 万台。虽然手机可上网收发 e m a i l ，但昂贵的收费，使绝大多数老百姓望而却步。然 而，中国的电话普及率已超过4 0 ，有1 2 亿部。城市家 庭的普及率已超过5 0 。而且，还在不断的发展。 综上所述，与传统的通信方式相比较，它有这样的 一些特点： 首先，电子邮件费用十分低廉。目前除去上网应缴 纳的基本费用外，几乎可以说是免费使用。不少i c p 提 供免费的电子邮件服务系统，如网易、新浪和搜狐等等。 第一革弓l 言 用户只需进行简单的注册之后就可以获得大小为8 m 字节 左右的免费邮箱。一般来说，对文字内容的邮件来说可以 存储上千封( 如果每封信以8 k 字节左右计算) 。对一般用 户交流是足够的了。当然，也有一些组织和公司提供收费 的电子邮件服务以向用户提供更为可靠的功能。这样的收 费也是比较便宜的，一般每月l o 元以下。这样的收费标 准对绝大多数有能力上网的人来说是能够承受的。对中国 这样的发展中国家来说，一个技术能否广泛应用不仅要看 其功能是否卓越，还要看其价格能否为广大使用者承受， 两者缺一不可。与之相比较，电话，尤其是长途电话，其 费用还是相对昂贵，所以，尽管电子邮件不能取代电话功 能也能广泛的使用。 其次，通信具有一定的即时性。电子邮件系统能够 在很短的时间内将邮件发送到目的地。而一般的信件从发 送到抵达所用的时间是以天数来计算的。对一般的应用来 说是足够的( 如果直接对目的地的p o p 3 服务器编程，电 子邮件几乎可以在一分钟之内到达目的信箱) 。人在习惯 上还是喜欢直接的交互式的交流，因此，许多人并不常常 写信而是发送电子邮件或是直接电话联系。 第三，电子邮件使用非常方便。并不需要复杂的技 术培训就可以使用。其使用的习惯与一般的信件操作基本 一致。在客户端用户可以随意地编辑信件的内容和格式， 而且可以方便地存储和删除等等。 第四，电子邮件具有丰富的内容。包括语音、图象 等内容都可以作为邮件的内容和附件发送。这就大大的丰 富了人们的交流。其他的通信方式目前都还不能比较简单 地做到这一点。 第五，目前，发送电子邮件一般还需要一台能上网 6 第一覃引商 的计算机。这对一般用户来说还是一个主要的困难。而传 统方式如电话和写信所需要的工具就少多了。 从上面的特点分析，电子邮件作为一种通信手段， 在目前会流行，并且在相当长的一段时间内仍会流行。但 同时我们也可以看到，它的使用还是受到一些条件的约 束，其中最典型的是如果没有一台计算机，则不能进行相 关的电子邮件的收发工作。而一台计算机的价格也是比较 高的。也就是说，用户为了使用电子邮件一个功能就必须 付出购买一台计算机的价钱。这样就遏制了电子邮件的费 用优势。 沟通是人类的精神需求，是人类社会和谐的重要手 段。如何使亿万中国人不使用计算机就能利用i n t e r n e t 收、发e m a i l ，是目前中国人期待解决的问题。许多 的业内人士都看到i n t e r n e t 所提高的e m a i l 增值服务的广 阔市场，然而，到目前为止，尚未见到一项具有实际推广 价值的研究的报道。 本项目基于让中国人能用电话收、发e m a i l 的基本 思想，以先进的技术开发一种我们称之为“公用收费终端” 的，能与电话容为一体的快捷方便、体积小巧、价格低廉 的信息电器设备，使其成为电话的终极产品，并开发和建 立一套为之提供服务的系统。使人们能不使用计算机就能 收发声音、文字e m a i l ，无论在办公室、家中或是在街上， 公园，商场等任何可以设置公用电话设施的场所，都能收、 发。 1 2 系统基本工作流程 我们设想的系统是这样的一个工作的流程( 请参见图 一 兰二垦! 堕 _ 一 一 1 1 ) 。首先，用户将使用附加了发送和接收电子邮件功能 的特殊电话机，我们称之为电子邮件终端。用户能够利用 终端提供的屏幕和键盘进行简单的文字编辑工作，从而能 够生成文本形式的电子邮件：同时用户还可以充分利用传 统电话的功能生成自己的语音电子邮件。换言之，我们提 供的电子邮件终端将能够进行文字和语音电子邮件的编辑 工作。接下来，用户将通过电子邮件终端拨打一个特殊服 务号码，与运行我们系统的服务器程序的一台服务器进行 通信，该服务器我们称之为二级服务器。二级服务器接收 从电子邮件终端传过来的数据，对这些数据进行适当的整 理，然后按照用户的意愿将数据打包成标准的s m t p 协议 格式或是p o p 3 协议的格式，使用s o c k e t s 编程与各大i c p 的电子邮件服务系统进行通信，将用户的所有相关电子邮 件的信息发送过去，再由i c p 的电子邮件系统将信直接或 间接的转移到目的地。 以上介绍的是发送电子邮件的过程。反过来，接收 电子邮件的过程也是类似的。但顺序相反而且有一些技术 细节处理不同。首先用户在电子邮件终端上提交一个请 巧杂查：茎堡收电子邮件。二级服务器接收到之后会代表用户 v 到指定酊d 箱中去取数据。并且将信件以一个目录的形式 返回给电予邮件终端( 我们考虑到，如果信件特别多，而 用户未必会全部浏览。全部传送会过多占用通信线路从而 增加了用户的通信费用) 。用户在电子邮件终端上通过屏 幕结合一些快捷按钮可以象在浏览器上操作邮箱一样进行 浏览、删除等工作。当用户发出这样一些指令时，服务器 才会真正地访问特定的邮件并进行相应的处理。这样大大 地节省了通信费用。同时我们在服务器上还有一个容量可 以选定的缓冲区，用户最近访问过的邮件存放在这个地 兰二! 塑 一一 方。每当二级服务器接收到电子邮件终端要求访问具体邮 件的命令后，它会首先在自己的缓冲器中去查找是否有这 样一个数据，如有则可以直接提取给用户，没有才从网上 去取。这样可以减少用户等待的时间。同时提高服务器的 工作效率。 值得一提的是，电子邮件终端的设计实现与二级服 务器的设计实现在一定程度上是分离的。也就是说，只要 我们确定了电子邮件终端和二级服务器之间的通信协议 并在两端分别实现了该协议，则我们并不用关心电子邮件 终端和二级服务器的内部实现细节。我们的电子邮件终端 可以有多种实现类型，例如，在普通电话机基础上改进而 生产的简单型电子邮件终端、专门设计的电子邮件终端等 等，它们的区别在于功能的强弱、价格的贵贱以及外观的 大小等方面。采用不同类型的电子邮件终端可以满足不同 用户群体的需求。它们应该都可以无缝地与二级服务器通 信。二级服务器可以通过不同的接口来接收电子邮件终端 的服务请求，可以是语音卡接1 ：3 ，也可以是特殊设计的使 用小调制解调器在模拟电话线上传输数据的接口。通过这 些接口的转换工作，二级服务器上运行的上层程序不用知 道用户是在用什么类型的终端或什么类型的接口与它通 信。 采用该策略后，将电子邮件终端和二级服务器的开 发分开，使多个项目组可以并行开发，同时独立地调试而 不会相互影响。统一的通信协议使他们之间的联系无歧 义，各个项目组能专心予本职工作。在系统投入运营之后， 如果用户有了新的需求或是我们要提供更多的性能支持， 只需要开发一种新类型的遵循通信协议的电子邮件终端就 可以了。同样，二级服务器上级应用程序的添加、删除和 箜= 兰! ! 童 修改也可以做到对最终用户透明。因此，我们认为，采用 该策略后，系统的研制开发和以后的使用维护都更加容 易。 电 电 电 图1 1 系统工作流程图 1 3 课题任务简介 s m r p p o p 3 服务器 课题的1 靖就是实现上面所述的电子邮件系统，包括 电子邮件终端的设计以及实现、二级服务器上应用程序的 设计与实现，以及电子邮件终端和二级服务器之间通信的 实现这样几个大部分。 具体来说，电子邮件终端可以有多种实现形式。经过 讨论研究，项目组决定，首先开发一种既能满足一般用户 收发电子邮件功能，又不附加太多其它辅助功能的，价格 o 务器 第一章引言 比较适中的类型。开发这种类型既可以为其它类型电子邮 件终端开发建立技术基础，又能将开发周期缩短，尽快地 实现产品化。二级服务器上的工作又可细分为几个，一个 是与电子邮件终端通信的硬件设置以及相关软件编制，另 一个是与i n t e r n e t 上的s m t p 和p o p 3 服务器通信的电子 邮件发送和接收程序，最后是管理二级服务器上电子邮件 系统各种资源( 特别是文件资源) 的管理程序。与电子邮 件终端通信我采用的硬件接口是用语音卡来实现的，这样 做的目的是，首先是技术的产品化程度高，比较成熟；其 次是今后的拓展比较容易，改变硬件接口后仍能够保留部 分通信程序，但需重写接口转换程序；第三，可以在开发 电子邮件终端的同时并行地开发和调试二级服务器，因为 我们使用语音卡接口，调试时并不依赖电子邮件终端，只 要有普通电话机就可以了，这样可以大大提高开发效率。 二剔臣参程氩虫壬堕瞄终塑盥亟焦逊这塞自塑，一型重盛是 要高靶关键部位无误。 综上所述，一个人来实现整个系统在时间上和精力是 不够的，项目组按照上述的功能模块进行了分工。 我所做的主要工作是在三堡鹱鑫最e ，包括：编写与 i n t e r n e t 上的s m t p 服务器和p o p 3 服务器通信的程序、 进行系统管理的软件程序以及与电子邮件终端的通信协议 程序。另外，因为服务器可以采用语音卡接口与电子邮件 终端进行通信，因此，我还负责了亟蠢毒童吟的硬件安装 调试和语音卡程序的编程工作。 第二章概述 通过对上述整个系统工作流程的一个简单描述，我们可以看 到，整个项目工作分为好几个部分，几个部分的逻辑关系请参见 图2 1 ： 电 电子邮件终端2 图2 1 电子邮件终端和二 级服务器逻辑关系 首先是电子邮件终端。从功能上来说，电子邮件终端主要是 提供与用户的交互界面，用户可以利用它来编辑自己的文字电子 邮件以及语音电子邮件。对用户来说，电子邮件终端就好比是他 们登录到i c p 提供的w e b 邮箱后看到的界面。电子邮件终端应该 提供两个功能组的按钮，一个功能组是本地操作的，当用户按下 这些按钮的时候，电子邮件终端并不会与外界发生联系，例如汉 字的输入，屏幕上光标的移动，以及删除添加等屏幕文本操作。 换句话说，屏幕编辑是本地按钮组的主要部分，它们提供给用户 离线编辑电子邮件文档的功能。另外一组按钮是要与二级服务器 通信的，接收电子邮件、发送电子邮件、刷新电子邮件列表、阅 读电子邮件以及强制停止操作是这个组的按钮。这样的一些请求 只有被传递给二级服务器，由二级服务器上的应用程序完成相应 翌三至堕鲨 一 的功能并将结果返回给电子邮件终端。两组按钮有机地i 辑离了本 地与外部，尽量将工作在本地完成后再与外界联系，节省了电话 费用。为了完成上面提及的各种功能，除了具有两组按钮外，还 应有与p s t n 网络的接口，显示屏，汉字输入键盘等。正如我们 前面提到的，电子邮件终端在遵循与二级服务器通信协议的基础 上可以有许多不同的类型，简化的，复杂的，他们的最小功能集 应该是一样的。 其次，电子邮件终端与二级服务器之间的通信协议。两者之 间的通信是利用的传统的电话线。因此要求有一种高效率的通信 协议。这个协议我们自行拟订，负责将用户在电子邮件终端上的 请求以合适的形式传送给服务器，并将服务器的回应或请求也返 回给使用者。该协议的具体内容可以参见后面的章节。 第三，二级服务器。二级服务器应该有这样几个部分的功 能模块，一个是与电子邮件终端通信的协议软件。另一个是与互 联网上的s m t p 服务器和p o p 3 服务器通信的发送和接收电子邮件 的程序。第三个是在服务器上的，与电子邮件终端通信所需要的 接口模块。我们目前选择的是语音卡，因此，语音卡的硬件配置 和软件程序的设计也是其中的一项工作。最后一个是管理二级服 务器本地系统的管理程序，应该具有这样的一些基本功能：c a c h e 的管理，历史记录等辅助功能的管理以及一些其他增强功能的实 现。这部分的内容也在后继章节中有比较详细的介绍。 下面，将分别针对这几个功能模块进行详细的设计分析说 明。 笙三里堕童主墅坌 ，一 第三章语音卡部分 首先讨论的是语音卡部分的工作。该部分的引入主要有这 样几个目的：一是我们的服务器端可以具有多种接口与电子邮件 终端通信，语音卡也是其中的一种。使用语音卡接口来作为开发 的基础，既能够避免在开发调试过程中对电子邮件终端的依赖 性，又能够在后期应用中派上用场：二是能够使开发工作并行： 三是能够向用户( 特别是业外的使用人士) 展示我们的系统的功 能。这部分人是我们产品的最终用户，他们的使用习惯等往往可 以决定我们产品的设计的取向。基于这样的考虑，我们先设计一 个语音卡服务器版本的电子邮件收发系统。在成功进行了上述的 工作之后，我们会使用特制的终端和服务器进行通讯( 这种通讯 就不是拨打语音卡的原理了) 以提高效率和产品化。 语音卡部分的主要功能是在服务器端，接收用户的电话拨 入并控制建立电话连接通路的全过程。提供用户使用的友好导 航，最后获得发送或接收用户电子邮件所需要的一些基本信息。 我采用的语音卡是深圳市东进实业有限公司的d 16 0 a 型 卡。该种卡实际是原来t c 0 8 a 卡的一个升级。原来的卡上使用的 程序无须任何升级就可以在新的d 1 6 0 a 上使用。具有较好的兼容 ，| 生。 3 1d 1 6 0 a 语音卡的基本功能和性能特点 d 系列的语音卡具有高可靠、易用性以及良好的性价比。高 密度设计，单板完成1 6 路通道的处理，含有1 6 路的d t m f 收发， 数字录放音，信号音检测，主叫号码识别。使用t m s 3 2 0 v c 5 4 0 2 4 第三章语音卡部分 数字信号处理器( d s p ) ，实现高性能的信号处理算法。 该卡的软件接口上与t c 0 8 av 型系列卡的完全兼容，可以作 到执行代码兼容。原来在t c 一0 8 av 型卡上开发的系统，不必修 改源程序也不必进行重新的编译，就可以在d 系列卡上运行，最 大限度的保护用户的开发成果、平稳升级和过渡。 这种语音卡一共有三种型号，而且三种型号的卡可以插在一 个语音卡中共同使用：d 1 6 0 a - 1 6 t r u n k ，d 1 6 0 a - 1 6 u s e r ，d 1 6 0 a 一 8 t 8 u 。t r u n k 是指中继语音处理卡，提供1 1 6 路模拟中继接口。 通俗的说就是外线处理卡，即该卡是接交换机中继线的，用户可 以使用通常的电话机通过交换机中继线与语音卡建立连接( 就象 拨打普通的电话一样) 。u s e r 是指用户语音处理卡，可提供1 1 6 路用户接口。也就是通常意义上的内线处理模块。即该卡可以直 接接电话机，语音卡充当交换机的角色，挂在语音卡上的多个电 话之间可以不通过市话网来进行内部的电话通信。8 t s u 是用户 加中继语音处理卡，可提供i - 8 路模拟中继接口和i - 8 路用户接 口。是两种基本类型的混合产品。根据我们使用的需要，我们选 择的是t r u n k 类型，即接收外线的拨人。 每片d 1 6 0 a 最多可以处理1 6 个话路，每一话路都可以通过 软件编程完成这样的一些功能： 检测振铃信号。 控制摘挂机，内线的馈电或振铃。 数字化放音。 数字化录音。 接收用户的按键码( 双音频码) 。 信号音检测。 自动拨号。 接收主叫识别信息。 在d o s 下，单台p c 机最多可以处理4 片d 1 6 0 a ，最多6 4 个 第三章语音卡部分 话路的通话能力：在w i n d o w s9 5 n t 的环境下，最多可以插8 片 d 1 6 0 a ，最多1 2 8 个话路的处理能力。每片d 1 6 0 a 的任意两个话 路、p c 机内的不同卡的任意两个话路间都可连接通话，最多可 实现1 2 8 路的直接交换。数字化语音采用a 律p c m 编码方法。 该语音卡具有这样的一些特点： 占用主机资源极少，每片卡只占用8 个i o 地址。而不 象原来的老卡还要占用内存。 高密度，单卡可以支持最多1 6 路中继和用户通道。 采用数字信号处理器( d s p ) t m s 3 2 0 v c 5 4 0 21 0 0 m i p s 实现高性能的信号处理算法。 配置灵活，可以按照用户的要求灵活配置中继通道和用 户通道的数目。 数字化语音采用电话通信领域的国际标准a 律p c m 编 码。此编码方式与线性量化编码相比，具有动态范围大、 信噪比高、音质好、国际标准化的特点。 d 1 6 0 a 的每一路电话都可独立进行录音、放音和接收用 户按键码。故用同一个电话可以完成文件的录制、编辑 和重放。 d 1 6 0 a 的任意两路都可连接相互通话，故只要中继卡和 用户卡配合使用，即可为用户提供热线服务。实际上， d 1 6 0 a 可以实现程控机的所有功能。 支持主日q 识别信息传送及显示( c a l l i n gi d e n t i t y d e l i v e r y ，简称c i d ) 。符合邮电部有关c i d 的标准， 能够接收主叫号码、主叫用户姓名、呼叫日期、时间等 主叫识别信息。兼容f s k 和d t m f 两种传送方式。 因为这些特点，d 1 6 0 a 可以广泛地应用于证券业务电话委 托、电话银行、信息查询、语音信箱、自动化传呼系统、多功能 小型用户交换机等领域。 塑三皇堕童塑坌一 3 2 技术指标 接口方式：用户中继 接口阻抗：6 0 0 q 频率响应：3 0 0 3 4 0 0 h z 适用机型：p c 3 8 6 4 8 65 8 6i s a 中断向量：i r q 3 一i r q 7 可选) 卡上缓存：6 4 k 字节( 其中语音缓存1 6 k 字节) 数字语音：a 律p c m 。a d p c m 采样频率：8 k 数据率：6 4 k b p s 、3 2 k b p s 音量调整：一2 0 d b 一+ 2 0 d b d t m f 发码：0 9 ，# ，a ，b ，c ，d d t m f 收码：0 9 ，+ ，# ，a ，b ，c ，d 交换功能：1 2 8 路直接交换 拨号监控：信号音极性反转 调制方式：相位连续二进制频移键控( b f s k ) 逻辑l ：1 2 0 0 h z ，误差i 逻辑0 ：2 2 0 0 h z ，误差1 数据传送方式：二进制异步串行方式 3 3 语音卡硬件 我选择的d 1 6 0 a 语音卡是t r u n k 类型的。因为使用的需要仅 提供了4 路模拟的外线输入。硬件包括这样几个部分： 一、板卡：板卡是插在计算机i s a 插槽上的部分。我们注意 笙三里j 堡重点塑坌一 的是它通过i s a 插槽与计算机连接，又通过外部的电缆连接了接 线盒，是模块的载体，又是外界与计算机通信的桥梁。 二、模块插槽：有1 6 个，位于板卡上。也就是说最多支持 1 6 个模块。我们用到了其中的四个，仅使用了其中的中继模块。 我们的各种语音卡功能主要就是由这些模块完成的。另外的1 2 个插槽空闲以备升级之用。 三、中断跳线j 8 ：位于板卡上。我们可以选择的中断是3 到7 。这是设置板卡占用中断的号数，应该使它不与系统中现存 的任何设备发生冲突。 通常的中断设鼍： i r q 2 连接第二片8 2 5 9 a i r q 3 c o m 2 c o m 4 i r q 4 c o m ic o m 3 i r q 5 l p t 2 i r q 6 软驱 i r q 7 l p t i 四、端口地址的跳线s l ：位于板卡之上。我们应该确保卡 使用的端口地址与系统中已有的地址范围不同。开关s 1 自下往 上为4 、3 、2 、l 。( 具体参见图3 1 ) 【 l234z o 基地址 lo no no n o n0 x 2 0 0 io f f0 n o n0 n0 x 3 0 0 lo no f f0 no n 0 x 6 00 o f fo f fo no n0 x 7 0 0 i o no no f fo n0 x a 0 0 o f fo no f fo n0 x b 0 0 第三章沿音卡部分 o no f f0 f fo no x e 0 0 0 f f0 f f0 f f0 n0 x f 0 0 o no no no f f0 x 1 2 0 0 o f fo no no f f0 x 1 30 0 o no f fo n o f f0 x 1 6 0 0 o f fo f fo n o f f 0 x 1 7 0 0 o no no f f 0 f f0 x l a o o 0 f fo no f f 0 f f o x i b 0 0 o n o f fo f f o f f 0 x i e 00 0 f f0 f f0 f f 0 f f 0 x 1 f 0 0 图3 1 语音卡地址跳线指示 五、电话接口接线盒：接线盒有1 6 路电话可以插入。有两 种接人的方式：1 6 个水晶头的直接接人和4 个r j 一4 5 的接头接 入。接线盒的旁边留有直流电源和铃流的接头，有相应的指示灯。 可以防雷击。 六、语音卡与接线盒的通信电缆。 3 4 语音卡的软件 由东进公司附在语音卡中同售出，三张小盘。一张是s d k s f o 。d o s 开发工具安装盘。另外两张是s d k sf o rw i n 9 5 n t 安装 盘。正确的安装后会有相应的驱动程序和开发工具存在。 3 5 语音卡的安装 首先是硬件的安装。我们要找到一个具有i s a 插槽的主机u 随着计算机硬件技术的不断发展，i s a 插槽的使用越来越少，取 而代之的是p c i 插槽等技术。现在市面上的主流p c 机有相当一 部分已经没有提供这种i s a 插槽了，所以在寻找主机时应该注意 这样一点。将语音卡的主板卡插入插槽后，用语音卡附带提供的 连线将语音卡和接线盒连接起来。因为我们使用的全部是外线模 块，所以不用考虑振铃和电流模块。将电话线接入接线盒后硬件 的物理通道就成了。 接下来应该配置语音卡的中断和端口地址。一般我们如果 在安装语音卡之前对系统的中断和端口地址等资源的分布情况比 较了解，就会使安装更为顺畅。语音卡缺省使用的中断是5 ，端 口地址是以0 x 2 0 0 开始。根据我的安装经验，中断一般都应该改 动而端口地址常常可以使用缺省的。许多主板是集成的，因此我 们可能需要进入系统的b i o s 设置中去更改主板上的一些中断( 因 为语音卡只提供了中断5 到中断7 的选择。如果这五个中断号都 被系统占用了，那就只有改系统的中断分布) 。我目前所用的调 试设备中的主板集成了声卡，而且正好冲突。在c m o s 中禁用该 设备之后就正常了。 第三是安装语音卡的驱动程序和开发环境。一般使用 w i n 9 5 n t 版本的那两张软盘安装。安装过程也十分简单，只需 要将第一张盘插入并执行s e t u p e x e 文件按提示即可。根据东进 公司的建议，安装目录为缺省目录时( 即安装到c ：t c 0 8 a ) 成 功率会高一些。安装成功后应该有这个目录并且有相当的内容。 在开始菜单的目录中也应该有相应的选项。 我们可以使用安装开发环境后的东进公司提供的一些工具 第三章语音卡部分 性质的示范程序来辅助我们的工作。一个叫a u t oc h e c k 的程序 ( 可以在开始一程序一d 1 6 0 a 中找到，运行界面参见图3 2 ) 用来 自动验证系统是否找到并正确配置了语音卡。启动后，正常情况 下应该检测并报告找到的卡且卡的类型与您的卡应该是一样的。 一般资源有冲突时会在中间某一步中停下来，报告说找到卡但不 能确定卡的类型。这时就是手工更改中断号和端口地址了。最坏 情况是报告没有发现卡，这往往意味着没有与计算机连接上。一 般的原因是卡坏了，i s a 插槽坏了或者是卡没有与插槽接触好。 在该程序中可以选择配置查找卡的类型，型号，中断号和端口地 址等信息。一般在初次安装时让系统全面地查找所有的地址和中 断号以便找到设备。 图3 2a u t o c h e c k 示意图 兰三望堕童主塑坌 如果以上各步均正常，那我们就可以进行一下整体的测试 以验证系统安装的正确性。这时可以使用安装程序提供的另外一 个工具程序p h o n o e d i t o rt o o l 。运行该程序后，就可以用电话 拨打语音卡，正常时在该应用程序的列表中就有语音卡的操作流 程：“接收到第一次振铃”，“摘机”，“挂机”等等。如果没有作 到，则应该检查语音卡与接线盒的连接。语音卡附带的连接语音 卡和接线盒之间的连线的接口缝合并不太好。要小心的连接才能 成功。该程序还具有利用语音卡通过电话录音和放音的功能，稍 后会介绍，我们的程序会使用该功能来调试验证。 3 6 语音卡的编程 正确地设置语音卡的所有硬件并使用系统附加工具测试通 过之后，我们就可以进入编程的实质阶段了。 3 6 1 开发工具的选择 可供选择的编程工具有v i s u a lc + + 、v i s u a lb 、d e l p h i 、 p o w e r b u i l d e r 、c + 十b u i i d e r 和v i s u a lf o x p r o 等。根据这些开 发工具的特点以及后继开发的需要我确定使用v i s u a lc + + 6 0 作为开发的基本工具。就语言本身来说，主流的是c 、c + + 、b a s i c 、 p a s c a l 。c c + + 以其强大的功能和灵活性占据了主要的市场。作 为开发工具来讲，v i s u a lc 十+ 与c + + b u i l d e r 都是不错的。但后 者是i n p r i s e 公司开发的，在与w i n d o w s 操作系统的底层缝合上 明显不及m i c r o s o f t 自己的v i s u a lc 十+ 。连i n p r i s e 公司的开 发人员都承认在开发比较底层的应用上c + + b u i l d e r 不如v i s u a l c + + 。至于p o w e r b u i l d e r 以及v i s u a lf o x p r o ，它们都是数据库 开发的有力工具，但对硬件的编程支持能力显然要逊色许多。我 们的项目中使用的恰恰是对硬件的编程部分。因此我选择了 塑三望堕童主塑坌一一 v l s u e c + + 。 3 6 2 基本准备工作 语音卡的开发环境中为c 语言开发提供的支持都封装在静 态库t c 0 8 a 3 2 1 i b 中。该库提供了全面的基本支持函数。具体的 使用方法是：在安装语音卡驱动程序的目录下找到名为 t c 0 8 a 3 2 1 i b 和t c 0 8 a 3 2 h 两个文件。将这两个文件拷入开发的 目录下再在w o r k s p a c e 中将这两个文件加入到项目中( 如果不拷 贝直接就加入到项目中也可以使用，但存在这样的危险，如果安 装目录不小心被删除将导致开发的项目也瘫痪，而在删除时并不 能清楚地知道谁还在使用这些文件。从管理的角度上来说，将这 样的文件收集到一个目录下更好使用) 。然后再将t c 0 8 a 3 2 h 文 件用i n c l u d e 语句包含到项目中去。完成这样的工作后，项目中 就可以使用语音卡开发环境所提供的支撑函数了。 3 6 3 语音卡主要功能函数说明 在我们的开发中使用的主要函数的简要说明： l o n gw i n a p il o a d d r v ( v o i d ) 入口参数：无、 函数返回：0 表示成功：一l 表示打开设备d j l 6 0 a n s y s ( n t ) 或v d j l 6 0 a n v x d ( 9 5 ) 错误；一2 表示在读取t c 0 8 a v i n i 文件时 发生错误；一3 表示i n i 文件的设置与硬件的实际设置不一样。 功能描述：初始化驱动程序d j l 6 0 a n s y s ( n t ) 或 v d j l 6 0 a n v x d ( 9 5 ) 。在返回一2 和一3 的情况下，会在屏幕上出现 提示框，用来进一步说明错误的情况。 v o i dw i n a p if r e e d r v ( v o i d ) 入口参数：无 函数返回：无 功能描述：关闭驱动程序。 l o n g w i n a p i e n a b l e c a r d ( w o r dw u s e d c h w o r d 第三章语音卡部分 w f l l e b u f l e n 】 入口参数：w u s e d c h ，工作的通道总数。w f i l e b u f l e n ，每通 道分配的语音内存的大小。 函数返回：0 表示成功，一1 表示l o a d d r v ( ) 函数失败，一2 表 示分配缓冲区失败。 功能描述：初始化语音卡硬件并为每个通道分配语音缓冲 区。w u s e d c h 可以用函数c h e c k v a l i d c h 来获得。 v o i dw i n a p id i a b l e c a r df v o i d ) 入口参数：无 函数返回：无 功能描述：关闭语音卡的硬件，释放缓冲区。程序结束( 包 括正常和不正常的退出) 时需要调用本函数。 w o r dw i n a p ic h e c k v a l i d c h ( v o i d 入口参数：无 函数返回：总的可用通道数 功能描述：检测在当前机器中可用的通道总数。 v o i dw i n a p ip u s h _ p l a y ( v o i d ) 入口参数：无 函数返回：无 功能描述：维持文件放音的持续进行，需要在处理函数的大 循环中使用。 b o o lw i n a p ir i n g d e t e c t ( w o r dw c h n l n o ) 入口参数：w c h n l n o 表示通道号。 函数返回：1 表示有振铃信号，0 表示无振铃信号。 功能描述：检查( 外线) 是否有振铃信号。 v o i dw i n a p io f f h o o k ( w o r dw c h n l n o ) 人口参数：w c h n l n o 是通道号。 函数返回：无。 第三章语音卡部分 功能描述：外线提机。 v o i dw i n a p ih a n g u p ( w o r dw c h n l n o ) j 入口参数：w c h n l n o 是通道号。 函数返回：无。 功能描述：外线挂机。 b o o lw i n a p ic h e c k p l a y e n d ( w o r dw c h n l n o ) 入口参数：w c h n l n o 是通道号。 函数返回：0 表示未结束，1 表示结束。 功能描述：检查指定通道的放音是否结束。 b o o