互聯(lián)互通呼叫測(cè)試儀的設(shè)計(jì)

游向東 孫孝強(qiáng)



　　摘 要： 本文介紹了一種互聯(lián)互通電話呼叫測(cè)試儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并且給出了硬件、軟件的設(shè)計(jì)方案。


　　關(guān)鍵詞： 互聯(lián)互通；呼叫測(cè)試；短信息；手機(jī)模塊



引言


　　互聯(lián)互通測(cè)試系統(tǒng)的目的是便于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和固定網(wǎng)通信業(yè)務(wù)與PSTN網(wǎng)間互聯(lián)互通業(yè)務(wù)的運(yùn)行質(zhì)量，通過分析該測(cè)試系統(tǒng)的輸出結(jié)果能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，從而提高網(wǎng)間互聯(lián)質(zhì)量，同時(shí)能夠及時(shí)可靠地完成各種測(cè)試任務(wù)，達(dá)到提高效率、節(jié)約成本的目的。


　　本互聯(lián)互通呼叫測(cè)試儀主要用于部分省市中國聯(lián)通公司，提供聯(lián)通數(shù)據(jù)和固定網(wǎng)業(yè)務(wù)與PSTN之間的互聯(lián)互通呼叫測(cè)試，包括IP電話業(yè)務(wù)(含卡類17910和一次呼叫17911)、193長途電話業(yè)務(wù)(含卡類193和一次呼叫193300)、165呼叫上網(wǎng)等業(yè)務(wù)。


系統(tǒng)結(jié)構(gòu)


　　互聯(lián)互通電話測(cè)試系統(tǒng)由管理中心和互聯(lián)互通呼叫測(cè)試儀終端通過GSM、PSTN構(gòu)成，如圖1所示。







　　管理中心可編輯設(shè)置各種呼叫規(guī)則和任務(wù)，包括對(duì)應(yīng)呼叫號(hào)碼的測(cè)試時(shí)間、周期、呼叫內(nèi)容(號(hào)碼)、呼叫次數(shù)等。管理中心通過GSM的短信息方式建立對(duì)所轄各呼叫測(cè)試儀終端的數(shù)據(jù)通信，從而完成規(guī)則、任務(wù)下達(dá)，并且接收終端呼叫記錄上報(bào)。


　　各呼叫測(cè)試終端依據(jù)管理中心下達(dá)的規(guī)則和任務(wù)忠實(shí)執(zhí)行,完成定時(shí)呼叫，并對(duì)呼叫結(jié)果進(jìn)行分析、判斷、記憶，具體包括：呼叫時(shí)間、主叫號(hào)碼、被叫號(hào)碼、呼叫時(shí)長、呼叫結(jié)果(忙音，擁塞，久不應(yīng)答，語音應(yīng)答，正確接通)。


　　管理中心接收各測(cè)試終端上報(bào)的測(cè)試記錄，并對(duì)記錄按相應(yīng)條件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計(jì)、歸類，形成相應(yīng)圖表供顯示或打印輸出。


　　當(dāng)呼叫測(cè)試儀撥打市話時(shí)，可以根據(jù)交換機(jī)送來的信號(hào)音判別被叫線路的狀態(tài)，信號(hào)音的種類符合《電話交換設(shè)備總技術(shù)規(guī)范書》YDN 065-1997[1](見表1)。


呼叫測(cè)試儀的工作過程如下：





硬件設(shè)計(jì)


　　呼叫測(cè)試儀的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，包括電話機(jī)話音電路、MCU和外圍功能電路、GSM模塊電路三大部分。


　　呼叫測(cè)試儀硬件電路以P89C51RD+為MCU，通過SPI接口連接外圍功能電路——實(shí)時(shí)時(shí)鐘DS1302、串行存儲(chǔ)器X5045、DTMF發(fā)送和信號(hào)音檢測(cè)電路CMX624；通過CMX624連接電話機(jī)話音電路PBL385 73N ；MCU通過UART訪問GSM模塊。


話音電路PBL385 73N


　　PBL385 73N是Ericsson生產(chǎn)話音電路。它內(nèi)置自動(dòng)增益控制電路(AGC)，所需的外圍元件少，使用范圍寬。圖3中，T1為摘機(jī)繼電器，MCU通過CMX624的第14引腳驅(qū)動(dòng)繼電器摘機(jī)，AB線信號(hào)經(jīng)過橋堆定向后，送到PBL385 73N。


MCU和外圍功能電路


　　MCU采用PHILIPS的P89C51RD+，它兼容最流行的Intel 80C51單片機(jī)，內(nèi)含有64K bytes FLASH ROM，1K bytes RAM，32個(gè)I/O，對(duì)于本設(shè)計(jì)，不用擴(kuò)展外部RAM和I/O。


　　串行存儲(chǔ)器X5045用于存放下載到呼叫測(cè)試儀的非易失工作參數(shù)。同時(shí)，該芯片將看門狗定器、上電復(fù)位控制、壓降管理以及具有塊保護(hù)功能的串行EEPROM這四種功能集成到一體，有助于簡化應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，減少PCB的占用面積，提高系統(tǒng)可靠性。


　　實(shí)時(shí)時(shí)鐘DS1302是一個(gè)可編程3 線SPI串行接口時(shí)鐘芯片，在圖4中，連接在DS1302第8引腳的BATTERY是可充電3.6V備用電池，來備份系統(tǒng)時(shí)間和數(shù)據(jù)。






圖5 呼叫測(cè)試儀的主程序流程圖



　　本設(shè)計(jì)主要使用DTMF發(fā)送和信號(hào)音檢測(cè)電路CMX624的DTMF編碼和發(fā)送、呼叫進(jìn)程音(信號(hào)音)的檢測(cè)功能[2]。在MCU的控制下，經(jīng)過CMX624的第9引腳，DTMF被送到PBL385 73N的第3引腳，最后送到AB線上。另外，AB線上450Hz的呼叫進(jìn)程音經(jīng)過PBL385 73N的第12引腳，在CMX624的第16、17引腳被接收、檢測(cè)，最后由MCU判別。


GSM模塊


　　GSM模塊采用法國WAVECOM公司的WISMO2C2-G900/1800(簡稱2C2)，它是一個(gè)功能完整的手機(jī)模塊，MCU通過UART對(duì)它進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)傳輸，包括短信、CSD、GPRS、GROUP3 CLASS 1和CLASS 2傳真等。MCU對(duì)模塊的控制采用的是AT指令，符合ETSI標(biāo)準(zhǔn)GSM 07.07和GSM 07.05[3]。
軟件設(shè)計(jì)


　　呼叫測(cè)試儀的主程序流程如圖5所示,其程序分為三部分:初始化及自檢、參數(shù)下載及保存、呼叫測(cè)試及上報(bào)紀(jì)錄。


　　上電后，程序完成對(duì)MCU寄存器和變量的初始化，以及對(duì)外圍功能芯片DS1302、X5045、CMX624的初始化。自檢的內(nèi)容包括，讀取DS1302時(shí)間值，進(jìn)行合法性檢查和時(shí)鐘正常運(yùn)行檢查；對(duì)X5045指定單元寫入數(shù)值，再讀出比較，檢查該芯片的好壞；對(duì)CMX624寄存器進(jìn)行讀寫檢查，驅(qū)動(dòng)摘掛機(jī)繼電器T1開關(guān)一次。如果自檢不通過，則點(diǎn)亮LED閃爍告警。


　　MCU通過輸入AT指令對(duì)2C2模塊進(jìn)行初始化，以便進(jìn)行短信的收發(fā)。主要的指令[4]有：



　　當(dāng)呼叫測(cè)試儀首次使用或收到管理中心下發(fā)的更改參數(shù)短信時(shí)，MCU等待參數(shù)下載完畢。MCU通過AT+CMGR=指令讀取短信，解析短信內(nèi)容，把其中的工作參數(shù)保存到X5045。工作參數(shù)有：終端卡號(hào)、管理中心號(hào)、短信中心號(hào)、呼叫起始時(shí)間、呼叫終止時(shí)間、呼叫周期、呼叫次數(shù)，呼叫內(nèi)容等。


　　當(dāng)呼叫測(cè)試儀完成參數(shù)下載后，MCU循環(huán)檢查撥打規(guī)則，通過讀DS1302，判斷呼叫起始時(shí)間、呼叫終止時(shí)間、呼叫周期、呼叫次數(shù)滿足撥打規(guī)則后，就從X5045讀出下一個(gè)待呼叫的電話號(hào)碼。MCU控制CMX624驅(qū)動(dòng)摘掛機(jī)繼電器摘機(jī)，發(fā)送待呼叫號(hào)碼對(duì)應(yīng)的DTMF編碼。交換機(jī)接續(xù)后，根據(jù)被叫狀態(tài)送出相關(guān)的信號(hào)音到AB線上，MCU通過讀取CMX624寄存器的值，按照?qǐng)D1進(jìn)行信號(hào)音的檢測(cè)。MCU產(chǎn)生呼叫記錄，然后以PDU格式的短信上報(bào)管理中心。在PDU模式下，如果發(fā)送短信，則先發(fā)送短信的長度AT+CMGS= ,等待2C2模塊返回字符“>",則可以發(fā)送PDU數(shù)據(jù), PDU數(shù)據(jù)以0X1A作為結(jié)束符。若短信發(fā)送成功，2C2返回OK。PDU編碼格式詳見ETSI標(biāo)準(zhǔn)GSM 03.40和GSM 07.05。


　　本設(shè)計(jì)程序采用C51語言編寫而成。MCU訪問DS1302、X5045和CMX624都通過SPI接口，所以SPI接口讀寫的頻率較高，其中最基本、最常用的是輸出一個(gè)字節(jié)和輸入一個(gè)字節(jié)的子函數(shù)。由于篇幅原因，具體程序代碼就不一一列出。



結(jié)語


　　本互聯(lián)互通呼叫測(cè)試儀通過與PSTN的電話線相連，自動(dòng)呼叫預(yù)先定義的測(cè)試號(hào)碼，并將測(cè)試結(jié)果以短信息方式傳送到管理中心，管理中心對(duì)測(cè)試結(jié)果加以分析，形成直觀的測(cè)試報(bào)表。


　　目前，該互聯(lián)互通測(cè)試系統(tǒng)已經(jīng)開始應(yīng)用，主要用于測(cè)試使用IP業(yè)務(wù)的固話用戶能否正常撥上IP平臺(tái)，測(cè)試PSTN和IP平臺(tái)的互聯(lián)互通。實(shí)踐表明該系統(tǒng)靈活地完成了互連互通的測(cè)試任務(wù)。■



參考文獻(xiàn)：


1. 郵電部電信傳輸研究所,‘電話交換設(shè)備總技術(shù)規(guī)范書’, YDN 065-1997.


2. Consumer Microcircuits Limited,‘CMX624DS.PDF’


3. WAVECOM,‘WISMO2C Hardware Specification’, August 2000.


4. WAVECOM,‘AT commands interface’,March 2000.



摘自　電子產(chǎn)品世界