趙銘琥

目前，各類文電收發(fā)系統(tǒng)廣泛的應用于政府及企業(yè)，用于傳遞文電信息，但因無法做到人員全日值守，造成文電信息處理的遲滯，本監(jiān)控提醒系統(tǒng)能在文電系統(tǒng)接收到文電后，利用GSM的短信業(yè)務，以發(fā)送提示短信的方式，及時準確的提醒工作人員處理文電，有效的解決了信息處理的遲滯，本系統(tǒng)的應用對全日值守接收文電的崗位有著重大意義。

系統(tǒng)由兩部分組成，即運行于計算機終端的文電監(jiān)控軟件和外接于計算機的短信收發(fā)模塊。文電監(jiān)控軟件有效的檢測監(jiān)控文電系統(tǒng)的文電的接收情況，并向短信收發(fā)模塊發(fā)送控制指令，短信收發(fā)模塊在收到的控制指令后，對其解析并完成提示短信的發(fā)送。下面分別介紹文電監(jiān)控軟件和短信收到模塊的設計。

1 文電監(jiān)控軟件的設計

文電監(jiān)控軟件通過監(jiān)控檢測文電系統(tǒng)收到文電后播放的提示音文件的調用情況，來判斷文電系統(tǒng)是否收到文電。軟件整體分為界面和后臺兩個部分。界面部分采用傳統(tǒng)形式的MFC程序進行開發(fā)，后臺采用模塊的方式進行開發(fā)，其結構如圖1所示。

界面部分為UI模塊，主要負責界面的展示和用戶的配置。后臺部分主要分為輪訓模塊、文件檢測模塊、串口發(fā)送模塊、Sqlite數(shù)據(jù)庫模塊、配置文件模塊六個模塊。輪詢模塊主要負責定時發(fā)送消息給文件檢測模塊；文件檢測模塊主要負責檢測文件是否被調用，并調用串口發(fā)送模塊向短信收發(fā)模塊發(fā)出控制指令。

界面模塊：界面部分可以采取QT、MFC以及網(wǎng)頁等多種方式進行開發(fā)。QT的優(yōu)勢：優(yōu)秀的跨平臺特色，面向對象，豐富的API，并支持2D/3D圖形渲染及OpenGL，開發(fā)文檔豐富，同時還支持XML。

MFC的優(yōu)勢：開發(fā)簡單，使用方便。網(wǎng)頁的優(yōu)勢：跨操作系統(tǒng)，界面美觀。因QT和網(wǎng)頁開發(fā)相對復雜且涉及專業(yè)知識較多，根據(jù)系統(tǒng)實際需要選用相對簡單易用的MFC進行文電監(jiān)控軟件的開發(fā)。考慮到后續(xù)軟件界面切換的需求，將所有后臺部分封裝在不同的動態(tài)庫中，界面部分單獨制作成一個可執(zhí)行文件。

輪詢模塊：輪詢模塊作為后臺部分的重要模塊，負責發(fā)送定時消息給文件檢測模塊讓其進行文件檢測操作。從技術層面有多種方式可供選擇，如通過ACE中反應器的定時器，boost的asio庫以及MFC的setTimer來實現(xiàn)。對比之下，ACE中的反應器高效，但ACE庫太過龐大，而MFC中的setTimer因軟件設計考慮，需將界面部分獨立出來，為了后續(xù)能實現(xiàn)快速與網(wǎng)頁或QT的切換，軟件采用boost的asio來實現(xiàn)輪詢的控制。

文件檢測模塊：文件檢測模塊主要負責檢測作戰(zhàn)值勤系統(tǒng)提示音文件是否被占用。軟件采用獲取文件句柄的方式來判斷提示音文件是否被占用，當提示音文件被占用時，調用fopen是無法得到文件句柄，根據(jù)文件句柄是否為空來判斷當前要檢測的提示音文件的占用情況。

軟件將其封裝成一個函數(shù)，當消息觸發(fā)時，調用此函數(shù)判斷結果，從而判斷被檢測文件的占用情況，并觸發(fā)串口發(fā)送模塊發(fā)送控制命令。

串口發(fā)送模塊：串口發(fā)送模塊是軟件和硬件的交互模塊，軟件采用boost asio的serial port來實現(xiàn)，并將boost asio serial_port度封裝成一個類庫，使用程序后期的維護和開發(fā)。

數(shù)據(jù)庫模塊：數(shù)據(jù)庫模塊用以存儲文電監(jiān)控軟件觸發(fā)告警信息，軟件采用Sqlite的本地存儲方式來解決，通過c++庫中CppSqlite來操作Sqlite，使用事務的方式提高插入速度，并采用ACE的讀寫鎖來保護數(shù)據(jù)的安全，防止多線程操作數(shù)據(jù)庫時出現(xiàn)錯誤。

因SQLite具有跨平臺、操作簡便等特點，軟件數(shù)據(jù)庫模塊使用Navicat for SQLite軟件，完成數(shù)據(jù)庫的開發(fā)。

配置文件模塊：Libxml2是C語言下的一個XML的程序庫，能夠簡單方便的對XML文件內容做各類操作，并且支持XPATH查詢，為了后續(xù)軟件的維護和管理便利，選擇使用libxml2的庫來操作XML，軟件將用戶配置信息保存在XML文件中，可以在軟件啟動時自動讀取配置信息，免去了重復軟件配置的工作。

2 短信收發(fā)模塊的設計

短信收發(fā)模塊的功能是實現(xiàn)短信的發(fā)送，主要由主控制器C8051F930單片機、SIM900A模塊、電平轉換電路、AT24C02存儲芯片、電源電路等組成。

SIM900A：目前工程上廣為應用的短信模塊有兩種，分別是以SIMCOM公司生產的SIM900A芯片為核心的模塊和以西門子公司生產的TC35芯片為核心的模塊。對兩款芯片配套設計相應的外圍電路，即可以實現(xiàn)短信收發(fā)功能，使用簡單方便，但因TC35芯片的供貨量較小，考慮到提示系統(tǒng)后期的推廣應用、擴大生產，本系統(tǒng)選用SIM900A芯片。

單片機：模塊設計中單片機的選用，降低了PC機直接與短信模塊進行通信時上位機軟件的開發(fā)難度，通過RX、TX引腳可方便實現(xiàn)其與短信模塊的通信，利用豐富的應用例程，靈活簡便實現(xiàn)了各種控制需求。C8051F930單片機由CPU進行主控，含有24個全雙工的I/O口，包含一個擴展的中斷系統(tǒng)，支持多個中斷源，每個中斷源有兩個優(yōu)先級，64Kb的ISP FLASH用于程序存儲，CIP-51 8051控制器核是芯片的核心部件，它控制著指令程序在整個芯片中的良好運行。

串口通信電路：計算機的通信分為兩種，一種為并行一種為串行。并行的特點是速度快、效率高，但所用的線數(shù)多、可靠距離短，不適合遠距離傳輸?shù)膽?。而串行通信只需一根線就能快速穩(wěn)定的通信，而且成本低，在以單片機作為主控器的控制電路中，因其占用引腳資源少，所以本提示系統(tǒng)的短信收發(fā)模塊均采用串口異步通訊方式，在滿足通信需求的情況下方便配置使用。

為了實現(xiàn)計算機與單片機之間的正常通信，必須將其CMOS電平轉換為TTL電平，系統(tǒng)采用MAX3232芯片來完成兩種電平之間的轉換。

存儲電路：本提示系統(tǒng)需要存儲值班員手機號碼以及相應短信內容，為緩解單片機存儲空間的有限，須為系統(tǒng)連接存儲設備，這里選用ATMEL公司推出的兩線行的控制芯片AT24C02，存儲容量為2K，用以滿足系統(tǒng)存儲需要，實現(xiàn)讀寫功能。

電源電路：由于整個系統(tǒng)工作電流要求較高，所以采用開關類型的電源芯片進行穩(wěn)壓供電，輸入電壓DC+為12V，經(jīng)過穩(wěn)壓后為系統(tǒng)提供輸出+5V的穩(wěn)定電壓，再通過穩(wěn)壓電路將5V轉成3.3V的系統(tǒng)工作電壓，為單片機、SIM900A、EEPROM等電路模塊進行供電。

狀態(tài)指示燈電路：為了系統(tǒng)在后期的使用維護中方便可靠，需要通過一定的標識來判斷系統(tǒng)的工作狀態(tài)，有必要為系統(tǒng)設置指示燈電路，而SIM900A芯片自身提供了指示燈接口，即時顯示當前SIM卡的信號狀態(tài)。電路設計采用灌電流的方式，LED一端接VCC，另一端通過電阻接至芯片引腳完成對單片機和SIM900A兩個核心芯片的狀態(tài)監(jiān)控。

單片機控制程序設計：當模塊開機后，單片機進行初始化控制操作，完成SIM900A、SIM卡、串口等設備的初始化，并等待SIM900A模塊進行正常工作狀態(tài)，當收到SIM900A正常工作的（下轉第201頁）（上接第78頁）信息后，單片機進入循環(huán)掃描狀態(tài)，即循環(huán)掃描觸發(fā)端口是否有控制命令收到，如果收到觸發(fā)命令，即控制GSM模塊，將預先設定好的短信內容，發(fā)送到指定工作人員手機上。

將設計完成的單片機控制程序寫單片機，即可以完成整個短信收發(fā)模塊的設計。

在實際操作應用中，我們通過文電監(jiān)控軟件，設置監(jiān)控文電系統(tǒng)收到文電后播放的提示音文件，當收到文電后，文電系統(tǒng)調用提示音提示時，文電監(jiān)控軟件即可監(jiān)控到來電信息，并向預告設置好的手機號碼發(fā)送提示短信，通知工作人員來處理文電。

[責任編輯：劉展]