在嵌入式WinCE系統(tǒng)下，利用GSM Modem和現(xiàn)有的GSM移動通信網，通過軟件編程手段，實現(xiàn)用普通電話（包括手機）對遠程工業(yè)現(xiàn)場的某些工作參數(shù)的監(jiān)測和控制。
其中的監(jiān)測數(shù)據(jù)以語音形式體現(xiàn)。文中給出了語音合成的具體實現(xiàn)方法。
引言
許多時候，我們需要了解遠距離的某個工作現(xiàn)場的某些工作參數(shù)，或者對某些工作指標進行控制（開、關控制）。例如，需要了解遠距離無人職守的發(fā)射機的功率情況，需要開啟或關閉高山上電視塔的燈光，等等。這些一般都是通過基于C/S或者B/S等的網絡手段來實現(xiàn)的，需要專門的網絡線路和監(jiān)控端軟硬件的支持，構筑這樣的應用系統(tǒng)投資一般都比較大，監(jiān)控方位置的靈活度也被局限于有監(jiān)控端軟硬件的環(huán)境中。這里介紹一種在嵌入式WinCE系統(tǒng)下利用GSM Modem，用普通電話（包括手機，下同）就可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控的方法。不需要有專用的監(jiān)控端軟硬件的支持和其他專用的網絡線路，借助GSM的無線通信網絡，投資大大縮小；監(jiān)控方的位置可以處在任何有電話的地方，方便靈活。監(jiān)控操作的選擇由電話的按鍵來實現(xiàn)，監(jiān)測到的參數(shù)通過語音的方式反饋到監(jiān)控方的電話上；可以滿足大多數(shù)遠程監(jiān)控應用場合的要求。
1 應用系統(tǒng)架構
本系統(tǒng)主要由GSM移動通信網、GSM Modem、以S3C2410為核心的硬件和WinCE系統(tǒng)組成，如圖1所示。
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圖1 系統(tǒng)架構
需要監(jiān)測的參數(shù)或需要控制的指標通過某種方式與嵌入式系統(tǒng)構成上、下位采集與控制體系。嵌入式系統(tǒng)發(fā)出測控指令，可以實現(xiàn)對現(xiàn)場相應數(shù)據(jù)的采集和控制。采集到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)文件形式保存在嵌入式系統(tǒng)上。目前，有關嵌入式系統(tǒng)對下位現(xiàn)場的具體采集與控制操作介紹的文獻很多，這里不再復述。
2 嵌入式系統(tǒng)受監(jiān)控端軟件設計
嵌入式系統(tǒng)中受監(jiān)控端軟件是本監(jiān)控系統(tǒng)的核心。它一方面管理GSM Modem識別遠程電話的控制指令（按鍵識別）、向電話反饋對應的語音數(shù)據(jù)，另一方面還要根據(jù)遠程電話的指令完成對下位現(xiàn)場的測控。
2.1 串行口及GSM Modem的初始化
根據(jù)GSM Modem連接的串行口，comID用hSerial=CreateFile(TEXT ("comID"),GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,0, NULL, OPEN_EXISTING, 0, NULL);
打開該串行口。根據(jù)返回句柄hSerial的值，可以判斷打開是否成功。由“GetCommState(hSerial,&dcb);”獲得comID的狀態(tài)，同時自動填入不用的DCB結構成員。再用“SetCommState(hSerial,&dcb);”就可以初始化該串口了。之前，&dcb要設置自己的參數(shù)，如：
dcb.BaudRate=115200;
dcb.ByteSize=8;
dcb.Parity=NOPARITY;
dcb.StopBits=ONESTOPBIT;//依次為波特率、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位和停止位
SetupComm(hSerial,1024,1024);//設置收發(fā)緩沖區(qū)大小//超時控制設置
Timeouts.ReadIntervalTimeout=1;
Timeouts.ReadTotalTimeoutMultiplier=1;
Timeouts.ReadTotalTimeoutConstant=10;
Timeouts.WriteTotalTimeoutMultiplier=1;
Timeouts.WriteTotalTimeoutConstant=10;
SetCommTimeouts(hSerial,&Timeouts);
SetCommMask(hSerial,EV_RXCHAR);//掛接接收事件
最后用“ WriteFile(hSerial,szBuffer,strlen(szBuffer),&dwBytesWritten,&os_w);” 向串口寫入GSM Modem的初始化數(shù)據(jù)（AT命令）。不同的GSM Modem其AT命令可能有所不同（可以從GSM Modem的用戶手冊中獲得）。筆者使用的GSM Modem的初始化數(shù)據(jù)為“ats0=1+fclass=8”、“at+vsm=128,11025”。
2.2 按鍵識別
因為監(jiān)控指令是由遠程電話通過電話上的按鍵發(fā)出的，所以在受監(jiān)控端，正確識別電話的按鍵是非常關鍵的。在一個處理線程中，可以用如下程序進行識別：
while(flag){//flag為控制值
WaitCommEvent(hSerial,&dwEvtMask,0);
if ((dwEvtMask&EV_RXCHAR)==EV_RXCHAR){
ClearCommError(hSerial,&dwErrorFlags,&ComStat );
dwLength = ComStat.cbInQue ; //輸入緩沖區(qū)有多少數(shù)據(jù)
if(dwLength>0){
ReadFile(hSerial,buff,dwLength,&ln,&os_r);
buff[dwLength]=0;
if(buff[0]==0x10&&buff[1]==0x52)
Puts(h,MEMO1,"電話撥入...");
if(buff[1]==0x52&&buff[4]==‘O‘&&buff[5]==‘K‘)
Puts(h,MEMO1,"線路接通");
if(buff[1]==0x2f&&buff[2]==0x10&&buff[3]==0x31)
Puts(h,MEMO1,"1");//1鍵
if(buff[1]==0x2f&&buff[2]==0x10&&buff[3]==0x32)
Puts(h,MEMO1,"2");//2鍵
if(buff[1]==0x2f&&buff[2]==0x10&&buff[3]==0x33)
Puts(h,MEMO1,"3");//3鍵
if(buff[1]==0x2f&&buff[2]==0x10&&buff[3]==0x34)
Puts(h,MEMO1,"4");//4鍵
if(buff[1]==0x2f&&buff[2]==0x10&&buff[3]==0x35)
Puts(h,MEMO1,"5");//5鍵
if(buff[1]==0x2f&&buff[2]==0x10&&buff[3]==0x36)
Puts(h,MEMO1,"6");//6鍵
if(buff[1]==0x2f&&buff[2]==0x10&&buff[3]==0x37)
Puts(h,MEMO1,"7");//7鍵
if(buff[1]==0x2f&&buff[2]==0x10&&buff[3]==0x38)
Puts(h,MEMO1,"8");//8鍵
if(buff[1]==0x2f&&buff[2]==0x10&&buff[3]==0x39)
Puts(h,MEMO1,"9");//9鍵
if(buff[1]==0x2f&&buff[2]==0x10&&buff[3]==0x30)
Puts(h,MEMO1,"0");//0鍵
if(buff[1]==0x2f&&buff[2]==0x10&&buff[3]==0x23)
Puts(h,MEMO1,"#");//#鍵
if(buff[1]==0x2f&&buff[2]==0x10&&buff[3]==0x2a)
Puts(h,MEMO1,"*");//*鍵
if(buff[0]==0x10&&buff[1]==0x62)
Puts(h,MEMO1,"撥入方已掛機");
}
}
}
運行后，有電話撥入并按下567890，執(zhí)行結果如圖2所示。
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圖2 按鍵識別測試
對于按鍵組合，可以將單個鍵的值依次存放到緩沖區(qū)。在程序中控制好flag的值就可以實現(xiàn)對按鍵組合的識別。
2.3 語音傳送
將語音數(shù)據(jù)寫入GSM Modem，撥入的電話一端就可以聽到相應的語音。在寫入語音數(shù)據(jù)之前，要先用“at+vtx”通知GSM Modem，此后的數(shù)據(jù)是語音數(shù)據(jù)。
hf=_lopen(wavFileName,0);
bitSize=GetFileSize((HANDLE)hf,NULL);
_lclose(hf);
hf=_lopen(wavFileName,0);
_lread(hf,aa,bitSize);
_lclose(hf);
wsprintf(buffer,"at+vtx");
buffer[6]=0x0d;
WriteFile(hSerial,buffer,7,&dwBytesWritten,&os_w);
for(i=0;i<bitSize;i++){
buffer[0]=aa[i];
if(flag) i=bitSize;
WriteFile(hSerial,buffer,1,&dwBytesWritten,&os_w);
}
其中，wavFileName為所傳送的語音數(shù)據(jù)文件。
2.4 嵌入式系統(tǒng)受控端整體程序描述
嵌入式系統(tǒng)受控端整體程序框圖如圖3所示。
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圖3 嵌入式系統(tǒng)受控端整體程序框圖
3 語音合成技術（TTS）
將保存在嵌入式系統(tǒng)上從現(xiàn)場采集來的數(shù)據(jù)轉換成對應的語音數(shù)據(jù)，需要進行語音合成。在語音數(shù)據(jù)庫中存有“l(fā)ing”、“yi”、“er”、 “san”……“dian”和單位名稱發(fā)音的數(shù)據(jù)文件。假設要監(jiān)測的是現(xiàn)場的電流數(shù)據(jù)，例如，下位采集來的保存到嵌入式系統(tǒng)上的某電流數(shù)據(jù)為5.12 A，那么就需要將“wu”、“dian”、“yi”、“er”和“an”的語音數(shù)據(jù)文件合成一個語音數(shù)據(jù)文件,以便于傳送。
BitSize位現(xiàn)場數(shù)據(jù)（包括小數(shù)點）語音合成的具體程序描述如下：
hf=_lopen(DataFileName,0);//打開現(xiàn)場數(shù)據(jù)文件
_lread(hf,szBuff,bitSize);//讀入到緩沖區(qū)szBuff（數(shù)據(jù)是以ASCII形式存放的）
_lclose(hf);
for(I=0;I<bitSize;I++){
switch (szBuff[I]){
case 0x2e:
…//將“dian”的語音數(shù)據(jù)寫入目標語音文件
break;
case 0:
…//將“l(fā)ing”的語音數(shù)據(jù)寫入目標語音文件
break;
case 1:
…//將“yi”的語音數(shù)據(jù)寫入目標語音文件
break;?
}//調整目標語音文件指針
}//將單位名稱的語音數(shù)據(jù)寫入目標語音文件
需要強調的是，這里用到的語音數(shù)據(jù)必須是“裸”數(shù)據(jù)，也就是去掉有關文件頭的純粹的語音數(shù)據(jù)（可以在錄制單個語音文件后處理掉）。各個語音數(shù)據(jù)的大小也要記錄在一個表列中，以便在調整目標語音文件指針時用到。最后生成的目標語音文件也是一個只含有“裸”數(shù)據(jù)的文件，在進行語音傳送時可以直接使用。
結語
本文介紹的在嵌入式WinCE系統(tǒng)下利用GSM Modem所實現(xiàn)的遠程監(jiān)測與控制的方法，以較小的投資實現(xiàn)了對遠程工業(yè)現(xiàn)場的測控，充分地利用了現(xiàn)有的GSM移動通信網絡資源。在測控距離遠、實時性要求不高的場合都可以選擇使用。
參考文獻
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武斌（工程師），主要研究方向為廣播電視技術及嵌入式系統(tǒng)；
李建軍（工程師）。
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