CN102111415A - 嵌入VoIP的交互式网络语音应答系统及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种嵌入VoIP的交互式网络语音应答系统，应用在融合通信领域，包括网际协议专用交换机、路由器、VoIP网关、PC机；其中，VoIP网关分别与PSTN网络、路由器相连接；路由器分别与网际协议专用交换机、以太网络相连接；网际协议专用交换机与PC机连接；PC机分别与第三方即时消息服务器、邮件服务器和第三方OpenID服务器连接。本发明还提供一种嵌入VoIP的交互式网络语音应答系统的实现方法，从本地获取音频文件并播放给用户，实现与电话线路和以太网络模块的融合，从而方便用户办公。

Description

嵌入VoIP的交互式网络语音应答系统及其实现方法

技术领域

本发明涉及一种嵌入VoIP的交互式网络语音应答系统及其实现方法，应用在融合通信领域，特别是通信网和互联网融合的办公助理融合通信系统中。

背景技术

在通信技术的历史长河中，基于电路交换技术的电话业务始终是电信业的主流。但随着计算机和宽带网络技术的发展，特别是Internet的日益普及，使得IP（Internet Protocol）技术无可争辩地成为未来信息网络的支撑技术，基于TCP/IP的网络技术已开始进入电信领域，其突破口选择了电话业务，它使用计算机网络的分组交换技术来进行语音通信。VoIP（Voice over IP）就是这样一种基于IP的、满足语音通信需求的新型解决方案。

不仅如此，语音与数据综合业务的出现也给传统的电路交换提出了更高的要求。随着网络技术的发展，大多数应用软件都在不可避免地发展，这就要求Web服务器必须具有与用户进行数据、语音和视频图像交互的能力，而这势必要求语音和数据业务相融合。从价格上来看，由于长途通信在电话网上的高额收费，人们希望能利用因特网的低成本特性来完成相同的业务。这就促进了IP网络语音业务，使得在Internet上传输语音成为研究热点。

VoIP技术的实现需要依托一系列技术，这些技术包括各种网络协议，即TCP/IP协议、负责信令控制的SIP协议、与SIP密切相关的会话描述协议（SDP），负责语音传输的RTP协议等。其中SIP协议由于其自身的种种优势，成为了主流VoIP信令协议。

SIP是建立于简单邮件传送协议（SMTP）和超文本传送协议（HTTP）的基础上。利用SIP可实现会话的连接、建立和释放，并支持单播、多播和可移动性。为了提供电话业务，需要与其他标准和协议相结合，特别是应确保实时传送协议（RTP）与当前公共交换电话网络（PSTN）的信令互连，能确保语音质量（资源预留协议（RSVP）），能提供目录（轻量目录访问协议（LDAP）），能鉴权用户（远程用户拨号认证系统（RADIUS））等。

此外，SIP如果与会话描述协议（SDP）配合使用，可以动态调整和修改会话属性，如通话带宽、所传输的媒体类型及编解码格式。此外SIP具有可扩展性、灵活性、简单和易实现等优点，SIP协议被广泛应用。

交互式网络语音应答系统是一款可接受语音电话输入或按键选择、并以适当的应答形式（如语音、传真、回电、电子邮件，或其它媒体形式）与用户交互的软件应用程序。交互式语音应答系统是目前各个行业广泛使用的远程自助服务系统，它利用电话的方式接入系统，通过语音的方式向用户即时播报信息。交互式网络语音应答一般作为组件之一嵌入与数据库访问相关的大型应用环境中。常见的交互式网络语音应答应用领域包括如下：查询银行和股票账户的余额及转账、民意测验和投票、呼叫中心转移、简单的订单输入处理等。本发明是将交互式网络语音应答应用到办公助理融合通信系统中，帮助员工有效办公，提高办公效率。但是传统交互式网络语音应答存在着一些局限性：系统的建设和维护成本比较高，需要购买大量的硬件设备；针对不同的硬件板卡和交换机等设备，需要开发不同的软件等等。

发明内容

本发明的所要解决的技术问题是基于背景技术中的缺陷，提供一种嵌入VoIP的交互式网络语音应答系统，并将其嵌入到办公助理融合通信系统中。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

一种嵌入VoIP的交互式网络语音应答系统，包括网际协议专用交换机、路由器、VoIP网关、PC机；其中，

VoIP网关分别与PSTN网络、路由器相连接；

路由器分别与网际协议专用交换机、以太网络相连接；

网际协议专用交换机与PC机连接；

PC机分别与第三方即时消息服务器、邮件服务器和第三方OpenID服务器连接。

进一步的，前述嵌入VoIP的交互式网络语音应答系统中，PC机安装有基于Web 2.0技术的融合通信客户端。

本发明还提供一种嵌入VoIP的交互式网络语音应答系统的实现方法，包括如下步骤：

步骤A，用户通过电话向VoIP网关发送服务请求，系统提示用户输入验证信息；

步骤B，系统判断用户输入验证信息结果是否正确，如结果正确，则进入下一步骤；如结果不正确，则返回A步骤；

步骤C，采用PC机通过路由器与以太网连接，分别与第三方即时消息服务器、邮件服务器和第三方OpenID服务器连接，获取即时消息；

步骤D，PC机将接收到的即时消息发送至网际协议专用交换机上，网际协议专用交换机将所述即时消息转换成语音合成的文本传给语音合成模块；

步骤E，语音合成模块将文本合成语音，并存放在本地文件夹下；

步骤F，网际协议专用交换机从本地文件夹获取语音文件并通过电话播放给用户，实现与电话线路和以太网络模块的融合。

本发明采用上述技术方案具有如下有益效果：

本发明实现一个嵌入VoIP的交互式网络语音应答系统，该系统是基于SIP协议的。该系统的核心是VoIP，与其进行交互的模块有中心服务模块、语音合成模块。另外，IPPBX是作为VoIP系统以电话形式注册的服务器。该系统是嵌入在一个基于web2.0的办公助理融合通信系统中，当用户不方便上网的情况下，如果想查看个人的qq消息、msn消息、飞信消息或者是邮件，用户可以拨打某个指定号码，即嵌入VOIP的交互式网络语音应答系统，完成用户查阅消息的一个交互过程。

首先，IPPBX给交互式网络语音应答系统分配一个特殊的号码，该号码不能再分配给其他用户使用，IPPBX创建账户和拨号规则，此时IPPBX相当于一个SIP服务器。

该系统是一个运行于linux系统的后台程序，无界面。

该系统注册在IPPBX上后，用户通过拨打指定号码，可以实现与IVR系统交互从而获取用户想要的信息的过程。

该系统属于语音引导型，能够接收并识别用户的按键，并根据用户的选择，播放不同的语音。

移动手机、固定电话以及IPPBX分配的分机号码都可以呼叫该系统获取用户需要的信息。

 

附图说明：

图1是嵌入VoIP的交互式网络语音应答系统的拓扑图；

图2是模块间简单交互的示意图；

图3是系统工作流程图；

图4是PSTN与系统之间呼叫信令转换流程图；

图5是嵌入VOIP的交互式网络语音应答系统结构图；

图6是系统启动流程图；

图7是注册流程示意图；

图8是sip process的工作流程图。

 

具体实施方案:

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述：

1）SIP服务器

本发明使用IPPBX作为SIP服务器。IPPBX是一种基于IP的公司电话系统，这个系统可以完全将话音通信集成到公司的数据网络中。IPPBX最显著特征是成为一个集成通信系统，通过电信网和互联网，仅需要单一设备即可为用户提供语音、传真、数据和视频等多种通信方式。还可以建立中、小型的呼叫中心，并且造价低廉。通过与网络软硬件的充分结合，提高了工作效率，节约了通信成本（省时、节费）。另外IPPBX还可仿真电路交换，从IP网络中拨打电话到传统的电话网络中。由于大系统需要用到IPPBX，故本发明中的IVR系统采用IPPBX作为SIP服务器。

）嵌入VOIP的交互式网络语音应答系统与其他模块的交互

系统首先以指定的号码注册到IPPBX上。某办公助理融合通信系统用户拨打该号码，与系统交互获取所需信息。

如图2所示，其各模块间大致交互。共包括四个模块，分别是User、交互式网络语音系统、TTS和CS。

如图3所示系统工作流程图，

(1)首先User向系统发起呼叫；

(2)系统收到User的来电；

(3)播放提示语音，提示User输入账号和密码，并以#号键结束；

(4)每次接收一个按键消息；

(5)判断接收到的按键消息是否为结束标志#号键；

(6)若不是#号键，继续接收按键消息；

(7)若是#号键，将接收到的按键消息发给CS模块，由CS模块来验证User的身份；

(8)若验证不通过，重新播放提示音提示用户输入账号和密码；

(9)若验证通过，播放语音提示，提示用户输入按键选择要查看的消息，数字1获取未接来电信息，数字2获取邮件信息，按键3获取msn消息，按键4获取飞信消息，按键*结束；

(10)若不是*号键，从本地获取音频文件，播放语音给User；

(11)若是*号键，结束。 

如图4所示，User与交互式网络语音应答系统之间呼叫信令转换流程图：

当PSTN User希望和交互式网络语音应答系统通话时，PSTN User只需拨被叫的SIP号码。PSTN网将产生初始化地址消息（IAM）到VoIP网关。VoIP网关将IAM封装为SIP INVITE消息并将其传送到IPPBX，随后IPPBX与交互式网络语音应答系统通过SIP协议完成相应的消息传送，VoIP网关将相应的相应（180Ring、200OK等）转换为ISUP消息送给PSTN网完成呼叫的建立。当呼叫方挂断电话，产生REL消息，VoIP网关将此消息转换为Bye消息送到SIP网络，同时VoIP网关释放PSTN电路。当PSTN端收到RLC消息时表明释放后的电路可被其他用户使用。在SIP端，交互式网络语音应答系统发出200OK消息表示呼叫结束。此呼叫流程清晰地说明了VOIP系统的信令转换。

）嵌入VOIP的IVR应用程序的软件系统框架

如图5所示，整个软件系统结构图：本发明中嵌入VoIP的交互式网络语音应答系统是运行在linux系统下的一段后台程序，无界面。该系统应用程序分为两大模块，分别是主状态控制模块和通信管理模块，其中主状态控制模块包括网络初始化模块和注册模块，通信管理模块又包括呼叫控制模块、SIP消息监听模块和按键消息监听模块。

如图6所示，主状态控制模块是整个软件系统的中央控制模块，它对OSIP、EXOSIP、ORTP、Mediastreamer2协议栈进行初始化，其次调用注册函数Reg，将软电话注册到IPPBX上，最后创建一个子线程，该线程主要负责信令的交互，建立和终止会话。它以SIP协议栈为基础，并包括呼叫控制模块、SIP消息监听模块和按键消息监听模块几个子模块。

本嵌入VoIP的交互式网络语音应答系统运行在linux平台下，无界面，使用OSIP、EXOSIP、ORTP、Mediastreamer2协议栈进行开发。整个系统由一个进程构成，主状态控制模块。主状态控制模块又包含一个子线程，该线程负责监听网络的SIP消息。

）嵌入VOIP的IVR系统应用程序的启动流程

软电话启动流程说明：

1.  在linux系统下用命令运行嵌入VoIP的交互式网络语音应答系统程序，创建“主状态控制模块”进程。

2.“主状态控制模块”进程启动后，初始化OSIP、EXOSIP、ORTP、Mediastream协议栈。

3. 嵌入VoIP的交互式网络语音应答系统向IPPBX注册。

4.  为“主状态控制模块”创建子线程。

5. “主状态控制模块”子线程监听网络侧消息，包括SIP消息和RTP包。

6. “主状态控制模块”子线程处理网络侧消息，包括SIP消息和RTP包。

）嵌入VOIP的交互式网络语音应答系统应用程序中主状态控制模块的研究

主状态控制模块主要包括网络初始化和注册两个子模块，它是通信模块的基础，主状态控制模块是一个进程，通信模块是它创建的一个子线程，二者之间通过资源共享进行通信。主状态控制模块包括网络初始化模块和注册模块两个子模块。

下面介绍各个模块的功能：

网络初始化模块，首先完成三个协议栈的初始化。

注册模块，调用注册函数向IPPBX注册。注册完成后，处于等待来电的空闲状态。

在图7中，交互式网络语音应答系统向IPPBX发起注册，main process调用Send_Register函数向IPPBX进行注册，sip process收到IPPBX回送的消息EXOSIP_REGISTRATION_SUCCESS表示注册成功。

）嵌入VOIP的IVR系统应用程序中通信模块的研究

通信管理模块是通信的核心，它主要负责信令的交互，建立和终止会话。它以OISP、EXOSIP、ORTP、Mediastream协议栈为基础，包含呼叫控制模块、网络会话消息监听模块和网络按键消息监听模块。其中网络会话消息指的是SIP消息，网络按键消息指的是RTP包。 

下面介绍各个模块的功能：

呼叫控制模块，是一个独立的线程，一旦有来电便自动接听，并给主叫播放语音提示，通过按键识别来实现用户与交互式网络语音应答系统的人机交互。

会话网络消息监听模块、按键网络消息监听模块和呼叫模块在同一个线程内，循环等待网络侧的消息。如果收到的是SIP消息，就对消息进行回复和解码；若收到的是RTP包，就获取RTP包的有效载荷，对数据进行处理。

下面介绍通信模块的工作流程。

通信管理模块是由主进程main process创建的子线程，称为sip process。它与主状态控制模块资源共享。通信管理模块包括呼叫控制模块，网络会话消息监听模块和网络按键消息监听模块三个子模块。一旦有来电，呼叫控制模块负责接听来电，给主叫播放语音提示，然后用户按键，网络按键消息监听模块获取到按键消息，将按键消息解析出来传送给CS模块，从本地获取CS模块传送给TTS的文本文件并由TTS合成的语音文件，然后将语音播放给用户，然后挂机。

图8所示为sip process的工作流程。

在图8中，用户拨号时，IPPBX服务器收到EXOSIP_CALL_INVITE，服务器将向IVR系统发送EXOSIP_CALL_INVITE，并向用户回送EXOSIP_CALL_PROCEEDING和EXOSIP_CALL_RINGING，表示呼叫正在转接。sip process收到EXOSIP_CALL_INVITE后自动接听来电，向服务器发送EXOSIIP_CALL_ANSWERED，服务器向用户传送EXOSIIP_CALL_ANSWERED给用户表示通话已建立，然后sip process播放语音提示用户输入账号和密码，语音提示结束后，sip process监听按键消息，收到按键RTP包，将数据解析出来发送给CS模块进行身份认证，用户身份认证通过后，sip process播放语音提示用户选择要查看的消息，sip process同样监听按键消息，收到按键RTP包，将数据解析出来发送给CS模块获取用户所需要查看的消息，通过语音合成模块将消息合成语音，然后播放给用户，播放结束后sip process调用sip_call_terminate()，结束通话，服务器回送EXOSIP_CALL_RELEASED，表示通话资源已释放。

Claims (3)

1.一种嵌入VoIP的交互式网络语音应答系统，其特征在于：包括网际协议专用交换机、路由器、VoIP网关、PC机；其中，

VoIP网关分别与PSTN网络、路由器相连接；

路由器分别与网际协议专用交换机、以太网络相连接；

网际协议专用交换机与PC机连接；

PC机分别与第三方即时消息服务器、邮件服务器和第三方OpenID服务器连接。

2.根据权利要求1所述嵌入VoIP的交互式网络语音应答系统，其特征在于：所述PC机安装有基于Web 2.0技术的融合通信客户端。

3.一种嵌入VoIP的交互式网络语音应答系统的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A，用户通过电话向VoIP网关发送服务请求，系统提示用户输入验证信息；

步骤B，系统判断用户输入验证信息结果是否正确，如结果正确，则进入下一步骤；如结果不正确，则返回A步骤；

步骤C，采用PC机通过路由器与以太网连接，分别与第三方即时消息服务器、邮件服务器和第三方OpenID服务器连接，获取即时消息；

步骤D，PC机将接收到的即时消息发送至网际协议专用交换机上，网际协议专用交换机将所述即时消息转换成语音合成的文本传给语音合成模块；

步骤E，语音合成模块将文本合成语音，并存放在本地文件夹下；

步骤F，网际协议专用交换机从本地文件夹获取语音文件并通过电话播放给用户，实现与电话线路和以太网络模块的融合。

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