CN102684918B

CN102684918B - 基于dtmf音频的综合网管的告警分析系统及其方法

Info

Publication number: CN102684918B
Application number: CN201210136065.XA
Authority: CN
Inventors: 曹东; 何双江
Original assignee: Wuhan NEC Fiber Optic Communications Industry Co Ltd
Current assignee: Wuhan NEC Fiber Optic Communications Industry Co Ltd
Priority date: 2012-05-04
Filing date: 2012-05-04
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2032-05-04
Also published as: CN102684918A

Abstract

本发明提供了一种基于DTMF音频的综合网管的告警分析系统及方法，WAV监听处理器在发生告警时捕获WAV格式的音频信号，然后通过DTMF信号识别器分析音频数据，再通过基于快速傅里叶变换的识别引擎进行分析；然后由告警传输处理器负责将分析结果转换成数据报文发送到告警收集处理器；再由告警收集处理器收集来自网络中的多个数据报文；最后由告警分析处理器解析数据报文后，最终把告警信息转换成声、光、电的形式以听、视觉传达给最终用户。采用本发明能够在不同音频设备环境下，以极高的告警音频识别准确率的基础上进行识别；且不依赖被管网管的北向接口的前提条件下收集告警信息，使得与被管网管的依赖度降低，提高系统的适应能力。

Description

基于DTMF音频的综合网管的告警分析系统及其方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及通信综合网管及通过基于DTMF（Dual Tone Multi Frequency，双音多频）音频方式接入下层被管网络告警的方法。

背景技术

在大多数通信网管系统中，都会涉及到从被管的不同专业的网络中获取告警，并统一上报到通信综合管理网络中。而这些被管网络都由各个厂商、各专业提供各自的北向接口，其各自的北向接口存在标准不一，使得依赖北向接口监控整个网络的告警非常困难。同时，在实施过程中很多厂家的北向接口实施成本较高，或无法提供完备的北向接口。由于存在很多的技术及非技术因素，因此必须提出一种能够在不依赖各个厂家北向接口的前提下来获取被管网络中发生的告警的方法，同时应兼具有较低的开发和实施成本。经过实际情况分析，所有被管网络的网管都会在发生告警的时候，同时发生与告警对应的音频信号。并且，所有被管网管都必须提供音频信号的告警已被作为统一标准提出，因此各个网管必须遵循这一标准。同时，在被管网管上允许由用户决定播放可定制的音频，这些音频可定制为指定编码的DTMF音频。基于此，这就能够提出一套通过分析所发生的基于DTMF告警音频信号来分析信号并上报告警的系统。通过告警的音频信号对各个被管网络的告警进行分析，从而能够以统一模式进行处理，可在不依赖被管网络北向接口的前提下，以较低的实施成本进行实施，从而极大的降低了综合网管的实施难度。

与本发明相关的现有技术的第一种实现所采用的实现方式是通过硬件方式来实现。即通过串口获取音频信号，再通过音频集中服务器以硬件的方式对音频信号进行分析，把分析后的模拟信号转换成以太网帧传输到远端。

如果采用上述第一种处理方式就会存在以下问题。首先，由于需要通过串口获取音频信号，再通过音频集中服务器对音频信号进行分析，而硬件分析音频特征的实现难度大导致硬件成本高。其次，在已有的设备上已具备一些基本的音频信号分析能力，而这些能力均没有得到有效的利用。最后，由于处理和分析这些功能均在硬件上完成，如果需要调整识别方式，则需要更换硬件，因此该方案的后期维护成本很高且扩展性很小。

与本发明相关的现有技术第二种实现是采用软件方式提取告警音频特征再进行分析，把分析后的结果通过网络传递到音频收集服务器进行统一管理。

如果采用上述第二种处理方式就会存在以下问题。首先，由于需要分析告警音频的特征信息，而各个厂家的网管告警音频并没有统一标准，这样导致分析告警音频特征信息难度较大。其次，在不同的音频设备上输出的音频信号存在一定的差异导致识别音频特征的准确性很难保证。最后，在分析音频特征前需要维护一套音频特征库，而提取音频特征库本身维护难度较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于DTMF音频的综合网管的告警分析系统及其方法，能够在不同音频设备环境下，不依赖被管网管的北向接口收集告警信息，且以极高的告警音频识别准确率的基础上进行识别，使得与被管网管的依赖度降低，提高系统的适应能力。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种基于DTMF音频的综合网管的告警分析系统，其特征在于：它包括：

WAV监听处理器，用于捕获WAV格式的音频信号并处理，得到处理后的音频数据；

DTMF信号识别器，用于接收处理后的音频数据，并进行DTMF音频的识别检测，再分析出DTMF编码，根据编码结果分析出告警信息；

告警传输处理器，用于将DTMF信号识别器分析出的告警信息组装成数据报文，并通过网络发送；

告警收集处理器，用于通过网络接收告警传输处理器发送的数据报文并解析为告警信息；

告警分析处理器，用于接收告警收集处理器解析的告警信息，分析判断该告警的发生状态，决定是发送告警还是清除告警。

所述的WAV监听处理器包括：

WAV监听准备模块，用于打开被管网管理的音频输出设备的音频捕获功能，并指定捕获的音频信号存入缓存的位置；

监听缓存管理模块，用于接收捕获的音频信号并把缓存写满后开始发送监听事件；

监听事件处理模块，用于接收和处理监听缓存管理模块发送的监听事件，并得到处理后的音频数据；

缓存队列管理模块，将处理后的音频数据放入缓存队列，发送给所述的DTMF信号识别器。

所述的DTMF信号识别器包括：

信号接收模块，用于接收WAV监听处理器处理后的音频数据，并启动基于快速傅里叶变换的识别引擎；

快速傅里叶变换模块，用于在基于快速傅里叶变换的识别引擎启动后，对音频数据进行快速傅里叶变换；

信号编码模块，用于将进行快速傅里叶变换后的音频数据进行DTMF编码，在编码后把连续的编码进行提交；

告警分析模块，用于将信号编码模块提交的连续的编码与编码表进行比对，分析出告警信息，再将告警信息发送。

所述的告警传输处理器包括：

连接管理器，与所述的告警收集处理器建立网络连接；

信号转换器，用于将所述TMF信号识别器分析出的告警信息转换成数据报文；

心跳发生器，用于定期与所述的告警收集处理器发送心跳指令，保持连接状态；

告警发送器，用于将信号转换器转换的数据报文发送到告警收集处理器。

所述的告警收集处理器包括：

告警收集器，用于接收来自网络中的多个数据报文，并判断数据报文是否符合报文格式，若不符合格式就返回错误信息并中断与告警传输处理器的连接，若符合则接收；

告警转发器，用于将接收的数据报文转换成告警信息，再转发给告警分析处理器。

所述的告警分析处理器包括：

传递转换器，用于将告警信息解析为声音和/或图像信息；

告警呈现器，用于根据传递转换器解析的声音和/或图像信息找到对应的声音和/或图像，并传达给用户。

一种基于DTMF音频的综合网管的告警分析方法，其特征在于：它包括以下步骤：

1）捕获WAV格式的音频信号并处理，得到处理后的音频数据；

2）接收处理后的音频数据，并进行DTMF音频的识别检测，再分析出DTMF编码，根据编码结果分析出告警信息；

3）将分析出的告警信息组装成数据报文，并通过网络发送；

4）通过网络接收数据报文并解析为告警信息：

接收来自网络中的多个数据报文，并判断数据报文是否符合报文格式，若不符合格式就返回错误信息并中断与告警传输处理器的连接，若符合则接收；

将接收的数据报文转换成告警信息；

5）将转换后的告警信息解析为声音和/或图像信息；

根据解析的声音和/或图像信息找到对应的声音和/或图像，并传达给用户。

所述的步骤1）包括：

打开被管网管理的音频输出设备的音频捕获功能，并指定捕获的音频信号存入缓存的位置；

接收捕获的音频信号并把缓存写满后开始发送监听事件；

接收和处理监听事件，并得到处理后的音频数据；

将处理后的音频数据放入缓存队列，发送给所述的DTMF信号识别器。

所述的步骤2）包括：

接收WAV监听处理器处理后的音频数据，并启动基于快速傅里叶变换的识别引擎；

在基于快速傅里叶变换的识别引擎启动后，对音频数据进行快速傅里叶变换；

将进行快速傅里叶变换后的音频数据进行DTMF编码，在编码后把连续的编码进行提交；

将提交的连续的编码与编码表进行比对，分析出告警信息，再将告警信息发送。

所述的步骤3）包括：

建立网络连接；

将分析出的告警信息转换成数据报文；

定期发送心跳指令，保持连接状态；

发送数据报文。

本发明的工作原理为：在被管网络上都有各自的网管，在网管终端机器上通常设备利用率都不高，有大量的空闲执行时间和大量的空闲内存空间。因此，把WAV监听处理器、DTMF信号识别器和告警传输处理器部署到网管终端机上。并要求被管网管终端机发生告警时所播放的告警音频是已按实施方要求的DTMF音频，通过WAV监听处理器进行捕获WAV格式的音频数据，再将所捕获到的WAV格式的音频数据交给DTMF信号识别器进行DTMF音频的识别检测。首先，分析判断是否为DTMF音频，若不是就丢弃，若是就进行分析。然后，分析出DTMF编码，根据编码结果分析出告警的级别、发生时间、所属网管等信息。最后，再把所分析出的信息交给告警传输处理器组装成数据报文，通过网络发到告警收集处理器。

告警收集处理器和告警分析处理器位于网络中的一台服务器上，该服务器能够访问到所有被管网络的网管终端。因此，被管网管的机器能够通过网络发送数据报文到该服务器上。因此，当完成上述音频捕获、音频识别处理和告警传输处理后就能通过网络传输到位于该服务器上的告警收集处理器。告警收集处理器能够接收来自多个不同被管网管终端上的告警数据报文，即由WAV监听处理器、DTMF信号识别器和告警传输处理器能够被拷贝安装在不同的被管网管终端上。当告警收集处理器每收到一个告警数据报文后，就解析数据报文其告警的级别、发生时间、所属网管。最后交给告警分析处理器，由告警分析处理器分析判断该告警的发生状态，决定是发送中告警还是清除告警。

本发明的有益效果为：

1、采用本发明能够在不同音频设备环境下，以极高的告警音频识别准确率的基础上进行识别；并且不依赖被管网管的北向接口的前提条件下收集告警信息，使得与被管网管的依赖度降低，提高系统的适应能力。

2、把WAV监听处理器、DTMF信号识别器和告警传输处理器部署到网管终端机上，告警收集处理器和告警分析处理器位于网络中的一台服务器上，因此无需加入额外的硬件设备通过软件的方式捕获音频信号，利用现有硬件资源进行识别、分析、传输和处理等功能；有效的复用用户以往硬件投资，同时无需加入新硬件就能扩展新功能，充分发挥软件的高扩展性。

3、被管网络加入新专业、新网管、新的告警等扩展性需求的时候，由于本方案无需依赖被管网管北向接口，并且采用了基于DTMF的音频信号作为告警源，因此，可以很容易接入并识别、分析、传输、处理告警，极大的降低了实施综合网管的告警系统的周期、成本、复杂度等各方面因素。

附图说明

图1为本发明的系统框图。

图2为本发明一实施例的系统结构示意图。

图3为DTMF信号识别过程的流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种基于DTMF音频的综合网管的告警分析系统及方法，其核心是：首先WAV监听处理器在发生告警时捕获WAV格式的音频信号，然后通过DTMF信号识别器分析音频数据，再通过基于快速傅里叶变换的识别引擎进行分析；然后由告警传输处理器负责将分析结果转换成数据报文发送到告警收集处理器；再由告警收集处理器收集来自网络中的多个数据报文，并转发到告警分析处理器；最后由告警分析处理器解析数据报文后，最终把告警信息转换成声、光、电的形式以听、视觉传达给最终用户。

图1为本发明的系统框图，图2为本发明一实施例的系统结构示意图，它包括：

WAV监听处理器，用于捕获WAV格式的音频信号并处理，得到处理后的音频数据。

WAV监听处理器包括：WAV监听准备模块，用于打开被管网管理的音频输出设备的音频捕获功能，并指定捕获的音频信号存入缓存的位置；监听缓存管理模块，用于接收捕获的音频信号并把缓存写满后开始发送监听事件；监听事件处理模块，用于接收和处理监听缓存管理模块发送的监听事件，并得到处理后的音频数据；缓存队列管理模块，将处理后的音频数据放入缓存队列，发送给所述的DTMF信号识别器。

DTMF信号识别器，用于接收处理后的音频数据，并进行DTMF音频的识别检测，再分析出DTMF编码，根据编码结果分析出告警信息。

WAV监听处理器A10是整个系统的入口，也是唯一与其它被管网管有关的模块，它包括：信号接收模块，用于接收WAV监听处理器处理后的音频数据，并启动基于快速傅里叶变换的识别引擎；快速傅里叶变换模块，用于在基于快速傅里叶变换的识别引擎启动后，对音频数据进行快速傅里叶变换；信号编码模块，用于将进行快速傅里叶变换后的音频数据进行DTMF编码，在编码后把连续的编码进行提交；告警分析模块，用于将信号编码模块提交的连续的编码与编码表进行比对，分析出告警信息，再将告警信息发送。

告警传输处理器，用于将DTMF信号识别器分析出的告警信息组装成数据报文，并通过网络发送。

告警传输处理器包括：连接管理器，与所述的告警收集处理器建立网络连接；信号转换器，用于将所述TMF信号识别器分析出的告警信息转换成数据报文；心跳发生器，用于定期与所述的告警收集处理器发送心跳指令，保持连接状态；告警发送器，用于将信号转换器转换的数据报文发送到告警收集处理器。

告警收集处理器，用于通过网络接收告警传输处理器发送的数据报文并解析为告警信息。

告警收集处理器包括：告警收集器，用于接收来自网络中的多个数据报文，并判断数据报文是否符合报文格式，若不符合格式就返回错误信息并中断与告警传输处理器的连接，若符合则接收；告警转发器，用于将接收的数据报文转换成告警信息，再转发给告警分析处理器。

告警分析处理器包括：传递转换器，用于将告警信息解析为声音和/或图像信息；告警呈现器，用于根据传递转换器解析的声音和/或图像信息找到对应的声音和/或图像，并传达给用户。告警信息中已经包含有其发生状态，在传递转换器中，其不同的发生状态和告警的内容对应于不同的声音和/或图像信息，若发送告警则播放对应声音且/或点亮对应图像，若清除告警则对应图像变灰。

基于DTMF音频的综合网管的告警分析方法，其特征在于：它包括以下步骤：

1）捕获WAV格式的音频信号并处理，得到处理后的音频数据，具体包括：

接收捕获的音频信号并把缓存写满后开始发送监听事件；

接收和处理监听事件，并得到处理后的音频数据；

2）接收处理后的音频数据，并进行DTMF音频的识别检测，再分析出DTMF编码，根据编码结果分析出告警信息，具体如图3所示，包括：

3）将分析出的告警信息组装成数据报文，并通过网络发送，具体包括：

建立网络连接；

将分析出的告警信息转换成数据报文；

定期发送心跳指令，保持连接状态；

发送数据报文。

4）通过网络接收数据报文并解析为告警信息：

将接收的数据报文转换成告警信息；

5）将转换后的告警信息解析为声音和/或图像信息；

其中，所述的告警信息包括告警的级别、发生时间、所属网管等信息。

Claims

1.基于DTMF音频的综合网管的告警分析系统，其特征在于：它包括：

WAV监听处理器，用于捕获WAV格式的音频信号并处理，得到处理后的音频数据；所述的WAV格式的音频信号是已按实施方要求的DTMF音频；

告警分析处理器，用于接收告警收集处理器解析的告警信息，分析判断该告警的发生状态，决定是发送告警还是清除告警；

所述的WAV监听处理器、DTMF信号识别器和告警传输处理器部署在网管终端机上，所述的告警收集处理器和告警分析处理器位于网络中的一台服务器上。

2.根据权利要求1所述的基于DTMF音频的综合网管的告警分析系统，其特征在于：所述的WAV监听处理器包括：

3.根据权利要求1所述的基于DTMF音频的综合网管的告警分析系统，其特征在于：所述的DTMF信号识别器包括：

4.根据权利要求1所述的基于DTMF音频的综合网管的告警分析系统，其特征在于：所述的告警传输处理器包括：

连接管理器，与所述的告警收集处理器建立网络连接；

信号转换器，用于将所述DTMF信号识别器分析出的告警信息转换成数据报文；

5.根据权利要求1所述的基于DTMF音频的综合网管的告警分析系统，其特征在于：所述的告警收集处理器包括：

6.根据权利要求1所述的基于DTMF音频的综合网管的告警分析系统，其特征在于：所述的告警分析处理器包括：

传递转换器，用于将告警信息解析为声音和/或图像信息；

7.基于DTMF音频的综合网管的告警分析方法，其特征在于：它包括以下步骤：

1）捕获WAV格式的音频信号并处理，得到处理后的音频数据；所述的WAV格式的音频信号是已按实施方要求的DTMF音频

3）将分析出的告警信息组装成数据报文，并通过网络发送；

4）通过网络接收数据报文并解析为告警信息：

将接收的数据报文转换成告警信息；

5）将转换后的告警信息解析为声音和/或图像信息；

8.根据权利要求7所述的基于DTMF音频的综合网管的告警分析方法，其特征在于：所述的步骤1）包括：

接收捕获的音频信号并把缓存写满后开始发送监听事件；

接收和处理监听事件，并得到处理后的音频数据；

9.根据权利要求7所述的基于DTMF音频的综合网管的告警分析方法，其特征在于：所述的步骤2）包括：

10.根据权利要求7所述的基于DTMF音频的综合网管的告警分析方法，其特征在于：所述的步骤3）包括：

建立网络连接；

将分析出的告警信息转换成数据报文；

定期发送心跳指令，保持连接状态；

发送数据报文。