CN112584324A - 一种应急广播多路电话短信接入播出方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了应急广播技术领域的一种应急广播多路电话短信接入播出方法，包括：步骤S10、创建一白名单数据库，4G通信模块接收数据类型为电话或者广播的应急广播，并通过白名单数据库对应急广播进行验证；步骤S20、4G通信模块基于应急广播的数据类型，将应急广播转换为PCM数据直接发送给音频输入模块，或者通过TTS模块转换为PCM数据发送给音频输入模块；步骤S30、音频输入模块创建若干个数据队列，将接收的PCM数据存储至数据队列中，并通过数据队列发送给音频编码模块；步骤S40、音频编码模块对接收的PCM数据进行格式转换，并将转换得到的音频流通过对应的广播通道进行输出。本发明的优点在于：极大的降低了电话短信应急广播的成本。

Description

一种应急广播多路电话短信接入播出方法

技术领域

本发明涉及应急广播技术领域，特别指一种应急广播多路电话短信接入播出方法。

背景技术

应急广播规范要求中，不仅要求应急广播系统需要满足平时的广播，还要满足战时应急的需求，在紧急情况下，应急广播系统需要及时做出战时响应，将应急广播内容及时送达影响的区域。而在发生突发情况时，身处最前线的村委可能不能及时到达广播室，对应急广播系统的设备进行操作，因此产生了将电话短信快速接入应急广播系统进行应急广播的需求。

然而，传统上将电话短信接入应急广播系统是通过电话网络交换机进行的，电话网络交换机不仅价格昂贵，还需要申请专门的号码，该号码的使用费用也及其昂贵。因此，如何提供一种应急广播多路电话短信接入播出方法，实现降低电话短信应急广播的成本，成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种应急广播多路电话短信接入播出方法，实现降低电话短信应急广播的成本。

本发明是这样实现的：一种应急广播多路电话短信接入播出方法，包括如下步骤：

步骤S10、创建一白名单数据库，4G通信模块接收数据类型为电话或者广播的应急广播，并通过所述白名单数据库对应急广播进行验证；

步骤S20、4G通信模块基于所述应急广播的数据类型，将所述应急广播转换为PCM数据直接发送给音频输入模块，或者通过TTS模块转换为PCM数据发送给音频输入模块；

步骤S30、音频输入模块创建若干个数据队列，将接收的所述PCM数据存储至数据队列中，并通过所述数据队列发送给音频编码模块；

步骤S40、音频编码模块对接收的所述PCM数据进行格式转换，并将转换得到的音频流通过对应的广播通道进行输出。

进一步地，所述步骤S10具体包括：

步骤S11、创建一白名单数据库，所述白名单数据库用于存储允许接入应急广播系统的电话号码，各所述电话号码均对应一广播区域以及一接入密码；

步骤S12、依次启动4G通信模块、TTS模块、音频输入模块以及音频编码模块，并进行工作状态自检；

步骤S13、4G通信模块接收数据类型为电话或者广播的应急广播，并通过所述白名单数据库对应急广播进行验证。

进一步地，所述步骤S12中，所述4G通信模块的工作状态包括模块状态、卡状态以及信号状态，依次进行模块状态、卡状态以及信号状态的检测，仅当模块状态、卡状态以及信号状态均正常，4G通信模块的工作状态才正常。

进一步地，所述步骤S13中，所述4G通信模块接收数据类型为电话的应急广播，并通过所述白名单数据库对应急广播进行验证具体包括：

步骤S1311、4G通信模块接收电话呼入信号，判断响铃次数是否大于2次，若是，则进行摘机操作，并进入步骤S1312；若否，则不进行摘机操作，并结束流程；

步骤S1312、4G通信模块判断所述应急广播的来电号码，是否与所述白名单数据库内存储的电话号码匹配，若是，则验证通过，并进入步骤S1313；若否，则验证不通过，并结束流程；

步骤S1313、通过TTS语音提示用户输入接入密码，通过DTMF获取用户输入的接入密码，基于所述白名单数据库判断接入密码是否匹配，若是，则接收数据类型为电话的应急广播，进入步骤S20；若否，则结束流程。

进一步地，所述步骤S13中，所述4G通信模块接收数据类型为短信的应急广播，并通过所述白名单数据库对应急广播进行验证具体包括：

步骤S1321、4G通信模块预设若干个敏感词汇以及一比例阈值；4G通信模块接收类型为短信的应急广播，读取所述短信的短信信息；所述短信信息包括发信号码、发信时间、短信内容、身份标识、短信总条数、短信标号以及优先级；

步骤S1322、4G通信模块判断所述短信总条数是否为1，若是，说明不是长短信，进入步骤S1323；若否，说明是长短信，基于所述短信标号对各短信内容进行拼接，并进入步骤S1323；

步骤S1323、判断所述发信号码是否与白名单数据库内存储的电话号码匹配，若是，则进入步骤S1324；若否，则结束流程；

步骤S1324、基于所述敏感词汇对短信内容进行过滤，判断过滤的内容占所述短信内容的比例是否超过比例阈值，若是，则向用户发送敏感内容禁止广播的提示短信，并结束流程；若否，则向用户发送短信已成功接收的提示短信，并进入步骤S20。

进一步地，所述步骤S20具体为：

4G通信模块判断所述应急广播的数据类型为电话还是短信，若是电话，则将所述应急广播转换为PCM数据后，发送给音频输入模块；若是短信，则将所述应急广播输入TTS模块，将短信内容转换为PCM数据的音频数据，并发送给音频输入模块。

进一步地，所述步骤S30具体为：

音频输入模块基于4G通信模块和TTS模块的个数创建若干个数据队列，将接收的所述PCM数据存储至数据队列中，并通过所述数据队列将PCM数据发送给音频编码模块。

进一步地，所述步骤S40具体为：

音频编码模块将接收的每条所述PCM数据分别转换为RTSP格式音频流和UDP-TS格式音频流，对所述RTSP格式音频流和UDP-TS格式音频流进行编码后，将所述RTSP格式音频流通过IP广播通道或者4G广播通道进行输出，将所述UDP-TS格式音频流通过有线数字电视广播通道或者地面数字电视广播通道进行输出。

进一步地，所述步骤S40还包括：

创建一录音队列，对输出的各所述音频流进行录音并存储至录音队列中，通过所述录音队列将录音存储至文件系统。

本发明的优点在于：

1、通过4G通信模块接收数据类型为电话或者广播的应急广播，再将接收的应急广播转换为PCM数据发送给音频输入模块，再利用音频编码模块对PCM数据进行格式转换后，进行广播输出，由于4G通信模块的价格实惠，使用过程中也仅需支付4G的套餐费用，相对于传统上通过电话网络交换机接入应急广播系统，极大的降低了电话短信应急广播的成本。

2、通过创建一用于存储允许接入应急广播系统的电话号码的白名单数据库，且各电话号码均对应一广播区域以及一接入密码；电话接入时，依次通过响铃次数、电话号码以及接入密码进行验证；短信接入时，通过电话号码进行验证，并对敏感词汇进行过滤，即经过多重的安全验证，进而极大的提升了电话短信应急广播的安全性。

3、通过对输出的各音频流进行录音存储，进而极大的提升了电话短信应急广播的溯源性。

4、通过将一个4G通信模块和一个TTS模块作为一个输入通道，实际应用时可依据应急需求和使用率增减输入通道的数量，极大的提高了系统配置的灵活性。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种应急广播多路电话短信接入播出方法的流程图。

图2是本发明一种应急广播多路电话短信接入播出系统的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例中的技术方案，总体思路如下：通过4G通信模块和TTS模块代替传统的电话网络交换机接入应急广播系统，进而降低电话短信应急广播的成本。

本发明需使用如下一种应急广播多路电话短信接入播出系统，包括若干个接入模块、一白名单数据库、一音频输入模块以及一音频编码模块；所述接入模块包括一4G通信模块以及一TTS模块；

各所述4G通信模块的一端均与白名单数据库连接，另一端与一TTS模块连接；所述音频输入模块的输入端与各4G通信模块以及TTS模块连接，输出端与所述音频编码模块连接。

所述白名单数据库用于存储允许接入应急广播系统的电话号码，各所述电话号码均对应一广播区域以及一接入密码；所述音频输入模块用于接收4G通信模块以及TTS模块发送的PCM数据，并转发给音频编码模块；所述音频编码模块用于对接收的PCM数据进行格式转换后，编码输出，优选为ffmpeg开源软件；所述4G通信模块是指硬件加载到指定频段，软件支持标准的LTE协议，软硬件高度集成模组化集成在PCB板上，完成无线接收、发射、基带信号处理功能，软件支持语音拨号、短信收发等功能，为接入播出系统的信息输入模块；所述TTS模块用于将文本转换合成为语音信息，是人机交互的一种很重要的技术，本申请利用TTS模块将4G通信模块接入的短信内容合成为对应的语音信息进行音频广播。

4G通信模块采用非对称式串口通信，接口分为查询和被动上报信息两种方式，查询接口用于信号强度和运营商信息等的查询，被动上报信息包括短信接入通知，来电提示等。这种形式的通信模式很容易出现数据错乱导致系统异常，因为查询接口获取的数据，容易被被动上报信息接口获取。本申请采用缓存被动上报信息的方式，将两种接口上来的数据分开处理，避免数据错乱。具体为：采用单线程读取串口信息，数据分流到被动上报处理接口中，在上层需要查询指令时，将所有被动上报信息存入待处理队列，只处理查询回馈的数据，查询信息处理结束后，再处理缓存的被动上报信息。当上层需要查询指令，遇到已经在处理被动上报信息时，则缓存查询指令，当被动上报信息处理结束后，再处理缓存的查询指令。为了两边处理可以同步，采用互斥锁Mutex对线程进行同步。

请参照图1至图2所示，本发明一种应急广播多路电话短信接入播出方法的较佳实施例，包括如下步骤：

步骤S10、创建一白名单数据库，4G通信模块接收数据类型为电话或者广播的应急广播，并通过所述白名单数据库对应急广播进行验证；

步骤S20、4G通信模块基于所述应急广播的数据类型，将所述应急广播转换为PCM数据直接发送给音频输入模块，或者通过TTS模块转换为PCM数据发送给音频输入模块；

步骤S30、音频输入模块创建若干个数据队列，将接收的所述PCM数据存储至数据队列中，并通过所述数据队列发送给音频编码模块；

步骤S40、音频编码模块对接收的所述PCM数据进行格式转换，并将转换得到的音频流通过对应的广播通道进行输出。

所述步骤S10具体包括：

步骤S11、创建一白名单数据库，所述白名单数据库用于存储允许接入应急广播系统的电话号码，各所述电话号码均对应一广播区域以及一接入密码；

步骤S12、依次启动4G通信模块、TTS模块、音频输入模块以及音频编码模块，并进行工作状态自检；4G通信模块和TTS模块的工作状态都正常的接入模块才接入系统；

步骤S13、4G通信模块接收数据类型为电话或者广播的应急广播，并通过所述白名单数据库对应急广播进行验证。

所述步骤S12中，所述4G通信模块的工作状态包括模块状态、卡状态以及信号状态，依次进行模块状态、卡状态以及信号状态的检测，仅当模块状态、卡状态以及信号状态均正常，4G通信模块的工作状态才正常。具体实施时，可使用符号”G”表示模块异常，使用符号”X”表示无信号，使用符号”-”表示卡异常，使用符号”T”表示TTS模块异常，使用数字表示对应的接入模块编号。

所述步骤S13中，所述4G通信模块接收数据类型为电话的应急广播，并通过所述白名单数据库对应急广播进行验证具体包括：

步骤S1311、4G通信模块接收电话呼入信号，判断响铃次数是否大于2次，若是，则进行摘机操作，并进入步骤S1312；若否，则不进行摘机操作，并结束流程；响铃次数大于2次才进行摘机操作，是为了给拨打电话的用户一个接通电话的反馈；

步骤S1312、4G通信模块判断所述应急广播的来电号码，是否与所述白名单数据库内存储的电话号码匹配，若是，则验证通过，并进入步骤S1313；若否，则验证不通过，并结束流程；

步骤S1313、通过TTS语音提示用户输入接入密码，通过DTMF获取用户输入的接入密码，基于所述白名单数据库判断接入密码是否匹配，若是，则接收数据类型为电话的应急广播，进入步骤S20；若否，则结束流程。

所述步骤S13中，所述4G通信模块接收数据类型为短信的应急广播，并通过所述白名单数据库对应急广播进行验证具体包括：

步骤S1321、4G通信模块预设若干个敏感词汇以及一比例阈值；4G通信模块接收类型为短信的应急广播，读取所述短信的短信信息；所述短信信息包括发信号码、发信时间、短信内容、身份标识、短信总条数、短信标号以及优先级；

步骤S1322、4G通信模块判断所述短信总条数是否为1，若是，说明不是长短信，进入步骤S1323；若否，说明是长短信，基于所述短信标号对各短信内容进行拼接，并进入步骤S1323；

步骤S1323、判断所述发信号码是否与白名单数据库内存储的电话号码匹配，若是，则进入步骤S1324；若否，则结束流程；

步骤S1324、基于所述敏感词汇对短信内容进行过滤，判断过滤的内容占所述短信内容的比例是否超过比例阈值，若是，则向用户发送敏感内容禁止广播的提示短信，并结束流程；若否，则向用户发送短信已成功接收的提示短信，并进入步骤S20。

所述步骤S20具体为：

4G通信模块判断所述应急广播的数据类型为电话还是短信，若是电话，则将所述应急广播转换为PCM数据后，发送给音频输入模块；若是短信，则将所述应急广播输入TTS模块，将短信内容转换为PCM数据的音频数据，并发送给音频输入模块。

所述步骤S30具体为：

为了保障各通道接入数据的独立，音频输入模块基于4G通信模块和TTS模块的个数创建若干个数据队列，将接收的所述PCM数据存储至数据队列中，并通过所述数据队列将PCM数据发送给音频编码模块。

所述步骤S40具体为：

音频编码模块将接收的每条所述PCM数据分别转换为RTSP格式音频流和UDP-TS格式音频流，对所述RTSP格式音频流和UDP-TS格式音频流进行编码后，将所述RTSP格式音频流通过IP广播通道或者4G广播通道进行输出，将所述UDP-TS格式音频流通过有线数字电视广播通道或者地面数字电视广播通道进行输出。各所述音频流基于白名单数据库里的广播区域进行定向广播。

由于UDP-TS格式音频流为复用单通道输出流，而RTSP格式音频流为单播输出流，为了兼容两种流的输出，将ffmpeg创建的一个UDP-TS的AVFormatContext放在多个通道编码线程中获取数据，达到多通道复用的目的，一个通道编码线程对应一个RTSP的AVFormatContext；在通道编码的线程中，需要对UDP-TS的编码上下文填入数据的时候，进行互斥锁，保障不同线程进入的数据不会出现错乱。

UDP-TS和RTSP是两种不同的音频流输出方式，UDP-TS输出应用在有线数字电视或者地面数字电视信号上，数字信号的特点是需要将所有音频和节目信息复用在一个通道上输入输出，不同的音频使用PID来做帧头索引，因此，在ffmpeg中对应多路电话短信接入通道，要预先配置好UDP-TS输出的节目信息，包括pmt pid、pcr pid、audio pid和prog pid，在对应的通道接入电话短信时，UDP-TS音频信息就会自动复用到对应的数字输出通道。

RTSP输出应用在IP和4G的网络环境下，RTSP的输出音频流是点对点的单播形式，一对多的广播音频覆盖由应急广播平台的流媒体服务器进行分发。在ffmpeg中对应多路电话短信接入通道，分配了多路音频采集和编码的线程，每个音频编码线程获取对应的音频队列数据后，直接发送给RTSP编码的上下文，不需要对数据输出进行互斥。RTSP的输出需要有平台分配目的地址，才能推送，因此，RTSP的输出并不是和UDP-TS一样实时的，而是需要交互才能完成的。

应急广播终端，播放哪个通道的应急广播音频，取决于接入系统自动生成的国标应急广播指令消息。指令的PID固定为0x21，并且数据内容会根据接入的情况发生实时变换。

所述步骤S40还包括：

创建一录音队列，对输出的各所述音频流进行录音并存储至录音队列中，通过所述录音队列将录音存储至文件系统。通过所述录音队列存储录音是为了不影响音频流的输出效率，录音开始和结束会向所述录音队列发送消息，方便文件的创建、写入和保存的操作；在创建文件名时，系统会向数据库记录文件保存的系统路径，方便录音的提取操作。

综上所述，本发明的优点在于：

1、通过4G通信模块接收数据类型为电话或者广播的应急广播，再将接收的应急广播转换为PCM数据发送给音频输入模块，再利用音频编码模块对PCM数据进行格式转换后，进行广播输出，由于4G通信模块的价格实惠，使用过程中也仅需支付4G的套餐费用，相对于传统上通过电话网络交换机接入应急广播系统，极大的降低了电话短信应急广播的成本。

2、通过创建一用于存储允许接入应急广播系统的电话号码的白名单数据库，且各电话号码均对应一广播区域以及一接入密码；电话接入时，依次通过响铃次数、电话号码以及接入密码进行验证；短信接入时，通过电话号码进行验证，并对敏感词汇进行过滤，即经过多重的安全验证，进而极大的提升了电话短信应急广播的安全性。

3、通过对输出的各音频流进行录音存储，进而极大的提升了电话短信应急广播的溯源性。

4、通过将一个4G通信模块和一个TTS模块作为一个输入通道，实际应用时可依据应急需求和使用率增减输入通道的数量，极大的提高了系统配置的灵活性。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (9)

1.一种应急广播多路电话短信接入播出方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S10、创建一白名单数据库，4G通信模块接收数据类型为电话或者广播的应急广播，并通过所述白名单数据库对应急广播进行验证；

步骤S20、4G通信模块基于所述应急广播的数据类型，将所述应急广播转换为PCM数据直接发送给音频输入模块，或者通过TTS模块转换为PCM数据发送给音频输入模块；

步骤S30、音频输入模块创建若干个数据队列，将接收的所述PCM数据存储至数据队列中，并通过所述数据队列发送给音频编码模块；

步骤S40、音频编码模块对接收的所述PCM数据进行格式转换，并将转换得到的音频流通过对应的广播通道进行输出。

2.如权利要求1所述的一种应急广播多路电话短信接入播出方法，其特征在于：所述步骤S10具体包括：

步骤S11、创建一白名单数据库，所述白名单数据库用于存储允许接入应急广播系统的电话号码，各所述电话号码均对应一广播区域以及一接入密码；

步骤S12、依次启动4G通信模块、TTS模块、音频输入模块以及音频编码模块，并进行工作状态自检；

步骤S13、4G通信模块接收数据类型为电话或者广播的应急广播，并通过所述白名单数据库对应急广播进行验证。

3.如权利要求2所述的一种应急广播多路电话短信接入播出方法，其特征在于：所述步骤S12中，所述4G通信模块的工作状态包括模块状态、卡状态以及信号状态，依次进行模块状态、卡状态以及信号状态的检测，仅当模块状态、卡状态以及信号状态均正常，4G通信模块的工作状态才正常。

4.如权利要求2所述的一种应急广播多路电话短信接入播出方法，其特征在于：所述步骤S13中，所述4G通信模块接收数据类型为电话的应急广播，并通过所述白名单数据库对应急广播进行验证具体包括：

步骤S1311、4G通信模块接收电话呼入信号，判断响铃次数是否大于2次，若是，则进行摘机操作，并进入步骤S1312；若否，则不进行摘机操作，并结束流程；

步骤S1312、4G通信模块判断所述应急广播的来电号码，是否与所述白名单数据库内存储的电话号码匹配，若是，则验证通过，并进入步骤S1313；若否，则验证不通过，并结束流程；

步骤S1313、通过TTS语音提示用户输入接入密码，通过DTMF获取用户输入的接入密码，基于所述白名单数据库判断接入密码是否匹配，若是，则接收数据类型为电话的应急广播，进入步骤S20；若否，则结束流程。

5.如权利要求2所述的一种应急广播多路电话短信接入播出方法，其特征在于：所述步骤S13中，所述4G通信模块接收数据类型为短信的应急广播，并通过所述白名单数据库对应急广播进行验证具体包括：

步骤S1321、4G通信模块预设若干个敏感词汇以及一比例阈值；4G通信模块接收类型为短信的应急广播，读取所述短信的短信信息；所述短信信息包括发信号码、发信时间、短信内容、身份标识、短信总条数、短信标号以及优先级；

步骤S1322、4G通信模块判断所述短信总条数是否为1，若是，说明不是长短信，进入步骤S1323；若否，说明是长短信，基于所述短信标号对各短信内容进行拼接，并进入步骤S1323；

步骤S1323、判断所述发信号码是否与白名单数据库内存储的电话号码匹配，若是，则进入步骤S1324；若否，则结束流程；

步骤S1324、基于所述敏感词汇对短信内容进行过滤，判断过滤的内容占所述短信内容的比例是否超过比例阈值，若是，则向用户发送敏感内容禁止广播的提示短信，并结束流程；若否，则向用户发送短信已成功接收的提示短信，并进入步骤S20。

6.如权利要求1所述的一种应急广播多路电话短信接入播出方法，其特征在于：所述步骤S20具体为：

4G通信模块判断所述应急广播的数据类型为电话还是短信，若是电话，则将所述应急广播转换为PCM数据后，发送给音频输入模块；若是短信，则将所述应急广播输入TTS模块，将短信内容转换为PCM数据的音频数据，并发送给音频输入模块。

7.如权利要求1所述的一种应急广播多路电话短信接入播出方法，其特征在于：所述步骤S30具体为：

音频输入模块基于4G通信模块和TTS模块的个数创建若干个数据队列，将接收的所述PCM数据存储至数据队列中，并通过所述数据队列将PCM数据发送给音频编码模块。

8.如权利要求1所述的一种应急广播多路电话短信接入播出方法，其特征在于：所述步骤S40具体为：

音频编码模块将接收的每条所述PCM数据分别转换为RTSP格式音频流和UDP-TS格式音频流，对所述RTSP格式音频流和UDP-TS格式音频流进行编码后，将所述RTSP格式音频流通过IP广播通道或者4G广播通道进行输出，将所述UDP-TS格式音频流通过有线数字电视广播通道或者地面数字电视广播通道进行输出。

9.如权利要求1所述的一种应急广播多路电话短信接入播出方法，其特征在于：所述步骤S40还包括：

创建一录音队列，对输出的各所述音频流进行录音并存储至录音队列中，通过所述录音队列将录音存储至文件系统。

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