CN116527122B - 一种北斗短报文/电话语音互联服务系统、方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于通信技术领域，公开了一种北斗短报文/电话语音互联服务系统、方法及设备，由硬件设备、服务子系统以及北斗呼救语音编码规范组成；硬件设备提供硬件基础、运行环境以及操作界面；同时用于进行交换拓展；服务子系统进行态势监控、北斗短报文通信以及北斗设备接入设置、北斗呼救语音编码格式、固话语音服务参数的设置；进行文本信息或呼救信息语音播放与提取；同时用于进行态势监控以及数据存储；北斗呼救语音编码格式设置文本语音编码格式和呼救语音编码格式，进行北斗短报文与固话语音的自动转换。本发明能够在北斗RDSS短报文链路与电话网之间通过语音实现互联互通。
Description
技术领域
本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种北斗短报文/电话语音互联服务系统、方法及设备。
背景技术
目前，现有基于北斗短报文通讯链路的信息传递需要通讯双方都具有北斗短报文终端并且通讯时收发双方都要保持对天信号接收良好的状态，导致应用范围或应用场景受限，目前尚没有技术能够将北斗短报文与固定电话相联通，打通北斗链路和电话网之间的连接后，能够有效实现北斗短报文终端与任意电话通过语音进行及时通讯，反之亦然。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有单一的北斗短报文通讯与电话语音通讯由于互不联通，应用范围或应用场景受限，目前尚没有技术能够将北斗短报文与电话通过语音相联通或转换，不能实现北斗短报文终端与任意电话的语音互相通讯，尤其是对无法传递文字信息的固定电话用户具有重要意义。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种北斗短报文/电话语音互联服务系统、方法及设备。
本发明是这样实现的，一种北斗短报文/电话语音互联服务系统，所述北斗短报文/电话语音互联服务系统由硬件设备、服务子系统以及北斗呼救语音编码规范组成；
硬件设备包括：多台北斗指挥机、固话语音网关、应用服务器、网络交换机、串口服务器、KVM终端和防震机柜；用于提供硬件基础、运行环境以及操作界面；同时用于进行交换拓展；
服务子系统，包括北斗融合接入服务模块、固话语音呼叫服务模块、态势监控客户端和数据库；用于进行态势监控、北斗短报文通信以及北斗设备接入设置、北斗呼救语音编码格式、固话语音服务参数的设置；用于进行文本信息或呼救信息语音播放与提取；同时用于进行态势监控以及数据存储；
北斗呼救语音编码格式，用于设置文本语音编码格式和呼救语音编码格式，进行北斗短报文与固话语音的自动转换。
进一步，所述北斗指挥机，设置于所述防震机柜内；用于进行北斗二号系统、北斗三号系统的各种体制信号收发，用于与所有北斗终端设备进行短报文信息交互；
所述固话语音网关，设置于所述防震机柜内；用于扩展接入多路电话线路；用于接收电话的按键反馈以及电话主动呼入提供语音服务；
所述应用服务器，设置于所述防震机柜内；用于控制北斗短报文接入服务模块、电话呼叫管理服务模块和数据库；
所述网络交换机，设置于所述防震机柜内；用于连接固话语音网关、串口服务器并进行应用服务器、串口服务器、固话语音网关、客户端电脑之间的网络交换拓展；
所述串口服务器，设置于所述防震机柜内；用于将串口转换为网络接口；
所述KVM终端，设置于所述防震机柜内；与应用服务器连接，用于为服务器配置管理和运行维护提供操作界面；
所述北斗融合接入服务模块，用于利用串口服务器提供的串口接入服务连接系统中的北斗指挥机，建立北斗系统终端模型并通过配置管理进行不同类型北斗终端数据接口连接；用于检测北斗终端的运行状态和插入ID卡号信息，接收北斗终端上报通信、报位信息进行信息融合，形成态势信息、通信信息、文本语音信息和呼救语音信息；用于通过网络调用固话语音呼叫服务实现语音呼叫，并响应固话语音呼叫服务的反馈实现语音呼叫状态更改登记和回应报文发送；
所述固话语音呼叫服务模块，用于利用固话语音网关接收北斗融合接入服务模块发送的呼叫请求并利用固话语音网关主动拨打指定号码，进行文本信息或呼救信息语音播放；同时用于接收电话用户主动拨打主动提取文本信息或呼救信息语音；
所述态势监控客户端，通过网络与北斗融合接入服务模块连接；用于接收北斗融合接入服务模块推送的融合后态势信息并在海图上标绘指示；用于展示系统接收和发送的北斗通信历史记录并进行北斗短信发送；用于展示当前语音呼叫信息和提取状态；
所述数据库，用于存储北斗通信交互记录、语音呼叫记录、报位信息、用户账户信息或其他业务记录信息；同时用于存储语音呼叫参数、系统账户、标绘图标或其他数据。
本发明的另一目的在于提供一种应用于所述北斗短报文/电话语音互联服务系统的北斗短报文/电话语音互联服务方法，所述北斗短报文/电话语音互联服务方法包括：
步骤一，北斗终端通过发送位置报告给北斗指挥机进行态势信息上报，通过北斗报文传输约定格式信息给北斗指挥机进行拨打指定电话播报信息内容，并指示是否为呼救信息；
步骤二，北斗指挥机收到北斗信息后通过串口服务器输出到北斗融合接入服务模块，北斗融合接入服务模块按照配置的北斗系统终端设备模型进行信息解析，识别得到北斗设备状态、位置报告、通信信息；
步骤三，北斗融合接入服务模块对不同型号北斗指挥机上报数据信息进行融合处理；将识别得到的北斗设备状态、位置报告、通信信息进行处理并存储到数据库，同时向态势监控客户端推送态势信息；
步骤四，北斗融合接入服务模块对通信信息按照语音呼救信号编码格式对进行分析，识别得到指定的语音信号编码，调用固话语音呼叫服务模块主动拨打指定号码，在拨打号码的同时向态势监控客户端推送语音呼叫信息；
步骤五，语音接通后用户输入提取码提取信息，并可通过按键快速反馈北斗信息给呼叫方的北斗终端。
进一步，所述北斗融合接入服务模块按照配置的北斗系统终端设备模型进行信息解析包括：
接收北斗信息，针对不同的协议按照配置的呼救信号编码识别参数进行符合性匹配，匹配成功则进行元数据解析，并于解析过程中进行自动校验，校验失败则认为不符合当前协议配置，继续按照其他呼救信号编码识别参数进行解析，直至正确解析；
所述元数据解析包括：利用基于二进制、文本信息、数据映射或其他可设置参数的数据解析器，对不同格式元数据解析，将解析结果作为元数据集合，配置元数据集合中的元素经过过滤输出处理作为识别后信息。
进一步，所述将识别得到的北斗设备状态、位置报告、通信信息进行处理并存储到数据库，同时向态势监控客户端推送态势信息包括：
（1）将识别得到的位置报告进行处理并存储到数据库，同时向态势监控客户端推送态势信息包括：
（1.1）通过北斗指挥机收到北斗终端上报位置报告信息；根据发方北斗ID号检测是否存在属性数据，如果存在属性数据则执行（1.3），否则执行（1.2）；
（1.2）根据收发信道分配默认属性给北斗ID号码；
（1.3）产生态势信息，并填充北斗ID号的属性信息；
（1.4）更新系统中记录的对应北斗ID号的态势信息，并保存最新记录到数据库中；
（1.5）推送态势信息到所有态势监控客户端，监控客户端在海图上标绘出态势信息，在终端列表中显示对应的在线状态；
（2）将识别得到的通信信息进行处理并存储到数据库，同时向态势监控客户端推送态势信息包括：
（2.1）通过北斗指挥机收到北斗终端发送的短报文通信信息；
（2.2）如果文本信息可识别为文本语音编码信息，执行（2.3），否则进行其他处理流程；
（2.3）根据发方北斗ID号检测是否存在属性数据，如果存在属性数据则执行（2.5），否则执行（2.4）；
（2.4）根据收发信道分配默认属性给北斗ID号码；
（2.5）填充北斗ID号的属性信息，并检索对应北斗ID的位置信息；
（2.6）产生语音呼叫记录并存储，调用语音呼叫服务进行文本语音播报；
（2.7）推送文本语音播报信息到所有态势监控客户端，态势监控客户端在通信列表中展示信息，更新界面展示的文本语音播报记录；
（2.8）语音播报成功后，收到语音提取通知，登记语音提取时间，推送到所有态势监控客户端，监控客户端更新文本语音播报记录；
（2.9）收到语音反馈北斗通信发送消息，将待发送的信息插入待发送队列中实现北斗信息发送，登记发送信息，并推送到所有态势监控客户端刷新通信记录；
（3）将识别得到的通信信息进行处理并存储到数据库，同时向态势监控客户端推送态势信息还包括：
（3.1）通过北斗指挥机收到北斗终端发送的短报文通信信息；
（3.2）如果文本信息可识别为呼救语音编码信息，执行（3.3），否则进行其他处理流程；
（3.3）根据发方北斗ID号检测是否存在属性数据，如果存在属性数据则执行（3.5），否则执行（3.4）；
（3.4）根据收发信道分配默认属性给北斗ID号码；
（3.5）填充北斗ID号的属性信息，并检索对应北斗ID的位置信息；
（3.6）产生语音呼叫记录并存储，同时更新对应北斗ID终端状态为告警呼救状态，调用语音呼叫服务实现呼救语音播报；
（3.7）推送告警语音播报信息到所有态势监控客户端，监控客户端在通信列表中展示信息，更新界面展示的告警语音播报记录；
（3.8）告警语音播报成功后，收到语音提取通知，系统登记语音提取时间，推送到所有态势监控客户端，监控客户端更新告警语音播报记录；
（3.9）收到语音反馈北斗通信发送消息，将待发送的信息插入待发送队列中进行北斗信息发送，登记发送信息，并推送到所有态势监控客户端刷新通信记录。
进一步，所述北斗短报文/电话语音互联服务方法还包括：
通过北斗系统终端建模、北斗信息融合处理、北斗信道资源调度和待发送信息缓存进行北斗指挥机融合接入；
1）北斗系统终端建模包括：对北斗系统终端设备进行功能建模，建立用于描述北斗终端设备功能的功能模型；通过对操作模型进行参数化抽象，利用参数化描述方法对模型的统一操作进行描述，进行不同北斗终端下发命令控制和上报数据信息解析；
2）北斗信息融合处理包括：对北斗终端设备进行数据抽象形成北斗设备信息模型和对各类远端北斗设备的通信协议进行数据建模；对参数化的北斗描述信息建立对应数据结构体，所述数据结构体中包含对应北斗终端相关描述信息，进行统一的数据处理参数和过程；
3）北斗信道资源调度和待发送信息缓存：设置待发送信息队列缓存，将产生的多条待发送信息缓存到待发送队列中；根据可用北斗通信信道获得待发送信息中的发送申请，按照申请中的目的地址、编码格式、通信内容进行发送，并于发送完成后通知业务处理模块对应信息已经发送完成。
进一步，所述通过对操作模型进行参数化抽象，利用参数化描述方法对模型的统一操作进行描述，进行不同北斗终端下发命令控制和上报数据信息解析包括：
通过格式化参数描述方法对北斗设备下发命令和接收信息进行描述；通过配置文件规定对控制北斗设备进行终端操作的参数，同时确定操作参数在下发命令下的填充关系，进行下发命令转换；根据配置文件中规定的对北斗设备上报数据的解析处理的参数，确定处理上报信息的识别协议头和响应信息位置，对接收信息进行搜帧处理，按照识别协议头识别，按照配置参数位置进行对应参数解析，得到上报数据信息内容。
进一步，所述固话语音呼叫服务模块融合未提取重播策略、主动提取策略、语音提取验证策略、聚集信息融合策略、播报模式选择策略、多线路切换呼叫策略进行固化语音呼叫；
所述未提取重播策略，用于当无法及时接听短报文时，按照配置的播报间隔、重播次数或其他参数信息进行重播；
所述主动提取策略，用于未能及时接听北斗短报文，通过主动拨打保障中心号码的方式获取未提取的北斗短报文；
所述语音提取验证策略，用于在通过电话提取短报文时需输入提取码进行身份认证，认证通过进行信息提取；同时用于通过主动拨打保障中心号码按照流程修改提取码信息；
所述聚集信息融合策略，用于当大量北斗远端设备聚集性产生北斗短报文时，将指定空间和时间范围内的短报文进行融合，直接通过电话向用户播报融合后的信息；
所述播报模式选择策略，用于自主选择按顺序播报所有未提取的短报文，或选择播报某个终端的未提取短报文，以及仅播报求救信息模式；
所述多线路切换策略，用于根据远端北斗设备的类型、当前播报繁忙状态、当前配置的线路选择模式从接入的多个电话线路中选择合适的线路拨打电话，进行北斗短报文信息播报。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述北斗短报文/电话语音互联服务方法的步骤。
本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现所述北斗短报文/电话语音互联服务系统。
结合上述的技术方案和解决的技术问题，本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
第一、本发明能够将用户发送到北斗短报文/电话语音互联服务系统的北斗短报文转换成语音后拨打到该短报文所指定的任意号码电话机上；用户也能够通过使用电话机拨打北斗短报文/电话语音互联服务系统电话号码，拨通北斗短报文/电话语音互联服务系统后，通过语音留言转换成文本方式发送到指定北斗终端上。
第二，本发明能够在北斗RDSS短报文链路与电话网之间通过语音实现互联互通。本发明能够扩展北斗短报文以及固定电话通讯的应用场景与应用范围，实现针对实际情况进行智能化的选择。
第三，作为本发明的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：
（1）本发明的技术方案转化后的预期收益和商业价值为：
本发明的技术方案转化后能够将北斗短报文信息通过语音直接拨打到指定的电话上，从而将北斗短报文与现有各种电话服务系统直接联通，使得北斗短报文终端遇险求生和野外通讯方面具有推广应用价值。
（2）本发明的技术方案填补了国内外业内技术空白：
本发明技术方案填补了北斗短报文与电话网之间通过语音方式互联互通的技术空白。
附图说明
图1是本发明实施例提供的北斗短报文/电话语音互联服务系统架构图；
图2是本发明实施例提供的北斗短报文/电话语音互联服务系统组成图；
图3是本发明实施例提供的北斗短报文/电话语音互联服务方法流程图；
图4是本发明实施例提供的北斗位置报告信息处理流程图；
图5是本发明实施例提供的文本语音编码短报文信息处理流程图；
图6是本发明实施例提供的呼救语音编码短报文信息处理流程图；
图7是本发明实施例提供的主动语音呼叫播报信息流程图；
图8是本发明实施例提供的被动语音拨打提取信息处理流程图；
图9是本发明实施例提供的系统外部接口图；
图10是本发明实施例提供的北斗终端设备建模分析图；
图11是本发明实施例提供的发送命令北斗信息融合处理流程图；
图12是本发明实施例提供的接收信息北斗信息融合处理流程图；
图13是本发明实施例提供的北斗信道资源调度处理流程图；
图14是本发明实施例提供的北斗终端呼救信号数据元分类图；
图15是本发明实施例提供的北斗短报文数据信息解析为识别信息过程示意图；
图16是本发明实施例提供的北斗短报文数据信息解析为识别信息过程流程图；
图17是本发明实施例提供的呼救流程策略组成图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的北斗短报文/电话语音互联服务系统包括：
1总体布局及系统组成
1.1 总体组成
北斗短报文/电话语音互联服务系统组成如图 1-图2所示，系统由硬件设备、软件系统和北斗呼救语音编码规范三部分组成。硬件设备包括多台北斗指挥机、固话语音网关、应用服务器、网络交换机、串口服务器、KVM终端和防震机柜等。软件系统包括：北斗融合接入服务、固话语音呼叫服务、态势监控客户端软件和数据库等软件。北斗呼救语音编码格式包括了文本语音编码格式和呼救语音编码格式。
1）硬件设备
系统中北斗指挥机实现北斗二号系统、北斗三号系统的各种体制信号收发功能，可以与目前所有北斗终端设备实现短报文信息交互功能，为接收固话语音信息和位置报告信息提供硬件基础。
固话语音网关可根据需要扩展接入多路电话线路，支持软件系统调用实现电话呼出并播放语音，可接收电话的按键反馈。也可接收电话主动呼入实现语音服务。
应用服务器运行北斗短报文接入服务、电话呼叫管理服务和数据库软件。通过网络交换机连接固话语音网关、串口服务器为系统软件运行提供环境。
网络交换机为应用服务器、串口服务器、固话语音网关、客户端电脑提供网络交换拓展功能。
串口服务器提供串口转换为网络接口功能，实现多台北斗指挥机接入系统服务。
KVM终端连接到应用服务器，为服务器配置管理和运行维护提供操作界面。
防震机柜具备便携减震功能，安装系统中所有硬件主机。
2）软件系统
北斗融合接入服务运行在应用服务器上，利用串口服务器提供的串口接入服务连接系统中的北斗指挥机，建立北斗系统终端模型，通过配置管理实现不同类型北斗终端数据接口连接，可检测北斗终端的运行状态和插入ID卡号信息，接收北斗终端上报通信、报位信息进行信息融合，形成态势信息、通信信息、文本语音信息和呼救语音信息，通过网络调用固话语音呼叫服务实现语音呼叫，并响应固话语音呼叫服务的反馈实现语音呼叫状态更改登记和回应报文发送。北斗融合接入服务为态势监控客户端提供支持，允许多个用户通过态势监控客户端登录到服务系统实现态势监控、北斗短报文通信等业务功能，向系统管理员账户授权实现北斗设备接入设置、北斗呼救语音编码格式设置、固话语音服务参数配置等系统级配置管理功能。
固话语音呼叫服务完成TTS功能，利用固话语音网关操作，接收到北斗融合接入服务的呼叫请求后操作固话语音网关主动拨打指定号码，实现文本信息或呼救信息语音播放。可接收电话用户主动拨打主动提取文本信息或呼救信息语音。
态势监控客户端运行在监控客户端计算机上，通过网络与北斗融合接入服务连接。态势监控客户端具备电子海图展示功能，可以接收北斗融合接入服务推送的融合后态势信息并在海图上标绘指示。可展示系统接收和发送的北斗通信历史记录，提供操作界面实现北斗短信发送。为用户提供界面监控当前语音呼叫信息和提取状态。
数据库存储系统北斗通信交互记录、语音呼叫记录、报位信息、用户账户信息等业务记录信息，语音呼叫参数、系统账户、标绘图标等数据也存储在数据库中。
3）北斗呼救语音编码格式
系统可支持设置文本语音编码格式和呼救语音编码格式，可灵活设置编码的具体格式，实现北斗短报文与固话语音的自动转换服务。
1.2系统架构
北斗短报文/电话语音互联服务系统架构如图 1所示，北斗终端通过发送位置报告给系统中的北斗指挥机实现态势信息上报，通过北斗报文传输约定格式信息给北斗指挥机实现拨打指定电话播报信息内容，并指示是否为呼救信息。北斗指挥机收到北斗信息后通过串口服务器输出到北斗融合接入服务软件，北斗融合接入服务首先按照配置的北斗系统终端设备模型进行信息解析，识别出北斗设备状态、位置报告、通信信息，并实现对不同型号北斗指挥机上报数据信息的融合处理。北斗融合接入服务将数据信息存储到数据库，同时向态势监控客户端推送态势信息。北斗融合接入服务对通信信息按照语音呼救信号编码格式对进行分析，识别出指定的语音信号编码，调用固话语音呼叫服务实现主动拨打指定号码，在拨打号码的同时向态势监控客户端推送语音呼叫信息。语音接通后用户输入提取码提取信息，并可通过按键快速反馈北斗信息给呼叫方北斗终端。
1.3方法及主要运行流程
如图3所示，本发明实施例提供的北斗短报文/电话语音互联服务方法包括：
S101，北斗终端通过发送位置报告给北斗指挥机进行态势信息上报，通过北斗报文传输约定格式信息给北斗指挥机进行拨打指定电话播报信息内容，并指示是否为呼救信息；
S102，北斗指挥机收到北斗信息后通过串口服务器输出到北斗融合接入服务模块，北斗融合接入服务模块按照配置的北斗系统终端设备模型进行信息解析，识别得到北斗设备状态、位置报告、通信信息；
S103，北斗融合接入服务模块对不同型号北斗指挥机上报数据信息进行融合处理；将识别得到的北斗设备状态、位置报告、通信信息进行处理并存储到数据库，同时向态势监控客户端推送态势信息；
S104，北斗融合接入服务模块对通信信息按照语音呼救信号编码格式对进行分析，识别得到指定的语音信号编码，调用固话语音呼叫服务模块主动拨打指定号码，在拨打号码的同时向态势监控客户端推送语音呼叫信息；
S105，语音接通后用户输入提取码提取信息，并可通过按键快速反馈北斗信息给呼叫方的北斗终端。
1.3.1位置报告/文本语音编码信息/呼救语音编码信息处理流程
北斗短报文/电话语音互联服务系统对收到位置报告、文本语音编码短报文、呼救语音编码短报文信息处理流程如图 4、图 5、图 6所示。
如图4所示，本发明实施例提供的北斗位置报告信息处理流程如下：
1)系统通过北斗指挥机收到北斗终端上报位置报告信息；
2)根据发方北斗ID号检测是否存在属性数据，如果存在属性数据则执行4)，否则执行3)；
3)根据收发信道分配默认属性给北斗ID号码；
4)产生态势信息，并填充北斗ID号的属性信息；
5)更新系统中记录的对应北斗ID号的态势信息，并保存最新记录到数据库中；
6)推送态势信息到所有态势监控客户端，监控客户端在海图上标绘出态势信息，在终端列表中显示对应的在线状态。
如图5所示，本发明实施例提供的文本语音编码短报文信息处理流程如下：
1)系统通过北斗指挥机收到北斗终端发送的短报文通信信息；
2)如果文本信息可识别为文本语音编码信息，执行3)，否则进行其他处理流程；
3)根据发方北斗ID号检测是否存在属性数据，如果存在属性数据则执行5)，否则执行4)；
4)根据收发信道分配默认属性给北斗ID号码；
5)填充北斗ID号的属性信息，并检索对应北斗ID的位置信息；
6)产生语音呼叫记录并存储，调用语音呼叫服务实现文本语音播报；
7)推送文本语音播报信息到所有态势监控 客户端，监控客户端在通信列表中展示信息，更新界面展示的文本语音播报记录；
8)语音播报成功后，收到语音提取通知，系统登记语音提取时间，推送到所有态势监控客户端，监控客户端更新文本语音播报记录；
9)收到语音反馈北斗通信发送消息，将待发送的信息插入待发送队列中实现北斗信息发送，登记发送信息，并推送到所有态势监控客户端刷新通信记录。
如图6所示，本发明实施例提供的呼救语音编码短报文信息处理流程如下：
1)系统通过北斗指挥机收到北斗终端发送的短报文通信信息；
2)如果文本信息可识别为呼救语音编码信息，执行3)，否则进行其他处理流程；
3)根据发方北斗ID号检测是否存在属性数据，如果存在属性数据则执行5)，否则执行4)；
4)根据收发信道分配默认属性给北斗ID号码；
5)填充北斗ID号的属性信息，并检索对应北斗ID的位置信息；
6)产生语音呼叫记录并存储，同时更新对应北斗ID终端状态为告警呼救状态，调用语音呼叫服务实现呼救语音播报；
7)推送告警语音播报信息到所有态势监控客户端，监控客户端在通信列表中展示信息，更新界面展示的告警语音播报记录；
8) 告警语音播报成功后，收到语音提取通知，系统登记语音提取时间，推送到所有态势监控客户端，监控客户端更新告警语音播报记录;
9)收到语音反馈北斗通信发送消息，将待发送的信息插入待发送队列中实现北斗信息发送，登记发送信息，并推送到所有态势监控客户端刷新通信记录。
1.3.1 主动语音呼叫播报信息流程
收到北斗终端发送的文本播报信息/呼救播报信息后，系统主动语音呼叫流程如所示。
1)北斗态势语音服务系统接收到北斗短报文后，系统按照短报文中指定的电话号码进行拨号；
2)电话响铃后播报语音内容“保障中心北斗电话语音系统为您服务，请按任意键继续”；
3)用户按任意键后播报向用户播报提示语音“您好，最近3天您有X条北斗短报文等待提取。请输入4位本机提取码。”；
4)系统执行提取码验证流程，如果提取码输入错误次数超限，语音播报流程结束，提示用户挂机。
5)提取码输入正确后，系统播报提示音“按1顺序播报，按2选择播报”，用户按1进入顺序播报流程，用户按2进入选择播报流程；
6)如果用户选择顺序播报则根据短报文发送时间逆序依次播报北斗短报文。用户可通过按键向对应北斗终端按键回复北斗短报文；
7)如果用户进行选择播报则根据用户选择的终端，依次播报收到该终端发送的北斗短报文。用户可通过按键向对应北斗终端按键回复北斗短报文。
1.3.3被动语音拨打提取信息处理流程
被动语音拨打提取信息处理流程如图 8所示。
1)用户可主动拨打保障中心电话。电话接通后向用户播报“欢迎致电北斗语音服务中心，按1向指定北斗终端发送短报文，按2提取本机历史短报文，按3设置本机提取码，重听请按0”；
2)如果用户按2则播放提示音“当前未提取短报文共X条，按1顺序播报，按2选择播报,按3收听紧急报文”；
3)如果用户选择顺序播报则根据短报文发送时间逆序依次播报北斗短报文。用户可通过按键向对应北斗终端按键回复北斗短报文；
4)如果用户进行选择播报则根据用户选择的终端，依次播报该终端收到的北斗短报文。用户可通过按键向对应北斗终端按键回复北斗短报文；
5)如果用户选择收听紧急报文则根据求救短报文发送时间你选依次播报呼救短报文。用户可通过按键向对应北斗终端按键回复北斗短报文；
6)每个播报的呼救短报文信息播报后会反馈语音提取通知信息。
1.4系统外部接口
系统外部接口如图 9所示，具体内容如表 1所示
2 技术实现
2.1 北斗指挥机融合接入技术
系统中通过北斗指挥机融合接入技术可支持接入不同型号北斗指挥机，且可实现对不同型号指挥机的数据信息解析和北斗通信资源的统一管理，实现动态配置北斗指挥机信道资源能力。北斗指挥机融合接入技术主要由北斗系统终端建模设计、北斗信息融合处理、北斗信道资源调度和待发送信息缓存技术等多个技术点支持实现。
2.1.1 北斗终端设备建模设计
通过对北斗系统终端设备进行功能建模，通过建立功能模型描述出北斗终端设备的功能，为指挥机融合接入做统一化操作模型支持。通过对操作模型进行参数化抽象，利用参数化描述方法对模型的统一操作进行描述，从而实现对不同北斗终端下发命令控制和上报数据信息解析。
2.1.1.1北斗终端设备建模
北斗终端设备具备通信、定位导航、授时三个主要应用功能和北斗IC信息检测、信号接收情况两个主要设备状态检测功能如图 10所示。
针对北斗终端设备功能建模，按照设备功能信息内容和对应的北斗终端协议进行参数剥离，形成北斗终端设备功能参数列表，参数详情见表1。
表 1北斗终端设备功能参数表
2.1.1.2参数化北斗终端设备功能描述
经过北斗终端建模后，通过格式化参数描述方法对北斗设备下发命令和接收信息进行描述。通过配置文件规定对控制北斗设备进行终端操作的参数，同时确定操作参数在下发命令下的填充关系，从而完成下发命令转换，配置文件中还规定了对北斗设备上报数据的解析处理的参数，约定了处理上报信息的识别协议头和响应信息位置，对接收信息进行搜帧处理后，按照识别协议头识别，最后按照配置参数位置进行对应参数解析，得到上报数据信息内容。最终参数化北斗终端设备描述如下列所示，采用XML格式进行描述。
下发命令描述示例：
<Item>
<InfoType>BDSendMsg</InfoType>
<Demo>$CCTCQ,1859793,1,2,1,你好,0*21</Demo>
<Express>[识别字段],[接收地址],[发送频点],#,[编码类型],[通信数据],#*hh</Express>
</Item>
接收信息描述示例：
<Item>+
<InfoType>BDCommInfo</InfoType>
<Demo>$BDTCI,1859794,1859794,2,145237,1,0,二三四五八九十*7c</Demo>
<Express>[识别字段],[发送方IC卡号],[接收地址],#,[接收时间],[编码类型],#,[通信数据]*hh</Express>
</Item>
2.1.2北斗信息融合处理
北斗终端设备参数化模型建立后，对北斗终端设备进行数据抽象形成北斗设备信息模型和对各类远端北斗设备的通信协议进行数据建模以实现对各类北斗仅通过简单的配置即可接入系统。系统对参数化的北斗描述信息建立对应数据结构体，形成软件中对应的逻辑实现，所有数据结构体中都包含对应北斗终端相关描述信息，实现统一的数据处理参数和过程。北斗信息融合处理过程如图 11、图 12所示。
2.1.3北斗信道资源调度和待发送信息缓存技术
本发明中包含多个北斗指挥机设备，同时具备多个可选用的北斗信道资源，且作为应用系统具备自动执行操作功能，在短时间内业务处理过程中会出现超出指定北斗信道服务频度的需求，所以系统设置了待发送信息队列缓存功能，允许系统、用户产生多条待发送信息，缓存到待发送队列中。北斗信道资源调度功能根据可用北斗通信信道获得待发送信息中的发送申请，按照申请中的目的地址、编码格式、通信内容进行发送操作。发送完成后通知业务处理模块对应信息已经发送完成，形成业务闭环。北斗信道资源调度处理过程如图 13所示。
2.2动态呼救信号编码识别技术
北斗系统对短报文通信编码制定了BCD编码、汉字编码、混合编码三种标准格式，北斗终端设备可基于BCD编码进行多种自定义格式拓展实现呼救信号发送。北斗短报文/电话语音互联服务系统作为一个开放式的互联服务系统，需要能够识别多型号终端不同格式协议短报文为呼救信号编码，需要动态的快速接入新编码格式呼救信号。
北斗短报文/电话语音互联服务系统提供了一个灵活配置呼救信号编码识别技术设计实现，在获得呼救信号格式后，可不做代码更改的前提下，快速实现呼救信号编码识别，并融入系统业务中。系统基于呼救信号基本含义需求进行了分析，分析出北斗终端可发出呼救信号包含数据元分类，如图 14所示。
基于元数据的目标数据类型，本发明实现了基于二进制、文本信息、数据映射等可设置参数的数据解析器，提供软件界面实现对不同格式元数据解析，将解析结果作为元数据集合，配置元数据集合中的元素经过过滤输出处理作为识别后信息到业务处理系统中，处理过程如图 15所示。
系统支持同时设置多种不同格式的呼救信号编码识别参数，在收到北斗短报文后针对不同的协议首先按照配置的呼救信号编码识别参数进行符合性匹配，匹配成功则进行元数据解析，解析过程中具备自动校验功能，一旦校验失败则认为不符合本协议配置。继续按照其他呼救信号编码识别参数进行解析，实现正确解析，呼救信号编码识别过程如图 16所示。
2.3固话语音呼叫技术
2.3.1 TTS技术
TTS技术即文本转语音技术，该技术关键点在于语音合成，TTS模块能够对文本信息进行语言学分析，从词汇的、语法和语义的角度确定句子的底层结构和每个字的音素的组成，包括文本的断句、字词切分、多音字的处理、数字的处理、缩略语的处理等，并把处理好的文本所对应的单字或短语从语音合成库中提取，把语言学描述转化成言语波形。
在北斗态势语音服务系统中，TTS技术应用主要应用在两方面，首先是系统可将接收到的北斗短报文文本信息转换声音文件，进行压缩与转码后使用电话进行语音播报。其次是在语音播报的导航菜单中，系统可通过配置提示文本，实现语音提示。
2.3.2 呼叫流程设计
为保障语音态势系统具有高适用性，可靠性和安全性，在语音流程设计中融合了多种策略包括未提取重播策略、主动提取策略、语音提取验证策略、聚集信息融合策略、播报模式选择策略、多线路切换呼叫策略。
未提取重播策略是指，当用户无法及时接听短报文时，系统可按照配置的播报间隔、重播次数等参数信息进行重播，防止用错过系统接收到的北斗短报文。
主动提取策略是指，如果用户未能及时接听北斗短报文，还可通过主动拨打保障中心号码的方式获取未提取的北斗短报文。同时系统还支持通过用户在客户端软件短主动提取北斗短报文，已提取的北斗短报文不再进行播报。
语音提取验证策略是指，用户在通过电话提取短报文时需输入提取码进行身份认证，认证通过或方可进行信息提取操作。用户还可通过主动拨打保障中心号码按照流程修改提取码信息或在北斗语音态势系统客户端软件中进行修改。
聚集信息融合策略是指，当大量北斗远端设备聚集性产生北斗短报文时，未防止电话频繁响铃，系统可将指定空间和时间范围内的短报文进行融合，直接通过电话向用户播报融合后的信息。
播报模式选择策略是指，用户可根据自身情况，选择按顺序播报所有未提取的短报文，或选择播报某个终端的未提取短报文，以及仅播报求救信息等模式。
多线路切换策略是指，系统可接入多个电话线路，系统可根据远端北斗设备的类型、当前播报繁忙状态、当前配置的线路选择模式等选择合适的线路拨打电话，进行北斗短报文信息播报。
北斗态势语音服务系统可通过以上各呼叫播报策略的灵活组合，协调工作实现多应用场景下的北斗语音呼叫服务。呼叫流程策略组成如图 17所示。
应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种北斗短报文/电话语音互联服务系统，其特征在于，所述北斗短报文/电话语音互联服务系统由硬件设备、服务子系统以及北斗呼救语音编码规范组成；
硬件设备包括：多台北斗指挥机、固话语音网关、应用服务器、网络交换机、串口服务器、KVM终端和防震机柜；用于提供硬件基础、运行环境以及操作界面；同时用于进行交换拓展；
服务子系统，包括北斗融合接入服务模块、固话语音呼叫服务模块、态势监控客户端和数据库；用于进行态势监控、北斗短报文通信以及北斗设备接入设置、北斗呼救语音编码格式、固话语音服务参数的设置；用于进行文本信息或呼救信息语音播放与提取；同时用于进行态势监控以及数据存储；
北斗呼救语音编码格式，用于设置文本语音编码格式和呼救语音编码格式，进行北斗短报文与固话语音的自动转换;
所述北斗指挥机，设置于所述防震机柜内；用于进行北斗二号系统、北斗三号系统的各种体制信号收发，用于与所有北斗终端设备进行短报文信息交互；
所述固话语音网关，设置于所述防震机柜内；用于扩展接入多路电话线路；用于接收电话的按键反馈以及电话主动呼入提供语音服务；
所述应用服务器，设置于所述防震机柜内；用于控制北斗短报文接入服务模块、电话呼叫管理服务模块和数据库；
所述网络交换机，设置于所述防震机柜内；用于连接固话语音网关、串口服务器并进行应用服务器、串口服务器、固话语音网关、客户端电脑之间的网络交换拓展；
所述串口服务器，设置于所述防震机柜内；用于将串口转换为网络接口；
所述KVM终端，设置于所述防震机柜内；与应用服务器连接，用于为服务器配置管理和运行维护提供操作界面；
所述北斗融合接入服务模块，用于利用串口服务器提供的串口接入服务连接系统中的北斗指挥机，建立北斗系统终端模型并通过配置管理进行不同类型北斗终端数据接口连接；用于检测北斗终端的运行状态和插入ID卡号信息，接收北斗终端上报通信、报位信息进行信息融合，形成态势信息、通信信息、文本语音信息和呼救语音信息；用于通过网络调用固话语音呼叫服务实现语音呼叫，并响应固话语音呼叫服务的反馈实现语音呼叫状态更改登记和回应报文发送；
所述固话语音呼叫服务模块，用于利用固话语音网关接收北斗融合接入服务模块发送的呼叫请求并利用固话语音网关主动拨打指定号码，进行文本信息或呼救信息语音播放；同时用于接收电话用户主动拨打主动提取文本信息或呼救信息语音；
所述态势监控客户端，通过网络与北斗融合接入服务模块连接；用于接收北斗融合接入服务模块推送的融合后态势信息并在海图上标绘指示；用于展示系统接收和发送的北斗通信历史记录并进行北斗短信发送；用于展示当前语音呼叫信息和提取状态；
所述数据库，用于存储北斗通信交互记录、语音呼叫记录、报位信息、用户账户信息或其他业务记录信息；同时用于存储语音呼叫参数、系统账户、标绘图标或其他数据。
2.一种应用于如权利要求1所述北斗短报文/电话语音互联服务系统的北斗短报文/电话语音互联服务方法，其特征在于，所述北斗短报文/电话语音互联服务方法包括：
步骤一，北斗终端通过发送位置报告给北斗指挥机进行态势信息上报，通过北斗报文传输约定格式信息给北斗指挥机进行拨打指定电话播报信息内容，并指示是否为呼救信息；
步骤二，北斗指挥机收到北斗信息后通过串口服务器输出到北斗融合接入服务模块，北斗融合接入服务模块按照配置的北斗系统终端设备模型进行信息解析，识别得到北斗设备状态、位置报告、通信信息；
步骤三，北斗融合接入服务模块对不同型号北斗指挥机上报数据信息进行融合处理；将识别得到的北斗设备状态、位置报告、通信信息进行处理并存储到数据库，同时向态势监控客户端推送态势信息；
步骤四，北斗融合接入服务模块对通信信息按照语音呼救信号编码格式对进行分析，识别得到指定的语音信号编码，调用固话语音呼叫服务模块主动拨打指定号码，在拨打号码的同时向态势监控客户端推送语音呼叫信息；
步骤五，语音接通后用户输入提取码提取信息，并可通过按键快速反馈北斗信息给呼叫方的北斗终端。
3.如权利要求2所述北斗短报文/电话语音互联服务方法，其特征在于，所述北斗融合接入服务模块按照配置的北斗系统终端设备模型进行信息解析包括：
接收北斗信息，针对不同的协议按照配置的呼救信号编码识别参数进行符合性匹配，匹配成功则进行元数据解析，并于解析过程中进行自动校验，校验失败则认为不符合当前协议配置，继续按照其他呼救信号编码识别参数进行解析，直至正确解析；
所述元数据解析包括：利用基于二进制、文本信息、数据映射或其他可设置参数的数据解析器，对不同格式元数据解析，将解析结果作为元数据集合，配置元数据集合中的元素经过过滤输出处理作为识别后信息。
4.如权利要求2所述北斗短报文/电话语音互联服务方法，其特征在于，所述将识别得到的北斗设备状态、位置报告、通信信息进行处理并存储到数据库，同时向态势监控客户端推送态势信息包括：
（1）将识别得到的位置报告进行处理并存储到数据库，同时向态势监控客户端推送态势信息包括：
（1.1）通过北斗指挥机收到北斗终端上报位置报告信息；根据发方北斗ID号检测是否存在属性数据，如果存在属性数据则执行（1.3），否则执行（1.2）；
（1.2）根据收发信道分配默认属性给北斗ID号码；
（1.3）产生态势信息，并填充北斗ID号的属性信息；
（1.4）更新系统中记录的对应北斗ID号的态势信息，并保存最新记录到数据库中；
（1.5）推送态势信息到所有态势监控客户端，监控客户端在海图上标绘出态势信息，在终端列表中显示对应的在线状态；
（2）将识别得到的通信信息进行处理并存储到数据库，同时向态势监控客户端推送态势信息包括：
（2.1）通过北斗指挥机收到北斗终端发送的短报文通信信息；
（2.2）如果文本信息可识别为文本语音编码信息，执行（2.3），否则进行其他处理流程；
（2.3）根据发方北斗ID号检测是否存在属性数据，如果存在属性数据则执行（2.5），否则执行（2.4）；
（2.4）根据收发信道分配默认属性给北斗ID号码；
（2.5）填充北斗ID号的属性信息，并检索对应北斗ID的位置信息；
（2.6）产生语音呼叫记录并存储，调用语音呼叫服务进行文本语音播报；
（2.7）推送文本语音播报信息到所有态势监控客户端，态势监控客户端在通信列表中展示信息，更新界面展示的文本语音播报记录；
（2.8）语音播报成功后，收到语音提取通知，登记语音提取时间，推送到所有态势监控客户端，监控客户端更新文本语音播报记录；
（2.9）收到语音反馈北斗通信发送消息，将待发送的信息插入待发送队列中实现北斗信息发送，登记发送信息，并推送到所有态势监控客户端刷新通信记录；
（3）将识别得到的通信信息进行处理并存储到数据库，同时向态势监控客户端推送态势信息还包括：
（3.1）通过北斗指挥机收到北斗终端发送的短报文通信信息；
（3.2）如果文本信息可识别为呼救语音编码信息，执行（3.3），否则进行其他处理流程；
（3.3）根据发方北斗ID号检测是否存在属性数据，如果存在属性数据则执行（3.5），否则执行（3.4）；
（3.4）根据收发信道分配默认属性给北斗ID号码；
（3.5）填充北斗ID号的属性信息，并检索对应北斗ID的位置信息；
（3.6）产生语音呼叫记录并存储，同时更新对应北斗ID终端状态为告警呼救状态，调用语音呼叫服务实现呼救语音播报；
（3.7）推送告警语音播报信息到所有态势监控客户端，监控客户端在通信列表中展示信息，更新界面展示的告警语音播报记录；
（3.8）告警语音播报成功后，收到语音提取通知，系统登记语音提取时间，推送到所有态势监控客户端，监控客户端更新告警语音播报记录；
（3.9）收到语音反馈北斗通信发送消息，将待发送的信息插入待发送队列中进行北斗信息发送，登记发送信息，并推送到所有态势监控客户端刷新通信记录。
5.如权利要求2所述北斗短报文/电话语音互联服务方法，其特征在于，所述北斗短报文/电话语音互联服务方法还包括：
通过北斗系统终端建模、北斗信息融合处理、北斗信道资源调度和待发送信息缓存进行北斗指挥机融合接入；
1）北斗系统终端建模包括：对北斗系统终端设备进行功能建模，建立用于描述北斗终端设备功能的功能模型；通过对操作模型进行参数化抽象，利用参数化描述方法对模型的统一操作进行描述，进行不同北斗终端下发命令控制和上报数据信息解析；
2）北斗信息融合处理包括：对北斗终端设备进行数据抽象形成北斗设备信息模型和对各类远端北斗设备的通信协议进行数据建模；对参数化的北斗描述信息建立对应数据结构体，所述数据结构体中包含对应北斗终端相关描述信息，进行统一的数据处理参数和过程；
3）北斗信道资源调度和待发送信息缓存：设置待发送信息队列缓存，将产生的多条待发送信息缓存到待发送队列中；根据可用北斗通信信道获得待发送信息中的发送申请，按照申请中的目的地址、编码格式、通信内容进行发送，并于发送完成后通知业务处理模块对应信息已经发送完成。
6.如权利要求5所述北斗短报文/电话语音互联服务方法，其特征在于，所述通过对操作模型进行参数化抽象，利用参数化描述方法对模型的统一操作进行描述，进行不同北斗终端下发命令控制和上报数据信息解析包括：
通过格式化参数描述方法对北斗设备下发命令和接收信息进行描述；通过配置文件规定对控制北斗设备进行终端操作的参数，同时确定操作参数在下发命令下的填充关系，进行下发命令转换；根据配置文件中规定的对北斗设备上报数据的解析处理的参数，确定处理上报信息的识别协议头和响应信息位置，对接收信息进行搜帧处理，按照识别协议头识别，按照配置参数位置进行对应参数解析，得到上报数据信息内容。
7.如权利要求2所述北斗短报文/电话语音互联服务方法，其特征在于，所述固话语音呼叫服务模块融合未提取重播策略、主动提取策略、语音提取验证策略、聚集信息融合策略、播报模式选择策略、多线路切换呼叫策略进行固化语音呼叫；
所述未提取重播策略，用于当无法及时接听短报文时，按照配置的播报间隔、重播次数或其他参数信息进行重播；
所述主动提取策略，用于未能及时接听北斗短报文，通过主动拨打保障中心号码的方式获取未提取的北斗短报文；
所述语音提取验证策略，用于在通过电话提取短报文时需输入提取码进行身份认证，认证通过进行信息提取；同时用于通过主动拨打保障中心号码按照流程修改提取码信息；
所述聚集信息融合策略，用于当大量北斗远端设备聚集性产生北斗短报文时，将指定空间和时间范围内的短报文进行融合，直接通过电话向用户播报融合后的信息；
所述播报模式选择策略，用于自主选择按顺序播报所有未提取的短报文，或选择播报某个终端的未提取短报文，以及仅播报求救信息模式；
所述多线路切换策略，用于根据远端北斗设备的类型、当前播报繁忙状态、当前配置的线路选择模式从接入的多个电话线路中选择合适的线路拨打电话，进行北斗短报文信息播报。
8.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求2-7任意一项所述北斗短报文/电话语音互联服务方法的步骤。
9.一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现如权利要求1所述北斗短报文/电话语音互联服务系统。
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- 2023-07-03 CN CN202310804282.XA patent/CN116527122B/zh active Active
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|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116527122A (zh) | 2023-08-01 |
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