水文信息智能傳輸機(jī)的研制與應(yīng)用

1、水文信息智能傳輸機(jī)的研制與應(yīng)用王 兵（遼寧省水文水資源勘測(cè)局鞍山分局，遼寧省鞍山市 114002）摘 要：介紹了一種用于電話語(yǔ)音報(bào)汛工作的新設(shè)備水文信息智能傳輸機(jī)的研制背景、結(jié)構(gòu)、主要功能、工作流程及應(yīng)用情況。論證了這種高時(shí)效性、高準(zhǔn)確性、低費(fèi)用的水情信息傳送設(shè)備推廣應(yīng)用的可行性。關(guān)鍵詞：水文信息智能傳輸機(jī)；電話語(yǔ)音報(bào)汛；五碼水情電文；DTMF碼1 引言目前，我國(guó)大部分水情報(bào)汛站都采用電話語(yǔ)音方式傳送水情信息，采用這種方式，實(shí)現(xiàn)了水情電文直接進(jìn)入微機(jī)和自動(dòng)翻譯的功能，提高了水文情報(bào)處理的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。但是，使用普通電話機(jī)進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)汛也存在著一些問(wèn)題，表現(xiàn)在：（1）在線按鍵，易產(chǎn)生錯(cuò)誤，修改錯(cuò)

2、誤報(bào)文煩瑣，傳送速度慢；（2）需要收聽(tīng)報(bào)文復(fù)述和進(jìn)行確認(rèn)，占用電話外線時(shí)間長(zhǎng)，效率低，傳送費(fèi)用高。據(jù)測(cè)算，較熟練的報(bào)汛人員，使用普通話機(jī)發(fā)送一份常用的六組五碼水情電文需75秒左右的時(shí)間。針對(duì)普通話機(jī)在語(yǔ)音報(bào)汛上存在的問(wèn)題，遼寧省水文水資源勘測(cè)局鞍山分局研制成功了水文信息智能傳輸機(jī)。使用該機(jī)并配套使用他們開(kāi)發(fā)研制的水文情報(bào)收集處理與應(yīng)用系統(tǒng)，極大地提高了水情信息傳送的速度和準(zhǔn)確性，同樣傳送一份六組五碼水情電文僅需14秒左右的時(shí)間，提高工作效率5倍，同時(shí)也降低了報(bào)汛費(fèi)用的支出。2 水文信息智能傳輸機(jī)簡(jiǎn)介2.1 水文信息智能傳輸機(jī)的構(gòu)成水文信息智能傳輸機(jī)外觀與高檔電話機(jī)相似，具有電話機(jī)的全部功能。硬

3、件主要由微控制處理單元（MCU）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元(FALSH)、顯示單元（采用8384點(diǎn)陣液晶屏幕）、通訊單元、輸入單元（鍵盤）、電話功能部分等構(gòu)成。該機(jī)的核心部件是微控制處理器，它控制指揮全機(jī)的各種操作，包括輸入輸出控制及DTMF/FSK編解碼、DTMF音頻合成等；通訊單元完成通訊聯(lián)結(jié)和數(shù)據(jù)、語(yǔ)音傳輸；電話功能部分完成接聽(tīng)和撥出電話等電話機(jī)功能；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元用于存貯水情電文、電話本等用戶數(shù)據(jù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)；顯示單元用于顯示各種信息和水情電文；鍵盤用于撥打電話、輸入編輯水情電文、設(shè)置系統(tǒng)控制信息等。水文信息智能傳輸機(jī)是一部利用公用電話網(wǎng)，以DTMF編碼方式傳送水文情報(bào)的專用設(shè)備，它既具有電話機(jī)的功能

4、，又具有編輯、顯示、存儲(chǔ)、傳輸文本文件的功能。水文信息智能傳輸機(jī)硬件結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。8384點(diǎn)陣液晶屏幕鍵盤接口軟件升級(jí)接口智能電話模塊接口若懸河MCU微控制處理器FLASH（閃存）LCM接口電話機(jī)通話部分公用電話外線鍵盤矩陣圖1 水文信息智能傳輸機(jī)硬件結(jié)構(gòu)框圖2.2 水文信息智能傳輸機(jī)的主要功能 全屏幕輸入編輯五碼水情電文在待機(jī)離線狀態(tài)下，按鍵盤上的“編輯”鍵，進(jìn)入水情電文輸入、編輯狀態(tài)，利用鍵盤上的10個(gè)數(shù)字鍵以及“*”號(hào)鍵、“#”號(hào)鍵輸入水情電文。遇到五碼水情電文四個(gè)特殊符號(hào)“E”、“X”、“（”、“）”時(shí)，按鍵盤上的“符號(hào)”鍵，在機(jī)器菜單提示下，完成四個(gè)特殊符號(hào)的輸入。也可以按鍵盤上的“讀

5、入”鍵，把最近一次存儲(chǔ)的水情電文讀入到顯示屏進(jìn)行添加、修改、刪除，此功能主要考慮前后兩份電文相差不大時(shí)，對(duì)上份電文稍做修改即可完成電文輸入而設(shè)置，用于提高電文輸入速度。由于本機(jī)采用的是8384點(diǎn)陣超大液晶顯示屏，屏幕顯示的報(bào)文與手?jǐn)M電文完全一致，方便水情電文的校核。由于實(shí)現(xiàn)了發(fā)送前離線校核，有效地保證了水情電文發(fā)送的準(zhǔn)確性。 存儲(chǔ)水情電文水文信息智能傳輸機(jī)配備了256KB FLASH存儲(chǔ)器，除一半留給系統(tǒng)使用外，其余全部用于存儲(chǔ)水情電文。根據(jù)目前我國(guó)五碼水情電文的實(shí)際使用情況以及大部分水情報(bào)汛站信息組成情況，本機(jī)允許最長(zhǎng)存儲(chǔ)一份50組的五碼水情電文。由于使用FLASH存儲(chǔ)器，保證斷電機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)的

6、信息保留10年以上。 發(fā)送水情電文在完成水情電文輸入，校核無(wú)誤后，按鍵盤上的“發(fā)送1”或“發(fā)送2”鍵，機(jī)器便自動(dòng)接通已設(shè)置好的水情信息中心的電話，把水情電文以DTMF碼的形式通過(guò)公用電話網(wǎng)傳送到水情信息中心的微機(jī)中。水情信息中心的微機(jī)要配有能識(shí)別DTMF碼的模擬電話語(yǔ)音卡及相應(yīng)軟件，用于接收水文信息智能傳輸機(jī)發(fā)送的水情信息。由于DTMF碼只有16個(gè)基本碼，對(duì)于五碼水情電文特有的“E”、“X”、“（”、“）”四個(gè)符號(hào)，采用DTMF復(fù)合碼的形式發(fā)送和接收。由于水情電文發(fā)送前已進(jìn)行過(guò)校核，對(duì)語(yǔ)音卡接收軟件做相應(yīng)設(shè)置，略去語(yǔ)音復(fù)述和用戶確認(rèn)這兩個(gè)環(huán)節(jié)，可節(jié)約水情電文傳送時(shí)間一半以上。根據(jù)目前我國(guó)固定電

7、話網(wǎng)的技術(shù)要求，水文信息智能傳輸機(jī)每隔毫秒自動(dòng)向外發(fā)送一個(gè)水情電文字符，比手工按鍵發(fā)送速度提高34倍，這也是為什么使用水文信息智能傳輸機(jī)發(fā)送水情電文速度快的原因。使用普通話機(jī)和水文信息智能傳輸機(jī)發(fā)送同樣容量的水情電文用時(shí)情況見(jiàn)表1。從表中可以看出，使用水文信息智能傳輸機(jī)比普通話機(jī)用時(shí)最低快四倍，最高快六倍，而且水情電文容量越大，使用水文信息智能傳輸機(jī)節(jié)約的絕對(duì)用時(shí)越顯著。表1 不同設(shè)備電話語(yǔ)音報(bào)汛用時(shí)對(duì)照表水情電文組數(shù)字符數(shù)普通電話用時(shí)（S）水文信息智能傳輸機(jī)用時(shí)（S）31739104234612529531363572141059127251589185372011925240 設(shè)置水情信息

8、中心電話號(hào)碼和系統(tǒng)時(shí)鐘水文信息智能傳輸機(jī)使用前要首先設(shè)置對(duì)應(yīng)于“發(fā)送1”、“發(fā)送2”的水情信息中心的電話號(hào)碼，使輸入核校后的水情電文實(shí)現(xiàn)一鍵即發(fā)。設(shè)置兩個(gè)發(fā)送鍵主要考慮的是一個(gè)號(hào)碼占線，馬上可以切換到另一個(gè)號(hào)碼，提高水情電文發(fā)送速度。設(shè)置水情信息中心電話號(hào)碼時(shí)，可同時(shí)設(shè)置延遲碼、語(yǔ)音卡接收識(shí)別碼，最大限度減少人為干預(yù)，確保發(fā)送質(zhì)量和速度。在鍵盤上按下“設(shè)置”鍵，機(jī)器便出現(xiàn)相應(yīng)菜單，在菜單提示下，即可完成水情信息中心電話號(hào)碼和系統(tǒng)時(shí)鐘的設(shè)置。 軟件升級(jí)本機(jī)留有軟件升級(jí)接口，可隨時(shí)對(duì)系統(tǒng)軟件進(jìn)行升級(jí)，以滿足不同情況的需求。目前我國(guó)使用的五碼水情電文的編碼方式是上個(gè)世紀(jì)六十年代制訂的，現(xiàn)在使用有很多

9、不盡人意的地方，有關(guān)部門正在進(jìn)行重新制訂工作。本機(jī)充分考慮了這一情況，不必更換新機(jī)，只要對(duì)系統(tǒng)軟件稍做修改，即可滿足新的水情拍報(bào)辦法要求。這一功能可以較好地保護(hù)使用者的經(jīng)費(fèi)投入，擴(kuò)大水文信息智能傳輸機(jī)的使用范圍。 電話簿功能本機(jī)使用中文操作界面，可以輸入編輯漢字。為使用者工作方便考慮，本機(jī)可編輯存儲(chǔ)200個(gè)包括姓名、單位、地址、郵編、手機(jī)、號(hào)碼1、號(hào)碼2的電話號(hào)碼本，為用戶提供幫助。2.3 水文信息智能傳輸機(jī)工作流程在待機(jī)離線狀態(tài)下，按“編輯”鍵進(jìn)入水情電文輸入狀態(tài)。利用鍵盤上的數(shù)字鍵、“*”、“#”號(hào)鍵、符號(hào)鍵、方向移動(dòng)鍵、刪除鍵等輸入編輯水情電文；也可按“讀入”鍵，調(diào)出最近一次發(fā)送并存儲(chǔ)的

10、水情電文，對(duì)此電文進(jìn)行刪改，然后與手?jǐn)M電文進(jìn)行校核，無(wú)誤后，按“發(fā)送1”鍵或“發(fā)送2”鍵，選擇存儲(chǔ)并發(fā)送或只發(fā)送不存儲(chǔ)功能把水情電文發(fā)出，聽(tīng)到水情信息中心收到報(bào)文的語(yǔ)音提示后，按“免提”鍵結(jié)束發(fā)送工作。整個(gè)工作流程見(jiàn)圖。開(kāi)始編輯按“編輯”鍵進(jìn)入編輯狀態(tài)按“讀入”鍵讀 入顯示上次報(bào)文編輯/修改報(bào)文錯(cuò)誤校核報(bào)文是否正確 正確發(fā)送1/發(fā)送2按“發(fā)送1/發(fā)送2“鍵選2選1發(fā)送報(bào)文結(jié) 束圖2 水文信息智能傳輸機(jī)工作流程圖1.存儲(chǔ)并發(fā)送 2.只發(fā)送不存儲(chǔ)存儲(chǔ)報(bào)文3 應(yīng)用水文信息智能傳輸機(jī)于2003年7月研制成功后，在遼寧省鞍山水情信息中心、阜新水情信息中心、鐵嶺水情信息中心、石佛寺水庫(kù)水情信息中心試用，從試用的效果看，由于實(shí)現(xiàn)了發(fā)送前校核、一鍵發(fā)送、不需要語(yǔ)音復(fù)述和人工確認(rèn)等原因，大大縮短了水情信息收集的時(shí)間，提高了水情信息收集的準(zhǔn)確性，由于占用外線時(shí)間縮短，也降低了水情信息的傳送費(fèi)用，提高工作效率4倍以上。4 結(jié)語(yǔ)水文信息智能傳輸機(jī)是在遼寧省防汛抗旱指揮部、遼寧省水文水資源勘測(cè)局的支持下，針對(duì)電話語(yǔ)音報(bào)汛存在的問(wèn)題開(kāi)發(fā)研制的，針對(duì)性強(qiáng)，較好地解決了目前電話語(yǔ)音報(bào)汛工作中存在的問(wèn)題，使用效果良好，并已申請(qǐng)了國(guó)家專利。根據(jù)省防意見(jiàn)，2004年將在遼寧省各報(bào)汛站推廣使用該機(jī)