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基于單片機的實時傳真信息監(jiān)測系統(tǒng)
摘要：一種基于單片機的傳真信息實時監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計方案。介紹三類傳真通信的基本原理和規(guī)程、調(diào)制解調(diào)器的選擇和運用以及具體的監(jiān)測流程等。單片機對傳真機的收發(fā)信息進行實時監(jiān)測，并將監(jiān)測到的信息存儲在外部FIFO芯片中，及時被計算機等設(shè)備讀取存檔。傳真通信是利用掃描和光電變換技術(shù)，將文字、圖片、照片等靜止圖像由發(fā)端經(jīng)有線或無線信道送往收端，并在收端重現(xiàn)靜止圖像的通信方式。20世紀70年代以來，由于在公用電話交換網(wǎng)上開放文件傳真業(yè)務，傳真通信得到了大力發(fā)展，成為人們傳輸信息的主要手段之一。隨著傳真業(yè)務的擴大，對傳真信息管理的要求隨之提高。本系統(tǒng)就是為了便于管理各類傳真收發(fā)信息而開發(fā)的，可實時監(jiān)測傳真機的收發(fā)情況，正確記錄進出傳真機的文檔及傳真機的工作日志，實現(xiàn)在地域上分離的傳真機的集中管理。
本系統(tǒng)主要是針對文件傳真三類機的，也可以兼容二類傳真機。
1 文件傳真三類機的通信協(xié)議
文件傳真三類機在整個通信過程中遵循ITU-T建議的T.30協(xié)議。T.30協(xié)議將整個傳真通信過程分成五個階段，描述了如何開始、完成以及結(jié)束傳真?zhèn)鬏數(shù)囊?guī)程。傳真通信過程和電話通信過程類似，按照時間段分成的五個階段如圖1所示。
（1）階段A——呼叫建立
呼叫建立是通過主叫撥號和被叫應答，在公共電話交換網(wǎng)上建立連接的過程。其過程與電話呼叫基本一致。一次傳真呼叫或應答可以人工實現(xiàn)，也可以自動實現(xiàn)。根據(jù)主叫站和被叫站所采用人工和自動操作方式的不同組成，T.30協(xié)議中規(guī)定了相應的四種操作方法。
（2）階段B——報文前過程
這是傳真機在傳送報文前作準備工作的過程。該過程包括性能標識、命令發(fā)送及可以接收的證實等。為此，文件三類機在該過程中運用了以下兩種信號：
命令信號——標識本端傳真機工作狀態(tài)、性能，控制對方傳真機的工作狀態(tài)等。
響應信號——用于對命令信號進行回答，將接收到命令后的傳真機工作狀態(tài)通知對方。
所有的命令信號與響應信號都由二進制信號構(gòu)成，二進制信號的HDLC幀格式如圖2所示，幀結(jié)構(gòu)的傳真控制字段FCF中傳送的就是命令信號與響應信號。
（3）階段C——報文中過程和報文傳輸
報文傳輸是傳輸報文的階段。這了確保傳輸質(zhì)量，在該階段還同時安排了報文中過程，由它控制該階段的全部信號，例如報文中的同步信號、差錯檢測和糾正、線路監(jiān)測等。
（4）階段D——報文后過程
報文后過程是報文后的處理階段。發(fā)端發(fā)完報文后告訴收端報文傳輸結(jié)束，收端則向發(fā)端報告收信結(jié)果，并等待發(fā)端命令，決定下一步如何處理。為此，在該階段使用了報文結(jié)束信號、證實信號、多頁信號、傳真結(jié)束信號等。
（5）階段E——呼叫釋放
呼叫釋放由人工或自動實現(xiàn)，并將電話線路由傳真機收發(fā)方式切換到電話機通信方式。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵在于Modem芯片的選擇。本系統(tǒng)采用的Modem芯片是Rockwell公司生產(chǎn)的R144EFX芯片。R144EFX芯片除具有一般調(diào)制解調(diào)器具備的短訓練序列選項、HDLC編解幀功能、話音方式發(fā)送/接受等優(yōu)點外，還具有其他特點。它不僅可以滿足ITU-T建議V.33、V.17、V.27ter、V.21的信道2、T.3、T.4所規(guī)定的技術(shù)要求及T.30所規(guī)定的二進制信號方式外，還可以工作在更多速率下，如14400、12000、9600、4800、2400、300bps。R144EFX屬于智能芯片，它自帶一個數(shù)字調(diào)頻（FSK）信號檢測器，可以在高速報文狀態(tài)下自動檢測FSK信號；三個可編程的單音信號檢測器；一個雙音多頻信號檢測器，可以檢測到主叫方的電話號碼。R144EFX的硬件接口如圖3所示。
R144EFX的軟件接口通過DSP內(nèi)部接口存儲器實現(xiàn)，DSP由雙端口接口存儲器與主處理器相連。DSP中的接口存儲器由32個8位寄存器（分別標為寄存器00～1F）組成，主處理器和DSP能對每個寄存器進行讀/寫操作。主處理器通過設(shè)置DSP接口存儲器的控制位以及通過DSP接口存儲器將參數(shù)寫入DSP RAM來控制Modem的操作。另一方面，主處理器靠讀取DSP接口存儲器中的狀態(tài)位以及通過接口存儲器讀取DSP RAM中的參數(shù)值來監(jiān)測Modem的工作。當CS有效時，5根寄存器選擇信號線RS0～RS4用來尋址被選通DSP接口存儲器中的接口寄存器。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
本系統(tǒng)因為是監(jiān)測傳真信息，所以無需按照完全的T.30協(xié)議工作，可以相應地簡化傳真各階段的流程。
（1）階段A的監(jiān)測
一種方法通過監(jiān)測傳真機對應電話線上的電壓來判斷傳真機是否處于摘機狀態(tài)，可以用硬件實現(xiàn)。另一種方法是直接進入階段B查詢，查詢不到報文前的二進制信號則等待。本系統(tǒng)采取第二種方法，以便降低硬件的復雜度。
（2）階段B的監(jiān)測
本系統(tǒng)監(jiān)測階段B中的命令和響應信號有：
數(shù)字命令信號DCS，該信號由主叫方向被叫方發(fā)送，表明主叫方將進入發(fā)送機工作狀態(tài)，將向被叫方發(fā)送文件，并命令被叫方進入接收機工作狀態(tài)。
可以接收的證實信號CFR，該信號由接收機發(fā)向發(fā)送機，證實全部報文前過程已完成，通知發(fā)送機可以開始發(fā)送報文，進入階段C流程。
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