嵌入式蓝牙PSTN语音接入点的设计与实现

3 应用软件的设计与实现

接入点应用程序位于前面介绍的硬件平台以及设备驱动程序之上,三者之间的关系如图5所示。接入点应用程序是整个软件的核心,它与串口驱动程序、FSK来电显示驱动程序、DTMF来电显示驱动程序、DTMF拨号驱动程序、Flash驱动程序、振铃驱动程序交互,并通过后五个驱动程序控制具体硬件完成相关功能。接入点可以对允许接入的蓝牙终端属性进行设备,只有被授权的蓝牙终端才能通过接入点访问PSTN。接入点的Flash可设置多个允许接入的蓝牙终端,并可通过与网关并联的电话进行增添、删除一个或全部删除终端设置的操作。

对于设置为双模的蓝牙手机,必须先向网络登记,网络返回成功信息的方可与网关建立物理和逻辑链路;而在双模手机主动与网关拆开物理链路时,也必须向网络登记。接入点可以发现已登记的双模手机是否离开本网关信号覆盖范围,并自动向网络登记,将双模手机的话务切换回移动网络中,而并模终端无需这样的操作。网关可同时与7个蓝牙终端建立ACL（Asynchronous Connection Less）对于不同调制方式(FSK及DTMF)来电均能接收号码以及振铃,并根据来电号码分析被呼叫方,根据蓝牙无绳电话协议CTP（Cordless Telephony Profile）建立起TCS（Telephone Control Specification）链路、SCO（Synchronous Connection Oriented）链路。当来电显示为非特服号开头的号码时,表示来电来普通电话,所有与网关相连的分机终端都振铃。某一终端接听后,其它终端停止振铃,回到空闲状态。当来电显示为特服号开头的时候,表示来电为访问特定终端的话务,可以分析来电显示的格式得到接入顺序号,并使对应的蓝牙终端振铃。蓝牙双模或者单模终端能通过网关、PSTN网络拨打外部电话,网关支持终端多次拨号,并且外部电话能收到来电显示。

我们设计的应用程序流程如图6所示。在μClinux系统中,此应用程序被视为一个用户进程。在系统启动rc脚本文件的末尾添加该进程,则系统在完成初始化工作后会自动启动该进程。对用户进程而言,硬件设备被视为设备描述文件,它和普通的文件没有区别,可用文件描述符（一个非负整数）表示。在程序启动时,用Linux系统提供的open函数打开这些设备,同时设置这些设备的工作方式;启动蓝牙协议栈,并设置工作模式、服务发现数据库和其它参数,使网关始终处于被发现和被动建链的一方。

此后应用程序地侦听、等待各设备数据的到来,我们采用了I/O多咱转接的技术来实现对多个描述符的读、写和管理。该技术的基本思想是：先构造一张有关描述符的表,然后调用一个函数,它要到描述符中的一个已准备好表示I/O时才返回。在返回时,它告诉进程哪一个描述符已准备好可以进行I/O。select函数可以执行I/O多路转换,传向该函数的参数告诉内核我们所关心的描述符、对于每个描述符我们所关心的条件（是否读一个给定的描述符？是否想写一个给定的描述符？是否关心一个描述符的异常条件？）以及希望等待的时间（可以永远等待、等待固定时间或完全不等待）。我们在程序中设置了永远等待,即只有所指定的描述符中的一个已准备好或捕捉到一个信号才返回。从select返回时,内核告诉我们已准备好的描述符的数量和哪一个描述符已准备好读、写或异常条件,应用程序这个信息进入相应的处理子模块。

结语

基于嵌入式μClinux系统的蓝牙PSTN网关实现了上术的所有功能,使蓝牙三合一电话的应用成为现实。最多7个蓝牙终端能同时与该网关建立物理和逻辑链路,网关能建立起一条语音链路。经实测,在传输距离不超过10m的前提下,话音质量良好,清晰无失真;在传输距离超过10m后,由于蓝牙的自动功率控制功能,会增大发射功率,模拟语音电路部分引入的电磁干扰噪声增加,影响通话效果,此问题可以通过调整PCB布局布线和对易干扰电路增加屏蔽来消除。根据标准蓝牙协议,蓝牙终端和网关之间最多可建立起3条语音链路,这将在下一个版本中加以改进。