呼叫服务电表系统和呼叫服务电表的方法
【专利摘要】根据本公开的电表可以是一呼叫中心，它能够通过语音经由电话报告当前测量数据，用户可以拨打电话号码给电表来进入该呼叫中心服务，以获得当前测量数据或者设置参数。本公开提供一种呼叫服务电表系统，包括：电表(101)，测量用户的用电情况，并根据解码的控制数据以预定协议将测量数据发送到语音获取单元(102)，同时也将解码的控制数据发送到语音获取单元(102)；语音获取单元(102)，用于根据解码的控制数据，将测量数据转换成语音数据，并将语音数据发送到电话自动接听单元(103)；和电话自动接听单元(103)，用于对用户通过电话输入的控制数据进行解码，并将解码的控制数据发送到电表(101)，以及对语音数据进行编码，并将编码的语音数据通过交换机(104)发送给用户用于播放。
【专利说明】呼叫服务电表系统和呼叫服务电表的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种呼叫服务电表，更具体地说，涉及一种具有呼叫服务的电表以及对电表进行呼叫的方法。
【背景技术】
[0002]在实践中，通常系统维护人员并非都是训练有素的，需要创建新的HMI (HumanMachine Interface,人机界面)接口用于设置和获得数据。
[0003]对于当前的使用，读取数据具有两种方式:屏幕式和通信式。对于屏幕式，必须离设备较近。对于通信式，需要利用PC和软件来监控数据，构建通信网络。这是复杂的。并且，对于未受训练的人员而言不易使用。
[0004]目前电能监测控制系统都具有数据采集分析功能，使用户能够了解电能使用的情况，但这需要操作人员亲自去看仪表盘或各种显示屏，给用户使用带来很大的不便。在大规模的现代化智能电网系统中，问题更加突出，如果用户不能及时准确地得到供电情况的数据就有可能带来极大的损失，如果专门派操作人员随时观察仪表或显示屏，一方面需要增加人员投入，另一方面操作人员长时间观测很容易紧张和疲劳，易发生错误。
[0005]语音信号是信息的又一主要载体，如果在这些测量场合能用语音直接报出结果，将给操作人员带来很大方便，舒缓了操作人员眼晴和脑的紧张感。如果将所有测量结果都能用语音信号通过电话网络系统直接报出来，而且可以定制在特定时间、特定状态下报告测量数据，会使人觉得更加方便。随着语音处理技术和大规模集成电路的发展，人们已经能够在一小片语音芯片上完成语音分析和合成工作。近年来，语音处理芯片的种类越来越多，外接电路也越来越少，性能价格比越来越高。给智能电表配加语音功能，是配电网络智能化、信息化的一个新的方向。
【发明内容】
[0006]本发明的另外方面和优点部分将在后面的描述中阐述，还有部分可从描述中明显地看出，或者可以在本发明的实践中得到。
[0007]为解决电表测量数据的及时获取问题，提出了数据实时语音电话播报系统，该系统能够实时地将电表所采集的电参数以语音的方式通过电话网络播放出来。该系统采用CortexM3系列单片机作为主控芯片，控制保存在ISD系列语音芯片内的语音数据的输入及输出，同时给出了将数据信息按人的听写习惯正确朗读出来的控制算法。
[0008]所有的电表数据需要被监控并被传输到远处。本公开将语音和电话功能支持加入计量中。本公开将计量数据编码成位于固定位置的语音数据并将该语音数据嵌入呼叫服务链路。
[0009]根据本公开的电表可以是一个呼叫中心，它能够通过语音经由电话报告当前测量数据，用户可以向他的电表的电话号码打电话进入该呼叫中心服务，以获得或者设置该数据。
[0010]本公开提供一种呼叫服务电表系统，包括:电表(101)，用于测量用户的用电情况，并根据解码的控制数据以预定协议将测量数据发送到语音获取单元(102)，同时也将解码的控制数据发送到语音获取单元(102);语音获取单元(102)，用于根据解码的控制数据，将测量数据转换成语音数据，并将语音数据发送到电话自动接听单元(103);和电话自动接听单元(103)，用于对用户通过电话输入的控制数据进行解码，并将解码的控制数据发送到电表(101)，以及对语音数据进行编码，并将编码的语音数据通过交换机(104)发送给用户用于播放。
[0011]本公开还提供一种呼叫服务电表的方法，包括步骤:a)利用电话拨打属于电表(101)的号码；b)输入控制数据选择需要的测量数据；c)对控制数据进行解码；d)读取测量数据，并根据解码的控制数据按照预定协议输出测量数据；e)根据解码的控制数据将预定协议的测量数据转换成语音数据；f)对语音数据进行编码；g)通过电话网络将编码语音数据传输到用户的电话，并向用户播放该语音数据；h)返回到b)。
[0012]本公开具有如下优点:
[0013]1.根据本公开的电表读取方法不需要互联数据网络。
[0014]2.根据本公开的电表读取方法可以进行远程监控和控制。
[0015]3.任何人都可以根据提示一步一步使用本公开的方法，尤其是进行数据获取。
[0016]4.本公开的电表读取方法支持多语言语音，以及自定义语音。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]通过结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，本发明的上述和其他目的、特性和优点将会变得更加清楚，其中相同的标号指定相同结构的单元，并且在其中:
[0018]图1示出了呼叫服务电表系统的整体框图。
[0019]图2示出了根据本公开的电话自动接听单元的一个实施例。
[0020]图3示出了呼叫服务电表系统的电表呼叫服务方法的流程图。
【具体实施方式】
[0021]下面将参照示出本发明实施例的附图充分描述本发明。然而，本发明可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。
[0022]应当理解，当称“元件” “连接到”或“耦接”到另一元件时，它可以是直接连接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
[0023]除非另有定义，这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员共同理解的相同含义。还应当理解，诸如在通常字典里定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
[0024]为解决电表测量数据的及时获取问题，提出了数据实时语音电话播报系统，该系统能够实时地将电表所采集的电参数以语音的方式通过电话网络播放出来。该系统采用CortexM3系列单片机作为主控芯片，控制保存在ISD系列语音芯片内的语音数据的输入及输出，同时给出了将数据信息按人的听写习惯正确朗读出来的控制算法。
[0025]本公开提供了一种用于电表的非常有用的HMI接口，不需要任何附加设备，用户可以在任何地方任何时间得到电表数据。
[0026]图1示出了呼叫服务电表系统的整体框图。
[0027]如图1所示，呼叫服务电表系统包含电表101、语音获取单元102、和电话自动接听单元203。
[0028]电表101，用于测量用户的用电情况，并根据解码的控制数据(用户通过电话输入的控制数据)以预定协议将测量数据以及解码的控制数据发送到语音获取单元102。语音获取单元102，用于根据解码的控制数据将测量数据转换成语音数据，并将语音数据发送到电话自动接听单元103。电话自动接听单元103，用于对通过交换机104接收的用户输入的控制数据数据进行解码，并将解码的控制数据发送到电表101，以及编码语音数据，并将编码的语音数据通过交换机104发送给用户用于播放。
[0029]电表101包含测量单元1011、显示单元1012、主控制器1013和通信接口 1014。测量单元1011对用电情况进行测量并将测量的数据传输到主控制器1013。主控制器1013对所述测量进行控制并将测量的数据显示到显示单元1012。显示单元1012用于显示数据。此外，主控制器1013通过通信接口 1014与语音获取单元102通信以便根据解码的控制数据以预定协议向语音获取单元102输出测量数据和解码的控制数据，以便语音获取单元102根据解码的控制数据将测量数据转换成语音数据。作为示例，主控制器1013可以采用CortexM3系列单片机作为主控制芯片。但本领域技术人员应该理解,其他能够实现相同功能的单片机也可以用作主控制器1013。
[0030]电表的测量数据读取过程由测量数据的获得和测量数据的阅读两部分组成，其中测量数据获得是由主控制器1013的RS485串口得到。串口协议如下:通过串口每次发送6位十六进制数据，如“H)0001010B00000002010F”。第I位是头信息(H))，标志数据的开始；第2、3位标志信息类型，如“0001”代表“现在功率是:”，“0002”代表“现在能量是:”，同时表示相关单位量，如能量的单位为“千瓦时”等；第4位表示数据的正负，“01”表示数据为正数，“02”表示数据为负数；第5、6、7、8位为数据整数部分，十六进制表示；第9、10位为数据小数部分，十六进制表示；最后一位是尾信息(OF)，标志数据的结束。主控制器1013根据来自用户的输入数据从串口中得到与用户的输入数据相对应的测量数据后，向语音获取单元102发送该测量数据以及解码的控制数据。
[0031]语音获取单元102包含语音存储播放单元1021和语音库录音单元1022。
[0032]实现测量数据的语音提示功能，首先是将语音信号固化在语音库录音单元1022中，而后在读出时，通过串行端口把电表101传来的电量参数等测量数据按照预定的协议传送至语音存储播放单元1021，语音存储播放单元1021再将在语音库录音单元1022中固化好的语音信息，如…“9”、“点”、“十”、“百”、“千”、“千瓦时”等，按照传送来的测量数据以及用户输入的解码的控制数据编排成所需顺序，合成后输出。如读出“123431点00千瓦时”。
[0033]在语音库录音单元1022中预先录制了 “I”、“2?9”、“0”、“.”、“十”、“百”、“负”等数字信息，以及“现在功率是:”、“现在能量消耗是:”等提示信息，还有“千瓦时”等单位信息。本文给出的数字信息、提示信息和单位信息的举例仅仅是示意性的，根据实际情况还可以包括其他数字信息、提示信息和单位信息。并且，根据不同用户的不同语音，可以录制不同方言的信息，例如上海话、南京话、普通话等，以及不同语种的信息，例如英语、法语、德语等。
[0034]语音存储播放单元1021根据解码的控制数据以及来自通信接口 1014的按照预定协议发送的测量数据以及控制数据，对语音库录音单元1022中固化好的语音信息进行合成，并将合成语音输出到电话自动接听单元203。
[0035]根据本公开的语音获取单元102例如可以选用美国ISD公司的ISD4004系列语音芯片来实现。该芯片采用CMOS技术，内含振荡器、防混淆滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮阵列，适用于移动电话及其他便携式电子产品中，可以和主控制器或微总线接口。该芯片所有操作由主控制器1013控制，操作命令可通过串行通信接口 1014 (SPI (Serial Peripheral Interface,串行外设接口 )或 Microwire)送入。
[0036]下面将针对ISD4004系列语音芯片具体说明根据本公开的语音获取单元102的具体操作。
[0037]对于ISD4004系列语音芯片，语音信号的固化采用“直接模拟量存储”(DAST)技术，信号无需经过D/A、A/D转换、数字压缩和语音合成等复杂的数字信号处理过程。由于ISD4004系列语音芯片内含大容量的闪速存储器(2840K)，电路能实现长达16分钟的录单或放音；可无限分段，反复录音次数达10万次。ISD4004芯片的语音输入连接方式非常简单，提供了同向及反向模拟输入端(ANAIN+、ANAIN-)，输入放大器可用单端或差分驱动，本系统采用单端输入方式，其特点是输入幅度大，连接简便。语音信号固化时，控制命令要遵循SPI串行数据传输协议，如上电命令(P0WERUP)，录音命令(REC)等。将语音信号固化到语音库时，首先根据芯片的时序发送上电命令并相应地进行延时处理，再将地址信息发送给ISD4004芯片，接着发送录音设置及录音命令，直到出现录音结束标志OVF后结束录音。ISD4004芯片可以无限分段。
[0038]电话自动接听单兀203执行电话语音DTMF (Dual Tone Multiple Frequency,双音多频)的编码和解码。
[0039]根据本公开的电话自动接听单元203包括DTMF编解码器1031。DTMF编解码器1031对来自语音存储播放单元1021的语音数据进行编码，并通过交换机104发送到电话网络，使得用户可以收听到电表的测量数据。DTMF编解码器1031还对经由交换机104接收的、来自用户的控制数据(也即用户的按键输入)进行解码，并将解码的控制数据通过通信接口 1014发送到主控制器1013。主控制器1013根据来自DTMF编解码器1031的解码的控制数据获得用户的需求(例如，希望收听功率的测量数据等)，并传送与用户的输入数据值相对应的测量数据以及解码的控制数据到语音获取单元102，以便语音获取单元102播放不同的语音片段。
[0040]DTMF编解码器1031例如可以选用MT8880芯片。MT8880芯片是一个带有呼叫处理滤波器的单片DTMF信号收发器。该器件内置I个带有可变增益的内部放大器的高性能接收器、I个带有脉冲计数器的发射器、以及I个可访问MT8880内部寄存器的标准微处理器接口。其内部寄存器包括I个状态寄存器、2个数据寄存器和2个控制寄存器，其电路如图2所示。
[0041]图2示出了根据本公开的电话自动接听单元的一个实施例。
[0042]MT8880芯片采用单端输入方式，IN-为运放输入端，Rl与R2调节输入信号增益。TDNE为音频输出，用于发送DTMF信号。OSCl为时钟/振荡器输入端，0SC2为时钟输出端，MT8880采用3.5795MHz的工作时钟。IRQ/CA为中断请求信号，漏极开路输出，当有DTMF信号输入时，IRQ/CA向单片机发出中断申请。DO?D3为微机数据总线，与TTL(Transistor-Transistor Logic,晶体管-晶体管逻辑集成电路)兼容，输出测得的DTMF信号和输入要发出的DTMF信号，与单片机的I/O接口相连。12引脚CP2端为系统时钟输入，与读写控制端R/W配合完成MT8880的读写操作，RSO引脚为寄存器选择，TTL电平兼容。地址码可由O?9以及A?D组成。
[0043]MT8880芯片可以对DTMF输入信号进行解码，解码得到4个1 口的高低电平输出，即0000-1111，这样主控制器1013通过读取这四个1 口的状态可以获得用户所按下的按键。并播放与键值相对应的不同的语音片段。
[0044]虽然本公开中示出了 DTMF编解码器1031由MT8880芯片实现，但本领域技术人员应该理解，也可以采用其他具有相同功能的芯片来实现DTMF编解码器1031。
[0045]根据需要，根据本公开的电话自动接听单元203还可以包括VOIP(网络电话,Voiceover IP)编解码器1032。VOIP编解码器1032用于对经由交换机104接收的、来自用户的控制数据进行解码，利用解析SIP(会话初始化协议，Sess1n Initiat1n Protocol)协议，把用户输入的控制数据解码出来，并将解码的控制数据传输到主控制器1013。主控制器1013根据来自VOIP编解码器1032的解码的控制数据获得用户的需求，并传送与解码的控制数据相对应的测量数据以及解码的控制数据到语音获取单元102，以便语音获取单元102播放不同的语音片段。同时，对来自语音存储播放单元1021的与解码的用户输入数据相对应的语音数据进行编码转换成数字信号，并且封装入SIP协议通过交换机104发送到IP(因特网协议，Internet Protocol)网络传输。
[0046]但本领域技术人员可以理解，VOIP编解码器1032并非必须的，并且电话自动接听单元103也可以包括未来的其他编解码器，并且交换机也可以由与未来的其他编解码器相对应的装置来代替。
[0047]当利用本发明时，用户可以打个电话，然后根据一些语音提示，他们可以按压按键“1-9”来输入控制数据，以选择用户想要得到的测量数据，例如，可以设置按键I对应于功率；按键2对应于能量等。然后用户可以在任何地方通过电话听到测量数据报告。每个电表具有一个和普通电话号码类似的号码。每个电表的号码都是由电话交换机104来分配的，例如可以分配在交换机的第I号端口电话号码为001，第2号端口电话号码为002等等。
[0048]图3示出了呼叫服务电表系统的电表呼叫服务方法的流程图。
[0049]如图3所示，当用户需要查看电表的数据时，用户可以利用普通电话或IP电话来拨属于该电表的号码，例如001。并且用户通过键盘输入的控制数据通过PSTN电话网络或者IP电话网络传输到交换机104。
[0050]在步骤301，电话自动接听单元103对来自用户的控制数据进行解码。例如，当用户根据语音提示按压按键I时，电话自动接听单元103将其解码，并将解码的控制数据发送给主控制器1013。
[0051]在步骤302，主控制器1013从测量单元1011读取测量数据，并根据解码的控制数据将读取的测量数据按照预定协议输出到语音获取单元102。
[0052]在步骤303，语音存储播放单元1021将读取的测量数据转换成语音数据，并输出到电话自动接听单元103。也即，根据测量数据，语音存储播放单元1021将固化在语音库录音单元1022中的语音信息合成为与测量数据相对应的语音数据，并输出。
[0053]在步骤304，电话自动接听单元103中的编解码器对语音数据进行编码，并将其发送到交换机104。
[0054]在步骤305，交换机104通过电话网络将编码语音数据传输到用户的电话，并向用户播放该语音数据。
[0055]在步骤305之后，返回到步骤301以便重新接收用户新的控制数据，并根据新的控制数据执行随后的操作。当用户挂机时，电表呼叫服务结束。
[0056]上面是对本发明的说明，而不应被认为是对其的限制。尽管描述了本发明的若干示例性实施例，但本领域技术人员将容易地理解，在不背离本发明的新颖教学和优点的前提下可以对示例性实施例进行许多修改。因此，所有这些修改都意图包含在权利要求书所限定的本发明范围内。应当理解，上面是对本发明的说明，而不应被认为是限于所公开的特定实施例，并且对所公开的实施例以及其他实施例的修改意图包含在所附权利要求书的范围内。本发明由权利要求书及其等效物限定。
【权利要求】
1.一种呼叫服务电表系统,包括: 电表(101)，用于测量用户的用电情况，并根据解码的控制数据以预定协议将测量数据发送到语音获取单元(102)，同时也将解码的控制数据发送到语音获取单元(102)； 语音获取单元(102)，用于根据解码的控制数据，将测量数据转换成语音数据，并将语音数据发送到电话自动接听单元(103);和 电话自动接听单元(103)，用于对用户通过电话输入的控制数据进行解码，并将解码的控制数据发送到电表(101)，以及对语音数据进行编码，并将编码的语音数据通过交换机(104)发送给用户用于播放。
2.如权利要求1所述的呼叫服务电表系统，其中，所述电表(101)包括: 测量单元(1011)，用于对用电情况进行测量并将测量数据传输到主控制器(1013)； 主控制器(1013)，用于根据解码的控制数据，将测量数据以预定协议通过通信接口(1014)发送到所述语音获取单元(102);和 通信接口(1014)，用于所述电表(101)与所述语音获取单元(102)以及电话自动接听单元(103)之间的数据通信，以便将来自电话自动接听单元(103)的解码的控制数据发送给主控制器(1013)以及将来自主控制器(1013)的测量数据发送给所述语音获取单元(102)。
3.如权利要求2所述的呼叫服务电表系统，其中，语音获取单元(102)包括: 语音存储播放单元(1021)，用于根据解码的控制数据，将语音库录音单元(1022)中存储的各种语音信息合成为与测量数据相对应的语音数据，并将语音数据输出到电话自动接听单元(203);和 语音库录音单元(1022)，用于存储各种语音信息。
4.如权利要求3所述的呼叫服务电表系统，其中，电话自动接听单元(203)包括:双音多频DTMF编解码器(1031)，用于对来自语音存储播放单元(1021)的语音数据进行编码，并通过交换机(104)发送到DTMF电话网络，使得用户可以收听到电表的测量数据，以及还用于对经由交换机(104)接收的、来自用户的控制数据进行解码，并将解码的控制数据通过通信接口 (1014)发送到主控制器(1013)。
5.如权利要求1-4之一所述的呼叫服务电表系统，其中，预定协议是11位十六进制数据，第I位是标志数据的开始的头信息，第2、3位标志信息类型和相关单位量，第4位表示数据的正负，第5、6、7、8位为十六进制表示的数据整数部分，第9、10位为十六进制表示的数据小数部分，最后一位是标志数据的结束的尾信息。
6.如权利要求5所述的呼叫服务电表系统，其中，电话自动接听单元(203)进一步包括网络电话VOIP编解码器(1032)，用于对来自语音存储播放单元(1021)的语音数据进行编码转换成数字信号，并通过交换机(104)发送到因特网协议IP电话网络，使得用户可以收听到电表的测量数据，以及还用于对经由交换机(104)接收的、来自用户的控制数据进行解码，并将解码的控制数据通过通信接口(1014)发送到主控制器(1013)。
7.如权利要求6所述的呼叫服务电表系统,其中,所述电表(101)还包括: 显示单元(1012)，用于根据主控制器(1013)的控制显示测量数据。
8.如权利要求7所述的呼叫服务电表系统,其中，每个电表(101)具有一个由电话交换机(104)分配的号码。
9.如权利要求8所述的呼叫服务电表系统，其中，用户可以利用普通电话或IP电话拨打属于电表(101)的号码来收听电表(101)的测量数据。
10.如权利要求9所述的呼叫服务电表系统，其中，所述语音信息包括:不同语种的数字/[目息、单位/[目息、和提不/[目息。
11.一种呼叫服务电表的方法，包括步骤: a)利用电话拨打属于电表(101)的号码； b)输入控制数据来选择需要的测量数据； c)对控制数据进行解码； d)读取测量数据，并根据解码的控制数据按照预定协议输出测量数据； e)根据解码的控制数据将预定协议的测量数据转换成语音数据； f)对语音数据进行编码； g)通过电话网络将编码语音数据传输到用户的电话，并向用户播放该语音数据；
h)返回至Lib) ο
12.如权利要求11所述的方法，其中，步骤e)进一步包括:根据解码的控制数据，将预先存储的各种语音信息合成为与测量数据相对应的语音数据。
13.如权利要求12所述的方法，进一步包括:在呼叫服务电表的方法的任何步骤期间，当用户挂机时，呼叫服务电表的过程结束。
14.如权利要求11或12所述的方法,其中，每个电表具有一个由电话交换机分配的号码。
15.如权利要求14所述的方法，其中，预定协议是11位十六进制数据，第I位是标志数据的开始的头信息，第2、3位标志信息类型和相关单位量，第4位表示数据的正负，第5、6、7、8位为十六进制表示的数据整数部分，第9、10位为十六进制表示的数据小数部分，最后一位是标志数据的结束的尾信息。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述电话为普通电话，所述电话网络为双音多频DTMF电话网络。
17.如权利要求15所述的方法，其中，所述电话为因特网协议IP电话，所述电话网络为IP电话网络。
18.如权利要求16或17所述的方法，其中，所述语音信息包括:不同语种的数字信息、单位?目息、和提不/[目息。
【文档编号】H04M11/00GK104284038SQ201310282274
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月5日 优先权日:2013年7月5日
【发明者】裘健 申请人:施耐德电器工业公司