基于CTI的水電信息系統的設計與實現

摘要：為實現抄收自動化，文章基于CTI（計算機電話集成）技術設計了水電信息系統。首先介紹了該系統的整體架構，隨后分析了用戶登錄模塊、語音事務處理模塊、收費管理模塊、報表查詢管理模塊，以及系統數據庫的設計與實現方法?；贑TI技術設計的水電信息系統，能夠支持多路用戶同時進行水電信息輸入、查詢等操作，還能靈活設置用電類別和水電單價，為水電信息的管控提供便利，提升水電部門的服務質量和效率。

關鍵詞：CTI技術；水電信息系統；報表查詢；SQL數據庫

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.07.025

中圖分類號：TP 311.52 " " " " " " " 文獻標志碼：B " " " " " " " 文章編碼：1672-7274（2023）07-00-03

Design and Implementation of a CTI Based Hydropower Information System

SUN Maosheng

（Hanjiang Hydropower Development Co.， Ltd.， Shiyan 442200， China）

Abstract： To achieve automation of data collection， the article designs a water and electricity information system based on CTI （Computer Telephone Integration） technology. Firstly， the overall architecture of the system was introduced， followed by an analysis of the user login module， voice transaction processing module， fee management module， report query management module， as well as the design and implementation methods of the system database. The water and electricity information system designed based on CTI technology can support multiple users to input and query water and electricity information at the same time. It can also flexibly set the electricity category and water and electricity unit price， providing convenience for the control of water and electricity information， and improving the service quality and efficiency of the water and electricity department.

Key words： CTI technology; water and electricity information system; report query; SQL database

水電部門上門抄表不僅作業效率低、人工成本高，而且經常會出現水電用戶不在家、不配合的情況。進入5G時代，絕大多數小區住戶都持有移動通信設備，基于此水電部門可以依托CTI技術開發一種水電信息系統。對于用戶來說，可以足不出戶遠程查詢水電信息，隨時掌握自己的用水和用電情況，核對繳費賬單是否有誤；對于水電部門來說，則可以遠程采集用戶的用水和用電數據，并由系統自動生成賬單。這樣一來，用戶獲得了良好的服務體驗，水電部門提高了抄收效率、降低了人工成本，實現了雙方的“共贏”。

1 " 基于CTI的水電信息系統整體架構

本文基于CTI技術設計的水電信息系統結構組成如圖1所示。

圖1 基于CTI的水電信息系統架構圖

如圖1所示，本文設計的水電信息系統主要由公共電話網絡（PTSN）、電話語音卡、PC客戶端、數據庫服務器、語音處理程序等構成。該系統能夠將語音卡與公用電話網連接起來，以便于完成遠程數據的采集。在CTI技術的幫助下，該系統整合了計算機與電話機的優勢，以聲音作為信息傳輸的媒介。這樣一來，水電用戶就能通過電話機上報用水、用電的數據。這些語音信息經過轉化后，以二進制數據的形式存儲到SQL數據庫中。水電部門的計算機從數據庫中獲取數據后，根據水電單價和水電使用情況，計算每一名用戶的水費、電費，從而實現了遠程匯報、自動受理。

語音平臺（CTI Server）是該系統的核心部分，它一方面要通過公共電話網絡接收來自用戶的語音信息，另一方面還要在準確識別語音信息后，將其轉化為計算機可識別的二進制數據。為了提高用戶語音識別的精度，本文在設計中選擇了國內主流的三匯SHT-8A/PCI語音平臺，可循環執行“輸入—判斷—播放”流程[1]。

2 " 水電信息系統各功能模塊的設計與實現

2.1 用戶登錄模塊

用戶登錄該系統前，需要完成注冊，系統將用戶提交的注冊信息保存到數據庫中，以便于在登錄時驗證用戶權限。新用戶注冊時，除了要填寫賬戶名和密碼，還要提交用戶基本信息，如姓名、手機號、身份證號等。提交信息后，系統后臺會對用戶信息進行合法性驗證。若驗證通過，則將用戶信息自動保存到SQL數據庫的用戶表中；若驗證未通過，則系統給出相應的錯誤提示。完成注冊后，用戶可在登錄界面輸入賬戶名、密碼以及驗證碼進行登錄。單擊登錄按鈕后，系統后臺會將用戶填寫的信息與數據庫中保存的用戶表信息進行配對，若配對成功，且驗證碼正確，則登錄成功，跳轉至水電信息系統的主界面，與遠程服務器建立連接[2]。如果賬戶名、密碼或驗證碼任意一個出現錯誤，則登錄失敗。在設計用戶登錄模塊時，為保證系統安全，當連續3次輸入錯誤則自動退出登錄頁面。用戶在登錄水電信息系統后，也可以修改密碼。修改時需要分別輸入原來的舊密碼和新密碼，確認后即可生效，系統提示密碼修改成功。

2.2 語音事務處理模塊

該模塊的功能主要基于電話語音卡實現。用戶通過該卡提供信息（如水表賬戶）或提交請求（如查詢余額），在接收到語音信息后，該卡能夠利用內置的A/D轉換模塊，將其轉化成數字信息。本系統選用SHT-8A/PCI型語音卡，其具有轉化速度快、識別精度高等優勢，能夠確保滿足從語音信息到數字信息的轉化需要。語音事務處理模塊的運行流程如下。

（1）系統首先對語音卡的8個通道做初始化處理，然后允許用戶通過其中的某個通道接入系統。

（2）當系統檢測到某一通道有電話撥入后，對相應通道執行摘機處理。系統發出語音提示，要求用戶輸入密碼。

（3）用戶需要按照系統提示輸入密碼。若連續輸錯3次，則系統自動掛機，該通道自動轉為待機狀態。在輸入成功后，系統根據用戶信息獲取用戶的單位屬性。

（4）系統給出語音提示，引導用戶通過號碼盤輸入相應的水表號或電表號，并按#鍵結束。

（5）系統獲取用戶的水表號或電表號后，通過語音提示讓用戶輸入相應的用水數據或用電數據，輸入完畢后按#鍵結束。系統播報用戶輸入的數據，以便于用戶再次確認。如果用戶輸入錯誤，在系統播報后按照提示進行修改。

（6）用戶確認數據無誤后，系統將語音信息轉化為數字信息，并存儲到SQL數據庫中，同時詢問用戶是否輸入其他數據。

（7）如果用戶需要輸入其他數據，則按1確認，跳轉到步驟（5）；如果用戶不需要輸入其他數據，則系統掛機，當前通道進入待機狀態[3]。

2.3 收費管理模塊

水電信息系統的收費管理業務主要涉及水電收費管理、報表查詢等。該系統根據登錄用戶身份的不同，賦予不同的操作權限。如果登錄用戶是水電部門的收費人員，在收費管理模塊可以查看水電用戶的水表、電表信息，可自動或手動獲取用戶的水電費，并發送通知提醒用戶及時繳費；如果登錄用戶為普通用戶，在收費管理模塊可以查看水、電使用情況，檢查是否有記錄錯誤。如果記錄無誤，則按照系統提示進行繳費；如果發現錯誤或存在疑問，可以聯系收費員進行復核。另外，收費人員可以通過收費管理模塊設定自動催繳時間，如果用戶在規定時間內未交齊水電費，則系統自動發送催繳單，督促用戶在某個日期前完成補繳[4]。

2.4 報表查詢管理模塊

水電信息系統的報表查詢管理模塊可以支持收費人員整合、查詢用戶的用水和用電信息，以及水電收費記錄，并對抄表數據進行核實。對于核實無誤的，將抄表數據填入當月的收費報表中，并提交給上一級的負責人進行審核；經二級審核批準后，系統根據收費報表向用戶發送繳費通知。若收費人員在核實過程中發現有數據錯誤，則需要重新進行統計，并更新收費報表。

3 " 水電信息系統的數據庫設計

3.1 數據庫設計需求分析

本文在設計水電信息系統時，對于數據庫的選用提出了以下要求。

（1）對同源異構數據進行統一，將不同格式的庫名、表名、域名等均轉化為統一格式存儲到數據庫中，為后續的數據查詢、調用提供方便。

（2）對所有保存到數據庫中的數據，要設置必要的審核和約束機制，防止不合語義的數據進入到數據庫中，給系統計算水電費造成干擾。

（3）數據庫結構設計，應滿足靈活擴展的需要，保留適當的冗余。后期隨著系統使用時間的增加，以及數據量的增多，以較低成本完成數據庫擴容。

基于上述需求，本文選擇了SQL數據庫。該數據庫支持快速查詢，可以根據用戶輸入的關鍵詞從數據庫中快速檢索到所有與關鍵詞相關的記錄；SQL數據庫不需要大量編碼來管理數據，能夠減輕系統開發的工作量；SQL數據庫具有較高的安全性，能夠切實保護用戶水電信息的完整性。

3.2 數據庫的設計

為了方便信息檢索，所有存儲到SQL數據庫的信息都會按照類別存入到相應的數據表中。在本文設計的水電信息系統中，數據庫中有水電信息表、人員信息表、保修申請表、水電收費信息表等多種類型。

水電信息表主要由用水時間、用水用電部門等字段組成，水/電信息編號為該表的主鍵，如表1所示。

水電收費信息表包含了收費ID、抄表時間、收費金額等信息。該表以收費ID作為主鍵，如表2所示。

為了保證水電相關信息的完整性和可用性，在設計數據庫時還需要重點關注兩方面內容：一是必須支持信息的定期更新和自動備份功能。系統默認的自動備份周期為24小時，即每24小時刷新一遍數據庫，對于24小時內新存入的數據進行備份，并將原信息與備份信息分開保存；二是采取必要的數據保護措施，防止因為惡意訪問、黑客入侵等行為造成水電信息的破壞、丟失。本文在設計系統數據庫時，分別采取了數據加密和防火墻技術，切實保障了數據安全。

4 " 語音子系統與數據庫交互的函數接口

水電信息系統的數據庫部分使用Delphi8編寫，因此用戶訪問和操作數據庫的行為，也需要借助于Delphi8提供的ADO（ActiveX數據對象）來實現[5]。本文定義語音子系統和數據庫交互的接口函數如下：

4.1 讀取上月水電表止碼函數

bool DBReadWaterPower（int handle，char*Acc，//用戶賬號

int *WcWater//廁所水表讀數

int *Power//電表讀數）

4.2 存儲用戶水電信息函數

bool DBStoreWaterPower

（int handle，char*Acc，int WcWater，int Power）;

5 " 結束語

信息時代，設計水電信息系統實現抄表自動化，既有可行性又有必要性。本文基于CTI設計了一種水電信息系統，用戶可通過語音卡按照系統提示，輸入水表、電表號碼，以及用水、用電數據。在CTI Server的幫助下完成從語音信息向數字信息的轉換，并且將數據保存到數據庫中。每到月底，計算機自動匯總數據并計算用戶的水費、電費，向用戶發送繳費單，從而實現了抄表、收費的自動化。今后還需要在集成語音識別、人機交互優化、系統響應速度等方面展開研究，以進一步提高水電信息系統的易用性和實用性。

參考文獻

[1] 張亮，趙妍．基于CTI和網關短信的農業綜合信息系統的設計[J]．工業控制計算機，2019（8）：23-25.

[2] 蔡應心，楊鴻悅．基于BIM的水利水電工程信息系統設計[J]．黑龍江科技信息，2021（22）：100-102.

[3] 張攀，李志超，孔彬．大型水電站基于保信系統的設備狀態分析研究及應用[J]．電力設備管理，2022（2）：37-39.

[4] 張曉偉．智能電表及集抄系統的運行維護策略[J]．中文科技期刊數據庫（文摘版）工程技術，2022（32）：15-17.

[5] 江建興，鐘奇．淺析電力無線抄表系統及其潛在干擾[J]．中國無線電，2021（6）：63-64.