TAPI软电话通信系统的模块化设计

  作者:angelazhang 时间:2015-07-28

首先分析了TAPI协议的结构、通信编程原理和编程应用环境,重点介绍了TAPI协议的层次化模型结构及其模块化设计方法,该方法可以对进一步研究和开发TAPI软电话应用产品提供借鉴。

1引言

TAPI:“电话应用程序接口”的简称( Te lephonyApplication Programm ing Interface )。它是微软与INTEL共同开发的用于直接控制电话通信系统的函数集,是微软计算机电话集成( CTI)计划的核心,是微软的w indow s开放式服务体系(WOSA )的一部分。它将电话、电话网和计算机的功能进一步集成起来,现在的计算机技术不仅可以处理语音通信等低级应用,还能处理视频等高级应用。

计算机技术使得电话有软件化趋向,其优势是使电话可以变得灵活,方便地按具体要求实现电话的基本功能以及附加功能。软电话需要和通信硬件设备交互,目前主要有两种实现方法:一是利用电脑板卡和设备公司提供的DLL来实现,但功能有一定的局限性;二是利用协议公开的标准编程接口,但难度大,参数复杂不易实现。本设计利用标准编程接口TAPI,为了便于系统的集成和开发,重点介绍以统一短消息的形式实现应用系统和通信设备之间交互的TAPI模块化设计方法。该模块化组件与系统集成度高,可以方便的实现各种电话与控制功能。

2 TAPI作用及结构分析

2. 1 TAPI在软电话系统中的作用

由于TAPI应用是电讯应用,需要连接PC电脑和通讯硬件设备,TAPI运行在PC机上并监控通讯硬件设备,所以首要任务是建立硬件环境。对于VOIP应用通信系统来说,软交换服务器是IP电话网的控制核心,同时落地接入PSTN (公共电话网),PC机与软交换服务器处于同一网段,TAPI与硬件交互也将通过网络使用TCP/ IP协议连接。本设计的开发平台是基于如下软交换系统,系统如图1所示。



图1软交换系统


与新硬件被安装到PC机上相似,需要在PC机上安装驱动程序,但这个驱动并不是软交换服务器的驱动,而是这个软交换服务器上TAPI的驱动,这个驱动通常被称为“TAPI客户端”,目的是使PC机上的TAPIDLL能“找到”该软交换机的TAPI,并能与之通讯。

2. 2 TAPI的结构分析

TAPI实际上是由TAPI、TSPI( Telephony Serv iceProv ider In terface)电话服务提供者接口和MSPI(M edia Serv ice Prov ider Interface)媒体服务提供接口三个部分组成的。TAPI是一个为程序员提供的工具包,它和MSPI一起使微软视窗环境下的用户能够开发电话应用程序。TSPI也是一个为程序员提供的工具包,使他们能够进行后端服务的开发,以操纵来自符合TAPI规范的应用请求,也就是说,它提供了一种连接到某一特定设备的方法。服务守护程序( TAPI Server)就是基于TSPI接口设计的,它直接驱动通信设备并通过与TAPI动态连接库进行交互为应用程序提供电话服务,其总体结构示意图如图2所示。



图2 TAPI总体结构示意图


3 TAPI的模块化设计

本设计主要以C++类的设计思想,在MFC (微软基础类)的框架下实现对TAPI的封装。由于TAPI的函数调用非常复杂,参数个数和形式多种多样,为了便于系统集成和应用程序的开发,设计了3个控制类: TAPI应用控制类Tap iApp lication、TAPI线路控制类Tap iLine、TAPI通话控制类Tap iChannel.Tap iApplication是对整个TAPI的监控,是应用程序和通信设备的交互站; TapiL ine是对TAPI线路的管理,它根据应用指令操作线路通话; Tap iChannel是对具体一路通话的管理,它根据线路指令操作对应的通信设备并实时报告设备状态,这3个类的调用关系如图3所示。



图3 TAPI调用结构


首先需要TAPI的定义文件。由于TAPI与W indow s集成,定义文件在安装好W indow s操作系统后就可以被找到。以C语言方式提供的TAPI. H和TAPI32. dll文件,包含了所有TAPI结构和功能的定义。如果使用C、VC或VB开发应用,只要在相关的开发环境中设置,将文件引入所要开发的应用项目即可;如果使用De lph i开发,需要将TAPI. H转化为Delphi中的头文件,再将这个pas文件引入即可;如果使用Java开发,需要TAPI的c lass文件。

该设计以VC的MFC为例对TAPI的功能进行模块化实现,开发过程不需要通讯硬件的支持,调试和运行需要与通讯硬件交互,且该组件能很好的向上向下兼容。

 

3. 1 TAPI应用控制类设计

TapiA pplicat ion是对TAPI的管理,它处于调用结构的顶层,通过下层的服务为上层应用程序提供透明、规格化的信息服务。在通过TAPI进行远程通信程序设计时,必不可少的是要调用lineIn itia lizeEx( )函数以初始化TAPI,以及调用lineOpen( )函数以打开线路,然后才能使用TAPI进行监控和代理呼叫等功能。除此之外,为了编写可靠的远程通信程序,还应调用有关检测线路设备能力的函数lineGetDevC aps( ),检测TAPI版本兼容性函数lineN egotiateAPIV ersion( ),检测线路当前使用状态的函数lineSetStatusM essages( )等以适应各种情况。最后调用lineC lose( )函数来关闭线路,调用lineShutdow n( )函数将应用程序与TAPI断开。

为了使TAPI便于操纵,适应不同的应用开发环境,本文设计了In itia liseTAPI( )这个不要参数的初始化函数,把初始化和协商TAPI版本所需要的参数通过内联机制进行整合,避免了过多的参数传递。初始化成功后表明应用程序已经获得TAPI的数据结构和应用句柄。为了便于对通信设备的控制,需要和通信设备取得联系并打开通信线路。本文设计了OpenValidL ines( )这个不加参数的函数,只要成功返回后就可以对通信线路、通信设备进行控制了,其函数声明如下:

class T apiApplicat ion

{

pub lic:

Tap iApp lication( CTap isamp leD lg lg) ;

~ T apiApplicat ion( );

/ / TAPI helper funct ions

BOOL InitialiseTAPI( ) ; / / Initialize TAPI

void ShutdownTAPI( ); / /C lose TAPI

void OpenV alidL ines ( ) ; / /Open the lines o fTAPI

/ / Variab les

CTapisamp leD lg lg;

HLINEAPP m_hLineApp; / / App lication handle

DWORD m_NumDevs; / / Number of dev ices

DWORD * m _ ApiV ersions; / / API versions

PTAPILINE* m_pL ines; / / Device variables

LONG m _Curren tL ine; / / currently se lected

ADDRARRAY m_AddressA rray;

};

TAPI初始化工作和有效线路的打开这些复杂的功能,通过函数内置或全局变量传递,整合成一个不要参数并且返回值为布尔类型的API函数。应用程序只要调用这两个函数就可以实现对TAPI设备的监控和操作。

3. 2 TAPI线路控制类设计

Tap iLine是对TAPI线路的管理,为了使程序的结构更为清晰和易于升级以及为了使TAPI能够更方便的移植到别的应用程序中,把TAPI函数中用于实现功能的一部分函数和数据结构封装成一个类来使用。下面就是通过V ISUALC + +编程实现对TAPI线路控制函数封装类的头文件。

class T apiL ine {

private:

TapiA pplicat ion ainA pp; / / paren t object

DWORD m _LineID; / / My index

HLINE m _ hL ine; / / M y line hand le typedef

CL ist

ExtensionLis;t m_extensionLis;t

/ / the list of call channe l

public:

TapiL ine( TapiApp licat ion

~ Tap iLine( ) ;

vo id OnEvent ( DWORD Device, DWORD Msg,

DWORD Param1, DWORD Param2, DWORD Param3);

HRESULT Open ( DWORD L ineID, DWORD

Ca llPr iv ilege, DWORD Med iaModes);

TapiChanne*l getChannel( DW dwAddressID);

TapiChanne*l getChanne lCall(HCALL hcall) ;

/ / Functions to support te lephony commands

BOOL M akeCa ll ( DWORD dwAddressID, LPCT??

STR pszA ddress) ;

vo id D ropCall( DWORD dwA ddressID) ;

vo idHo ldCall( DWORD dwA ddressID) ;

vo id UnholdC all( DWORD dwAddressID) ;

vo id B lindT ransferCa ll ( DWORD dwAddressID,

LPCTSTR pszAddress) ;

vo id R edirect ( DWORD dwAddressID, LPCTSTR

pszAddress) ;

vo id Ca llStatus( DWORD dwAddressID );

vo id Ca llInfo( DWORD dwA ddressID) ;

vo id Addressstatus( ) ;

};

TapiL ine通过复杂的参数传递机制,封装了大量的内部变量,通过API接口以统一短消息的形式接收用户指令同时返回线路的具体状态。最终应用程序通过调用Tap iL ine的具体函数对整个线路进行操作、控制。

3. 3 TAPI通话控制类设计

TapiChanne l是对具体通话进行控制,呼叫是TAPI开发最常用的一个功能。调用Tap iL ine的M akeC all ( DWORD dwAddressID,LPCTSTR pszAddress),传递当前号码和目标地址就可以进行拨打电话,把拨打电话的其他细节进行内部传递。当以上函数调用成功后,TSP就会控制通讯设备外呼指定的电话,该函数调用后会立刻返回到应用程序,但该电话是否成功拨通,则是依靠消息来判断,包括TAPI的其他功能也是这样的处理方式。其他常用的电话功能如接听、挂断、转移、三方等都有对应的函数实现。

TAPI初始化成功后,应用程序就和TSP设备建立了联系。应用程序就可以通过TAPI函数控制电话线路、监控线路状态。函数lineOpen调用成功后进入消息循环,新生成的呼叫处于IDLE状态,随后根据状态指令执行不同的操作。当调用lineM akeC all( )后,线路状态进入D IAL ING、PROCEDING,当收到异步响应或者应答后进入呼叫状态循环并依次进入CONNECTED和DISCONNECTED,最后回到初始化状态。当有一路电话呼入时,线路状态进入OFFER ING、自动调用lineAnsw er( )后进入ACCEPTED、PROCED ING,当收到异步响应或者应答后进入呼叫状态循环并依次进入CONNECTED和D ISCONNECTED,最后回到初始化状态,整个TAPI状态图如图4所示。



图4 TAPI状态机。

3. 4 TAPI的消息处理

line ln itia lizeEx函数中第3个参数传入的参数是方法的地址,这个方法将处理通讯设备发出来的所有TAPI消息,这个方法必须按固定的格式定义:

vo id CALLBACK Tap iLineCa llback(

DWORD dwDev ice,

DWORD nM sg,

DWORD dw Instance,

DWORD dwParam1,

DWORD dwParam2,

DWORD dwParam3)

方法名TapiL ineC allback,可以自己定义,只要将此函数名作为参数传入linelnitializeEx,该方法就可以工作,方法参数将由通讯设备的TSP来填写,并传给上层应用。关键是要了解在某时刻触发此方法后,各参数值的意义以及此时收到此消息所表示的意义。要注意的是:即使完成一个最简单的通话,都会得到许多TAPI消息,这些消息以时间顺序产生,每产生一个消息,就会进入Tap iL ineCallback方法中,所以要抓住并处理关键消息。

以收到来电为例,主要处理2个消息。

( 1)参数dwMsg = LINE _ CALLSTATE并且dwParam:l LINECALLST _OFFER ING.此时可以把表示该来电的hDev ice保存到应用中,以便随后的处理。

( 2)参数dwMsg= LINE _CALLINFO.此时通过TAPI函数lineG etCa lllnfo可以得到来电信息,例如来电主叫号码、被叫号码等。当收到来电消息后,就可以在界面上切换应用状态以通知用户,或记录数据库等,按需要进行处理。与来电消息类似,当有其他电话事件发生后,就会发生相应的消息。

4结束语

虽然TAPI产品化的应用不多,但其提供的功能却是强大的。TAPI主要用来控制通讯设备,在这个基础上再实现更多的功能。曾经也有人用来实现控制家用普通Mode;l如果用于控制交换机,可以实现对来电排队等高级功能;也可以建立企业呼叫中心。

研究了TAPI的工作流程,及TAPI功能模块的实现,并对其函数进行了封装设计处理。介绍了使用TAPI编写电话控制程序的完整步骤,对TAPI在软电话应用系统中的二次开发奠定了基础。

 

 

 

关键词: TAPI CTI VoIP 软电话

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