摘 要： 設計和實現了一款基于Android的語音排隊系統。系統包括語音呼叫終端（Android系統）和醫生控制端（基于Windows）兩部分，它們之間通過Socket進行呼叫通信。系統很好地實現了兩個終端之間的通信并實現語音呼叫，具有較強的實用價值和開發指導意義。
關鍵詞： 語音呼叫；Android系統；TTS語音合成；排隊系統
自2007年Google推出開源手機操作系統Android[1]以來，Android的應用開發一時風靡全球，各高科技領域應用都在向Android進軍[2]，各種基于Android系統的設備層出不窮。Android的盛行取決于其獨特的優勢：（1）開放性，Android是一款基于Linux內核的開源系統，對第三方應用開發完全開放，開發人員具有較大的自由度[3]；（2）易開發，Android應用程序的開發采用Java語言，通過應用框架層提供的API[4]，使開發簡單、周期短；（3）免授權費，Android一直采用免授權費的策略，這讓所有手持設備廠商都可以選擇Android系統，這也是Android如此流行的很大原因之一，因為對這些廠商來說，采用安卓系統能夠帶來比WinCE更多的利潤。
排隊系統（或稱排隊機）是一種綜合運用計算機、網絡、多媒體、通信控制的高新技術產品，以取代各類服務性窗口傳統的由顧客站立排隊的方式，改由計算機系統代替客戶進行排隊。該系統適用于各類窗口服務行業，已經廣泛應用于金融、醫院、電信以及各級政府對外服務窗口等行業[5]。雖然現在市場上已經出現各種各樣的語音呼叫終端，但Android的出現及其廣泛應用，特別是Android系統設備的普及化，使得設備成本大大下降，開發一個基于Android系統的語音呼叫系統很有實用意義。
1 現有語音排隊系統綜述
隨著語音合成技術的發展，語音排隊系統已經發展很多年了，目前的語音呼叫系統中，根據系統的組成，可以分為兩種應用類型：單純語音呼叫盒和帶顯示屏的語音呼叫系統。
其中語音呼叫盒通常由語音芯片合成聲音，多應用于銀行、郵政之類的集中排隊叫號服務，這種盒子合成的聲音比較慢，聽起來一頓一頓的，用戶感覺差，隨著語音芯片技術的提高，以后有望做到一個更好的水平。
語音呼叫系統除了一個聲音呼叫以外，還帶有一個顯示終端，終端會顯示當前叫號人員甚至下一個排隊者的姓名或其他信息，通常用于醫院等較為分散的排隊叫號服務，方便用戶在沒有聽到聲音時看到排隊信息。語音的屏顯功能，有的直接后臺帶電腦主機，這樣構成的成本較高；還有的利用分屏技術進行分屏顯示，但總體下來成本也不低。
總體而言，目前主要利用語音芯片合成聲音的較多，隨著語音呼叫的需求發展，需要更多發展真人語音合成服務，但受限于語音合成芯片的資源限制，從長遠來看，需要將電腦級的語音合成技術帶入到語音排隊系統中。而目前的語音呼叫系統由于技術上的原因成本過高。隨著Android設備的發展，有很多顯示終端已經內置了Android系統，特別是Android系統對TTS語音合成的支持標準化，為開發新一代呼叫系統提供了可能，同時由于單一設備實現了顯示與語音呼叫，有效地降低了設備成本。
2 基于Android系統的語音呼叫優勢
TTS（Text To Speech），即“從文本到語音”，是人機對話的一部分，讓計算機能夠說話。它是同時運用語言學和心理學的杰出之作，在內置芯片的支持下，通過神經網絡的設計，把文字智能地轉化為自然語音流。TTS技術對文本文件進行實時轉換，轉換時間之短可以秒計算。在其特有智能語音控制器作用下，文本輸出的語音音律流暢，使得聽者在聽取信息時感覺自然，毫無機器語音輸出的冷漠與生澀感。TTS語音合成技術即將覆蓋國標一、二級漢字，具有英文接口，自動識別中、英文，支持中英文混讀。所有聲音采用真人普通話為標準發音，實現了120~150個漢字/s的快速語音合成，朗讀速度達3~4個漢字/s，使用戶可以聽到清晰悅耳的音質和連貫流暢的語調。
基于Android系統的語音呼叫有以下技術優勢：
（1）軟件優勢。Android1.6版本及之后的系統都默認安裝了TTS引擎，這為開發基于Android系統的語音呼叫系統提供了可能。
（2）硬件優勢。現在已經有帶Android系統的智能電視、智能顯示器、電視機頂盒等硬件供開發使用，而且由于Android系統費用很低，做出來的產品比原來不帶Android系統的產品功能上有很大提升，但成本增加很少。
（3）可重用性高。基于Android的語音呼叫，如果硬件更換，例如從Android顯示器換成Android電視機，由于都是基于Android系統，可能不經過修改就能直接使用。如果是Android系統版本變化過大（比如新發布版本的API更新過大），也可能只需要經過重新編譯指定版本即可在新機器上使用，這為后續的開發部署提供了很大的便利，不會出現因為硬件變化而需要重新開發軟件的問題。
3 系統架構
整體而言，本系統采用Client/Server架構，醫生客戶端從排隊服務器讀取當前排隊列表，由醫生決定呼叫排隊者，呼叫由Android呼叫終端完成。系統架構如圖1所示[6]。
圖1中，每個陰影方塊表示不同的房間號，一個房間有多個醫生時，可以多個醫生共用一個顯示屏叫號。其中的呼叫終端，可以是帶Android系統的智能電視，也可以是智能顯示器甚至是機頂盒加顯示器的配置。
系統的整體流程簡單明了，主要難點在于醫生客戶端與呼叫終端之間的聯系，通過Socket通信實現了通信過程。
4 Android端軟件實現
本節主要討論Android系統下的語音呼叫系統實現，主要包括呼叫服務建立和語音呼叫過程的實現。軟件系統的主要程序流程圖如圖2所示。
Thread服務創建很關鍵，通過它建立起Socket偵聽線程與消息處理線程。在Android編程中，Thread的作用與Windows下的多線程編程作用一樣，其目的是讓主線程不至于“陷入”到消息等待中。
4.1 Android服務進程建立
在此，需要在Android系統上建立一個Socket服務器，用來與醫生客戶端建立連接，以完成呼叫信息的接收工作。
在主界面的Create（）過程中，建立一個線程mThreadServer用于偵聽端口：
mThreadServer=new Thread（mcreateRunnable）；
mThreadServer.start（）；
其中的mcreateRunnable過程如下：
//線程：監聽服務器發來的消息
private RunnablemcreateRunnable=new Runnable（）
{
public void run（）
{
try
{
serverSocket=new ServerSocket（5678）；
//方法用于等待客戶連接
mSocketServer=serverSocket.accept（）；
//接受客戶端數據
new Thread（ ServerRunnable）.start（）；
}
catch （IOException e）
{
Message msg=new Message（）；
msg.what=0；
recvMessageServer="創建異常："+e.getMes
sage（）+e.toString（）+"\n"；
return；
}
}
}；
在偵聽線程完成建立之后，即完成了語音呼叫服務的建立，醫生客戶端就可以訪問指定的端口與呼叫終端進行數據傳輸了。
4.2 Android語音呼叫實現
在Android系統下，由于已經有了標準化的TTS語音呼叫引擎，完成一個語音呼叫的過程顯得非常容易，只需要根據Google提供的標準化API就能完成呼叫服務。
使用系統提供的TTS引擎，可以使用TextToSpeech類來執行TTS操作，或者用setEngineByPackageName（）方法來自定義一個引擎。在Android4.0后可以通過一個新的TextToSpeech的構造方法來指定引擎，該方法接收一個TTS引擎的包名。還可以通過getEngines（）來查詢可用的TTS引擎，這個方法返回一個TextToSpeech.EngineInfo對象的集合，該對象包含引擎的圖標、標簽和包名等信息。
通過如下過程完成語音引擎的初始化：
if （status==TextToSpeech.SUCCESS）{
int result=mTts.setLanguage（Locale.CHINESE）；
if（result==TextToSpeech.LANG_MISSING_DATA
||result==TextToSpeech.
LANG_NOT_SUPPORTED）
{
Log.e（TAG，"初始化成功，但是找不到語言包"）；
//TODO安裝語言安裝包
}
}
引擎初始化之后，就可以開始讓引擎發音了：
try {
mTts.speak（mContent，TextToSpeech.QUEUE_FLUSH， null）；
} catch （Exception e） {
e.printStackTrace（）；
showToast（"出錯了~"）；
}
以上過程完成了一個語音引擎的初始化并讀出從醫生客戶端中接收到的文本信息。
圖3是本系統實際使用的效果圖。
本文介紹了一個基于Android系統的醫院語音呼叫系統的設計與實現過程，限于篇幅，本文實現過程主要針對Android部分的實現，實際上還有醫生客戶端的實現。由于介紹在Windows端實現Socket通信的文獻已經很多，本文不在此做過多贅述。
本文設計實現的基于Android的語音呼叫系統在實際應用中取得了很好的效果。隨著Android系統設備的大量普及，這種基于Android系統的語音呼叫終端因為系統成本低且使用可靠，一定會得到推廣使用。
參考文獻
[1] 劉安戰，賈曉輝.基于Android的私密短信系統設計與實現[J].微型機與應用，2012，31（17）：51-56.
[2] 周時偉，謝維波.基于Android的智能家居終端設計與實現[J].微型機與應用，2012，31（14）：11-14.
[3] 葛艷，高占江.基于Android系統的音樂播放器設計與實現[J].微型機與應用，2014，33（1）：5-8.
[4] 弋改珍，解爭龍，張琨.基于Android的火車時刻表查詢系統設計與實現[J].現代電子技術，2012，35（4）：41-44.
[5] 但成福，劉曉明.一種用排隊論指導的CAN總線語音通信系統設計[J].電子技術應用，2013，39（2）：22-25.
[6] 曾建平，邵艷潔.Android系統架構及應用程序開發研究[J].微計算機信息，2011，27（9）：1-3.