网络对讲系统的终端设备软件的设计与实现

论文摘要

近年来,互联网技术发展迅速,依托于互联网的应用也层出不穷,其中,VoIP应运而生并得到了广泛发展。与传统电话相似,它也需要信令系统的支持。目前,SIP和H.323是全球使用最多,最具影响力的信令协议。由于SIP灵活、简单,且易于实现,因此应用潜力很大,被公认为下一代网络的核心控制协议。SIP的研究和开发在国内外得到了空前的重视,其发展前景不可估量。本论文依托于企业委托项目,根据企业的实际要求,设计实现了一个基于SIP的VoIP终端设备软件,并将其用于工业现场。首先阐述了SIP协议的分层结构、网络实体、SIP消息和SIP事务。然后描述了VoIP的嵌入式终端的电话硬件,硬件采用的是全球领先的电话芯片供应商Infineon公司的电话硬件终端,Infineon第二代IP电话芯片INCA-IP2是此硬件的核心。它采用了两个MIPS CPU的创新架构,一个为操作系统提供了运行平台,另一个则负责语音的处理。INCA-IP2集成了两个以太网端口和模拟前端,此外它还集成了IP电话的主要功能,并提供键盘、LED和显示等电话用户控制功能的外围接口。软件平台使用linux作为操作系统,采用TAPI和HAPI分别对电话的语音和键盘进行控制。由于开发完整的SIP协议栈是一个非常复杂的工程,在终端设备软件开发中采用了开源的osip2/eXosip2作为SIP协议栈。SDP协议用于进行多媒体会话协商,采用ortp协议栈实现语音传输。UA的设计和实现则是采用了多线程和模块化编程,并构造了一个呼叫状态机来管理信令的交互和状念的转移。本终端软件具有注册、拨号呼叫、来电接听和拒绝、取消呼叫和音量调节功能,并且具有很好的语音通信质量。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 核心协议
• 1.3 论文的组织结构
• 第2章 SIP协议研究
• 2.1 SIP分层结构
• 2.2 SIP基本实体
• 2.2.1 用户代理
• 2.2.2 代理服务器
• 2.2.3 注册服务器
• 2.2.4 重定向服务器
• 2.3 SIP消息
• 2.3.1 SIP请求
• 2.3.2 SIP响应
• 2.3.3 头域
• 2.3.4 消息体
• 2.4 SIP事务与传输
• 2.4.1 INVITE客户端事务（ICT）
• 2.4.2 Non-INVITE客户端事务（NICT）
• 2.4.3 INVITE服务器事务（IST）
• 2.4.4 Non-INVITE服务器事务（NIST）
• 第3章 终端硬件平台设计
• 3.1 终端硬件总体结构
• 3.1.1 双CPU系统
• 3.1.2 网络模块
• 3.1.3 键盘扫描模块
• 3.2 INCA-IP2中的数据流
• 3.2.1 启动过程的数据流
• 3.2.2 声音数据流
• 3.2.3 网络接口的数据流
• 第4章 终端设备软件的设计与实现
• 4.1 INCA-IP2的软件结构
• 4.1.1 INCA-IP2 BSP
• 4.1.2 TAPI
• 4.1.3 HAPI
• 4.2 软件开发环境的建立
• 4.2.1 安装软件包
• 4.2.2 嵌入式系统的创建和烧写
• 4.3 协议栈的选择和移植
• 4.3.1 协议栈的选择
• 4.3.2 协议栈的移植
• 4.4 应用程序的设计与实现
• 4.4.1 用户代理的总体设计
• 4.4.2 初始化模块
• 4.4.3 注册模块
• 4.4.4 线程监听模块
• 4.4.5 事件处理模块
• 4.4.6 RTP语音传输
• 第5章 终端软件测试
• 5.1 测试环境
• 5.2 功能测试与结果
• 5.2.1 注册功能
• 5.2.2 呼叫与接听
• 5.2.3 来电拒绝
• 5.2.4 取消呼叫
• 5.2.5 用户忙
• 5.2.6 音量调节
• 5.2.7 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历