專利名稱：基于以太網的電話通信系統的網絡電話終端的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于互聯網、局域網和廣域網等網絡領域的語音通訊設備， 尤其涉及在基于以太網的電話通信系統中，一種具有接入媒體網關功能的網絡電話終端。
背景技術：
目前，我國大多數企業由于生產、安全、資源共享等多方面的需要，在企業內部采 用了獨立運行的計算機網絡、電話通信網、程控調度系統等多種網絡或系統并存的組網形 式。同時在礦山、冶金、石油化工、煤炭、水泥、紡織、汽車、機電等大型工廠企業存在強噪音、 大范圍的生產場合中還要使用具有擴音呼叫和電話對講功能的電話通信系統。這種組網形 式不但需要投入大量的設備費、線路費以及維護、維修費，而且大量的布線給維修帶來了不 便，對周圍的環境也帶來了一定的影響，存在費用高、可靠性差、使用維修不方便等缺點。隨著計算機網絡的普及，各企業都建有局域計算機網絡，傳輸速率可達IOOOMbit/ s，但是其豐富的帶寬資源并沒有得到充分利用，造成了資源的浪費。與此同時，隨著數字信 號處理技術的發展，使得語音信號在以太網中的實時傳輸成為可能。因此，需要一種用于組建基于以太網的電話通信系統的網絡電話終端設備，除了 能夠實現與網內用戶的通信，以及通過網關實現與網外PSTN用戶的通信，還需要提供擴音 呼叫功能，以適用于存在強噪聲的生產場合。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種用于基于以太網的電話通信系統的 網絡電話終端設備，該網絡電話終端同時具有接入媒體網關功能和普通網絡電話終端功 能，不僅能夠實現網內用戶間的通信，而且能夠通過網關實現網內與網外PSTN用戶通信， 同時可提供擴音呼叫和電話對講的功能，以適用于存在強噪聲的生產場合。本實用新型所采用的技術方案是一種基于以太網的電話通信系統的網絡電話終 端，包括DSP主控單元、存儲器及以太網接口單元、通話單元、IXD及鍵盤單元，其中，DSP主 控單元分別與存儲器及以太網接口單元、通話單元、LCD及鍵盤單元相連；存儲器和以太網 單元與以太網相連。所述的DSP主控單元采用UDP/IP協議棧，并使用了裁剪的MGCP呼叫控制協議進
行通信。所述的存儲器及以太網接口單元包括有依次相連的邏輯接口電路、擴展存儲器和 以太網接口電路。所述的通話單元包括有依次相連的PCM編解碼電路、聽筒/功放和話筒/免提。所述的IXD及鍵盤單元包括有依次相連的IXD及鍵盤接口電路、矩陣鍵盤和IXD。實施本實用新型的技術方案，具有以下有益效果具有擴音呼叫和電話對講功能， 既能夠與網絡電話通信系統內的用戶通信，又能夠通過中繼網關與網外PSTN用戶通信。擴 音呼叫具有單呼、群呼、全呼三種呼叫方式，能夠實現生產調度和廣播找人等功能；擴音與
3對講功能配合使用可用來進行通信聯絡、設備工作數據匯報和電話通信等，可以適用于強 噪聲的生產場合。
[0012]圖1是本實用新型的應用環境示意圖；[0013]圖2是本實用新型的硬件結構框圖；[0014]圖3是存儲器及以太網接口單元的結構框圖[0015]圖4是通話單元的結構框圖；[0016]圖5是IXD及鍵盤單元的結構框圖；[0017]圖6是DSP主控單元的電路原理圖；[0018]圖7是邏輯接口電路的電路原理圖；[0019]圖8是擴展存儲器的電路原理圖；[0020]圖9是以太網接口電路的電路原理圖；[0021]圖10是通話單元的電路原理圖；[0022]圖11是IXD及鍵盤接口電路的電路原理圖。
具體實施方式
下面結合實施例的附圖對本實用新型的基于以太網的電話通信系統的網絡電話 終端做出詳細說明。圖1是本實用新型的應用環境示意圖。如圖1所示，其中展示了網絡電話終端、媒 體網關控制器MGC、網關和網管系統。網絡電話終端內部包含了接入媒體網關(MG)的功能； 媒體網關控制器MGC內部包含了 MGCP服務器，提供基本的呼叫控制業務；網關負責和外部 PSTN電話網絡的對接；網管系統負責電話通信系統的網絡管理。基于以太網的電話通信系統的網絡電話終端在網內可以通過媒體網關控制器MGC 實現網內單呼、群呼和全呼的擴音呼叫。單呼指主叫用戶對一個指定的被叫用戶進行的呼 叫，它是通過主叫用戶撥單呼號碼實現的；群呼指主叫用戶對一組被叫用戶進行的呼叫，它 是通過主叫用戶撥群呼號碼實現的；全呼指主叫用戶對所有被叫用戶進行的呼叫，它是通 過主叫用戶撥全呼號碼實現的。其中群呼號碼為901-999，全呼號碼為900。網絡電話終端 還可以通過網關與網外PSTN用戶通信，當作為主叫用戶時需先撥出局字冠“0”，聽到二次 撥號音后再撥網外用戶號碼。基于以太網的電話通信系統的網絡電話終端利用媒體網關控制器MGC，通過網關 可以實現與PSTN的對接。圖2是本實用新型的硬件結構框圖。如圖2所示，基于以太網的電話通信系統的 網絡電話終端包括DSP主控單元、存儲器及以太網接口單元、通話單元、LCD及鍵盤單元。其 中DSP主控單元采用DSP芯片，實現語音壓縮和呼叫控制等功能；存儲器及以太網接口單元 實現對DSP芯片的存儲空間的擴展和對以太網接口的控制(包括地址譯碼，網絡接口復位 和中斷等)；通話單元實現8位PCM編解碼以及擴音呼叫和電話對講功能。IXD及鍵盤單元 由單片機控制將用戶的撥號信息傳送給DSP主控單元，同時接收包括摘掛機狀態和通話狀 態等呼叫信息，并在IXD上進行顯示。
4[0028]圖3是存儲器及以太網接口單元的結構框圖。如圖3所示，存儲器及以太網接口 單元包括有依次相連的邏輯接口電路、擴展存儲器和以太網接口電路。其中邏輯接口電路 中采用CPLD實現DSP對擴展存儲器和以太網接口的控制(包括地址譯碼，網絡接口復位和 中斷等)以及產生PCM編解碼器所需要的時鐘，摘掛機信號也通過邏輯接口電路送至DSP。 擴展存儲器主要用于對DSP的存儲空間進行擴展，它包括SDRAM和FLASH，用于存放程序和 常數以及程序運行需要的暫時性數據。以太網接口電路接收廣播數據幀和與自己MAC地址 相匹配的數據幀，同時發送IP語音數據包。圖4是通話單元的結構框圖。如圖4所示，通話單元包括有依次相連的PCM編解 碼電路、聽筒/功放和話筒/免提。PCM編解碼電路將話筒/免提傳來的模擬語音進行8位 PCM編碼，送往DSP進行G. 729算法壓縮，同時將由DSP傳來的經過G. 729算法解壓的8位 PCM解碼成模擬語音送至聽筒/功放。并且，當通話連接建立起來之后，被叫的擴音狀態默 認開啟，當被叫摘機時，擴音停止。圖5是IXD及鍵盤單元的結構框圖。如圖5所示，IXD及鍵盤單元包括有依次相 連的IXD及鍵盤接口電路、矩陣鍵盤和IXD。IXD及鍵盤接口電路主要由單片機構成，用于 控制慢速器件IXD和鍵盤，以免打斷DSP的高速運行，將用戶的撥號信息傳送給DSP主控單 元，同時接收包括摘掛機狀態和通話狀態等呼叫信息，并在LCD上進行顯示。圖6是DSP主控單元電路原理圖。在具體實現過程中，DSP芯片可采用型號為 TMS320VC5402 的 DSP 芯片。圖7是邏輯接口電路的電路原理圖。如圖7所示，邏輯接口電路由分頻電路、I/O 擴展電路和地址譯碼電路組成。通過I/O擴展電路，DSP可控制以太網接口控制器、DSP復 位、檢測本機用戶摘掛機狀態、選擇免提或擴音、開啟功放供電。在具體實現過程中，邏輯接 口芯片可采用型號為MAXII EPM240T100C5的CPLD芯片。圖8是擴展存儲器的電路原理圖。如圖8所示，擴展存儲器包括SDRAM和FLASH， 主要用于對DSP的存儲空間進行擴展，SDRAM主要用于存放程序運行過程中的數據和代碼； FLASH主要用于固化程序代碼，在系統上電時，采用并行加載方式將程序代碼搬移到內部 RAM。在具體實現過程中，SDRAM芯片可采用型號為IS61LV25616的SDRAM芯片，FLASH芯片 可采用型號為SST39VF400A的FLASH芯片。圖9是以太網接口電路的電路原理圖。在具體實現過程中，以太網接口控制器芯 片可采用型號為DM9000的以太網接口控制器芯片。如圖6所示，DSP只能通過數據端口 DATA和地址端口 INDEX實現對以太網接口控制器的操作。以太網接口控制器在接收到以太 網幀，通過內部CRC校驗后，會觸發DSP的網絡接口中斷，DSP響應中斷，將以太網接口控制 器所接收到的數據包從接收數據緩沖區中讀出交給上層協議處理；發送數據時以太網接口 控制器將待發送的數據寫入發送數據緩沖區，當以太網接口控制器檢測到DSP發來的數據 發送信號后，將寫入緩沖區的數據包轉換成以太網幀發送，在發送的同時還可以繼續接收 數據包的寫入。圖10是通話單元電路原理圖。在具體實現過程中，PCM編解碼電路中的音頻接口 芯片可采用型號為MC145480的音頻接口芯片，功放電路中的功放芯片可采用型號LM386功 放芯片。如圖7所示，PCM編解碼電路將話筒或免提傳來的模擬語音進行8位PCM編碼，送 往DSP進行G. 729算法壓縮，將由DSP傳來的經過G. 729算法解壓的8位PCM解碼成模擬
5。電話終端的擴音選擇和免提選擇狀態是由CPLD的輸入信號決定的。 繼電器常開狀態時處于擴音狀態和免提狀態，常閉狀態時則接手柄的聽筒和送話器。當軟 件檢測到被叫用戶摘機時，通過控制繼電器閉合，停止擴音，接通手柄的話筒。圖11是IXD及鍵盤接口電路的電路原理圖。在具體實現過程中，單片機可采用型 號為MSP430F149的單片機。單片機將用戶的撥號信息傳送給DSP，DSP則將包括摘掛機狀 態和通話狀態等呼叫信息傳送給單片機，由單片機驅動IXD顯示相應的內容。基于以太網的電話通信系統的網絡電話終端的工作過程描述如下DSP通過以太 網接口觸發的中斷接收以太網幀，根據UDP/IP協議棧提取IP包，解析得到來自媒體網關控 制器MGC的控制數據或來自目標終端的語音數據。如果是媒體網關控制器MGC的通知請求、 創建連接、修改連接、刪除連接等控制數據，則DSP按照裁剪的MGCP協議處理，如果是目標 終端的語音數據，則按照G. 729算法解壓，再經過PCM編解碼器D/A轉換成模擬語音信號通 過聽筒或功放擴音發送給用戶。從話筒或免提得到的用戶語音模擬信號通過PCM編解碼器進行A/D轉換，轉換成 為PCM編碼后送至DSP，經過G. 729壓縮，再根據UDP/IP協議棧最終封裝成以太網幀發送到 目標終端，將注冊、通知等控制數據直接根據UDP/IP協議棧封裝成IP包經以太網接口發送 到媒體網關控制器MGC。單片機接收用戶所撥的號碼并送往DSP，由DSP判斷是網外呼叫、單呼、群呼、全 呼、一鍵通還是設置本機信息，并進行相應的處理。整個通話過程中目標終端的摘掛機狀態 和本機通話狀態將通過單片機控制的IXD顯示。
權利要求一種基于以太網的電話通信系統的網絡電話終端，其特征在于，包括DSP主控單元、存儲器及以太網接口單元、通話單元、LCD及鍵盤單元，其中，DSP主控單元分別與存儲器和以太網接口單元、通話單元、LCD及鍵盤單元相連；存儲器及以太網接口單元通過以太網接口與以太網相連。
2.根據權利要求1所述的基于以太網的電話通信系統的網絡電話終端，其特征在于， 所述的存儲器及以太網接口單元包括有依次相連的邏輯接口電路、擴展存儲器和以太網接 口電路。
3.根據權利要求1所述的基于以太網的電話通信系統的網絡電話終端，其特征在于， 所述的通話單元包括有依次相連的PCM編解碼電路、聽筒/功放和話筒/免提。
4.根據權利要求1所述的基于以太網的電話通信系統的網絡電話終端，其特征在于， 所述的LCD及鍵盤單元包括有依次相連的LCD及鍵盤接口電路、矩陣鍵盤和LCD液晶顯示。
5.根據權利要求1所述的基于以太網的電話通信系統的網絡電話終端，其特征在于， 所述的DSP主控單元采用UDP/IP協議棧，并使用裁剪的MGCP呼叫控制協議進行通信。
專利摘要一種基于以太網的電話通信系統的網絡電話終端，它由DSP主控單元、存儲器及以太網接口單元、通話單元、LCD及鍵盤單元組成。其特征在于，其中DSP主控單元分別與其它四個單元相連；存儲器和以太網接口單元包括邏輯接口電路、擴展存儲器和以太網接口電路；通話單元包括PCM編解碼電路、聽筒/功放和話筒/免提；LCD及鍵盤單元包括LCD及鍵盤接口電路、矩陣鍵盤和LCD。利用本實用新型可組成采用UDP/IP協議棧及裁剪的MGCP呼叫控制協議的網絡電話通信系統。該系統具有擴音呼叫和電話對講功能，既能實現網內用戶間通信，又能夠通過網關實現網內用戶與網外PSTN用戶間通信。擴音呼叫具有單呼、群呼、全呼三種呼叫方式，能夠實現生產調度和廣播找人等功能。最大擴音功率為25W。
文檔編號H04M1/253GK201690497SQ20102018206
公開日2010年12月29日 申請日期2010年5月7日 優先權日2010年5月7日
發明者仲為亮, 李 杰, 武志剛, 王顯震, 石博雅, 苗長云, 郭翠娟 申請人:天津工業大學;天津市恒一機電科技有限公司