專利名稱：基于以太網(wǎng)的電話通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)電話終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的語音通訊設(shè)備， 尤其涉及在基于以太網(wǎng)的電話通信系統(tǒng)中，一種具有接入媒體網(wǎng)關(guān)功能的網(wǎng)絡(luò)電話終端。
背景技術(shù)：
目前，我國(guó)大多數(shù)企業(yè)由于生產(chǎn)、安全、資源共享等多方面的需要，在企業(yè)內(nèi)部采 用了獨(dú)立運(yùn)行的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、電話通信網(wǎng)、程控調(diào)度系統(tǒng)等多種網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)并存的組網(wǎng)形 式。同時(shí)在礦山、冶金、石油化工、煤炭、水泥、紡織、汽車、機(jī)電等大型工廠企業(yè)存在強(qiáng)噪音、 大范圍的生產(chǎn)場(chǎng)合中還要使用具有擴(kuò)音呼叫和電話對(duì)講功能的電話通信系統(tǒng)。這種組網(wǎng)形 式不但需要投入大量的設(shè)備費(fèi)、線路費(fèi)以及維護(hù)、維修費(fèi)，而且大量的布線給維修帶來了不 便，對(duì)周圍的環(huán)境也帶來了一定的影響，存在費(fèi)用高、可靠性差、使用維修不方便等缺點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及，各企業(yè)都建有局域計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，傳輸速率可達(dá)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(fèi)。與此同時(shí)，隨著數(shù)字信 號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，使得語音信號(hào)在以太網(wǎng)中的實(shí)時(shí)傳輸成為可能。因此，需要一種用于組建基于以太網(wǎng)的電話通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)電話終端設(shè)備，除了 能夠?qū)崿F(xiàn)與網(wǎng)內(nèi)用戶的通信，以及通過網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)外PSTN用戶的通信，還需要提供擴(kuò)音 呼叫功能，以適用于存在強(qiáng)噪聲的生產(chǎn)場(chǎng)合。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種用于基于以太網(wǎng)的電話通信系統(tǒng)的 網(wǎng)絡(luò)電話終端設(shè)備，該網(wǎng)絡(luò)電話終端同時(shí)具有接入媒體網(wǎng)關(guān)功能和普通網(wǎng)絡(luò)電話終端功 能，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)內(nèi)用戶間的通信，而且能夠通過網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)與網(wǎng)外PSTN用戶通信， 同時(shí)可提供擴(kuò)音呼叫和電話對(duì)講的功能，以適用于存在強(qiáng)噪聲的生產(chǎn)場(chǎng)合。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種基于以太網(wǎng)的電話通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)電話終 端，包括DSP主控單元、存儲(chǔ)器及以太網(wǎng)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(chǔ)器及以太網(wǎng)接口單元、通話單元、LCD及鍵盤單元相連；存儲(chǔ)器和以太網(wǎng) 單元與以太網(wǎng)相連。所述的DSP主控單元采用UDP/IP協(xié)議棧，并使用了裁剪的MGCP呼叫控制協(xié)議進(jìn)
行通信。所述的存儲(chǔ)器及以太網(wǎng)接口單元包括有依次相連的邏輯接口電路、擴(kuò)展存儲(chǔ)器和 以太網(wǎng)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(shí)施本實(shí)用新型的技術(shù)方案，具有以下有益效果具有擴(kuò)音呼叫和電話對(duì)講功能， 既能夠與網(wǎng)絡(luò)電話通信系統(tǒng)內(nèi)的用戶通信，又能夠通過中繼網(wǎng)關(guān)與網(wǎng)外PSTN用戶通信。擴(kuò) 音呼叫具有單呼、群呼、全呼三種呼叫方式，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度和廣播找人等功能；擴(kuò)音與
3對(duì)講功能配合使用可用來進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)、設(shè)備工作數(shù)據(jù)匯報(bào)和電話通信等，可以適用于強(qiáng) 噪聲的生產(chǎn)場(chǎng)合。

[0012]圖1是本實(shí)用新型的應(yīng)用環(huán)境示意圖；[0013]圖2是本實(shí)用新型的硬件結(jié)構(gòu)框圖；[0014]圖3是存儲(chǔ)器及以太網(wǎng)接口單元的結(jié)構(gòu)框圖[0015]圖4是通話單元的結(jié)構(gòu)框圖；[0016]圖5是IXD及鍵盤單元的結(jié)構(gòu)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(kuò)展存儲(chǔ)器的電路原理圖；[0020]圖9是以太網(wǎng)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(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例的附圖對(duì)本實(shí)用新型的基于以太網(wǎng)的電話通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)電話 終端做出詳細(xì)說明。圖1是本實(shí)用新型的應(yīng)用環(huán)境示意圖。如圖1所示，其中展示了網(wǎng)絡(luò)電話終端、媒 體網(wǎng)關(guān)控制器MGC、網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)管系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)電話終端內(nèi)部包含了接入媒體網(wǎng)關(guān)(MG)的功能； 媒體網(wǎng)關(guān)控制器MGC內(nèi)部包含了 MGCP服務(wù)器，提供基本的呼叫控制業(yè)務(wù)；網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)和外部 PSTN電話網(wǎng)絡(luò)的對(duì)接；網(wǎng)管系統(tǒng)負(fù)責(zé)電話通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理?；谝蕴W(wǎng)的電話通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)電話終端在網(wǎng)內(nèi)可以通過媒體網(wǎng)關(guān)控制器MGC 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)單呼、群呼和全呼的擴(kuò)音呼叫。單呼指主叫用戶對(duì)一個(gè)指定的被叫用戶進(jìn)行的呼 叫，它是通過主叫用戶撥單呼號(hào)碼實(shí)現(xiàn)的；群呼指主叫用戶對(duì)一組被叫用戶進(jìn)行的呼叫，它 是通過主叫用戶撥群呼號(hào)碼實(shí)現(xiàn)的；全呼指主叫用戶對(duì)所有被叫用戶進(jìn)行的呼叫，它是通 過主叫用戶撥全呼號(hào)碼實(shí)現(xiàn)的。其中群呼號(hào)碼為901-999，全呼號(hào)碼為900。網(wǎng)絡(luò)電話終端 還可以通過網(wǎng)關(guān)與網(wǎng)外PSTN用戶通信，當(dāng)作為主叫用戶時(shí)需先撥出局字冠“0”，聽到二次 撥號(hào)音后再撥網(wǎng)外用戶號(hào)碼?；谝蕴W(wǎng)的電話通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)電話終端利用媒體網(wǎng)關(guān)控制器MGC，通過網(wǎng)關(guān) 可以實(shí)現(xiàn)與PSTN的對(duì)接。圖2是本實(shí)用新型的硬件結(jié)構(gòu)框圖。如圖2所示，基于以太網(wǎng)的電話通信系統(tǒng)的 網(wǎng)絡(luò)電話終端包括DSP主控單元、存儲(chǔ)器及以太網(wǎng)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(shí)現(xiàn)語音壓縮和呼叫控制等功能；存儲(chǔ)器及以太網(wǎng)接口單元 實(shí)現(xiàn)對(duì)DSP芯片的存儲(chǔ)空間的擴(kuò)展和對(duì)以太網(wǎng)接口的控制(包括地址譯碼，網(wǎng)絡(luò)接口復(fù)位 和中斷等)；通話單元實(shí)現(xiàn)8位PCM編解碼以及擴(kuò)音呼叫和電話對(duì)講功能。IXD及鍵盤單元 由單片機(jī)控制將用戶的撥號(hào)信息傳送給DSP主控單元，同時(shí)接收包括摘掛機(jī)狀態(tài)和通話狀 態(tài)等呼叫信息，并在IXD上進(jìn)行顯示。
4[0028]圖3是存儲(chǔ)器及以太網(wǎng)接口單元的結(jié)構(gòu)框圖。如圖3所示，存儲(chǔ)器及以太網(wǎng)接口 單元包括有依次相連的邏輯接口電路、擴(kuò)展存儲(chǔ)器和以太網(wǎng)接口電路。其中邏輯接口電路 中采用CPLD實(shí)現(xiàn)DSP對(duì)擴(kuò)展存儲(chǔ)器和以太網(wǎng)接口的控制(包括地址譯碼，網(wǎng)絡(luò)接口復(fù)位和 中斷等)以及產(chǎn)生PCM編解碼器所需要的時(shí)鐘，摘掛機(jī)信號(hào)也通過邏輯接口電路送至DSP。 擴(kuò)展存儲(chǔ)器主要用于對(duì)DSP的存儲(chǔ)空間進(jìn)行擴(kuò)展，它包括SDRAM和FLASH，用于存放程序和 常數(shù)以及程序運(yùn)行需要的暫時(shí)性數(shù)據(jù)。以太網(wǎng)接口電路接收廣播數(shù)據(jù)幀和與自己MAC地址 相匹配的數(shù)據(jù)幀，同時(shí)發(fā)送IP語音數(shù)據(jù)包。圖4是通話單元的結(jié)構(gòu)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(jìn)行8位 PCM編碼，送往DSP進(jìn)行G. 729算法壓縮，同時(shí)將由DSP傳來的經(jīng)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(dāng)通話連接建立起來之后，被叫的擴(kuò)音狀態(tài)默 認(rèn)開啟，當(dāng)被叫摘機(jī)時(shí)，擴(kuò)音停止。圖5是IXD及鍵盤單元的結(jié)構(gòu)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(jī)構(gòu)成，用于 控制慢速器件IXD和鍵盤，以免打斷DSP的高速運(yùn)行，將用戶的撥號(hào)信息傳送給DSP主控單 元，同時(shí)接收包括摘掛機(jī)狀態(tài)和通話狀態(tài)等呼叫信息，并在LCD上進(jìn)行顯示。圖6是DSP主控單元電路原理圖。在具體實(shí)現(xiàn)過程中，DSP芯片可采用型號(hào)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(kuò)展電路和地址譯碼電路組成。通過I/O擴(kuò)展電路，DSP可控制以太網(wǎng)接口控制器、DSP復(fù) 位、檢測(cè)本機(jī)用戶摘掛機(jī)狀態(tài)、選擇免提或擴(kuò)音、開啟功放供電。在具體實(shí)現(xiàn)過程中，邏輯接 口芯片可采用型號(hào)為MAXII EPM240T100C5的CPLD芯片。圖8是擴(kuò)展存儲(chǔ)器的電路原理圖。如圖8所示，擴(kuò)展存儲(chǔ)器包括SDRAM和FLASH， 主要用于對(duì)DSP的存儲(chǔ)空間進(jìn)行擴(kuò)展，SDRAM主要用于存放程序運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)和代碼； FLASH主要用于固化程序代碼，在系統(tǒng)上電時(shí)，采用并行加載方式將程序代碼搬移到內(nèi)部 RAM。在具體實(shí)現(xiàn)過程中，SDRAM芯片可采用型號(hào)為IS61LV25616的SDRAM芯片，F(xiàn)LASH芯片 可采用型號(hào)為SST39VF400A的FLASH芯片。圖9是以太網(wǎng)接口電路的電路原理圖。在具體實(shí)現(xiàn)過程中，以太網(wǎng)接口控制器芯 片可采用型號(hào)為DM9000的以太網(wǎng)接口控制器芯片。如圖6所示，DSP只能通過數(shù)據(jù)端口 DATA和地址端口 INDEX實(shí)現(xiàn)對(duì)以太網(wǎng)接口控制器的操作。以太網(wǎng)接口控制器在接收到以太 網(wǎng)幀，通過內(nèi)部CRC校驗(yàn)后，會(huì)觸發(fā)DSP的網(wǎng)絡(luò)接口中斷，DSP響應(yīng)中斷，將以太網(wǎng)接口控制 器所接收到的數(shù)據(jù)包從接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中讀出交給上層協(xié)議處理；發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)以太網(wǎng)接口 控制器將待發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，當(dāng)以太網(wǎng)接口控制器檢測(cè)到DSP發(fā)來的數(shù)據(jù) 發(fā)送信號(hào)后，將寫入緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)幀發(fā)送，在發(fā)送的同時(shí)還可以繼續(xù)接收 數(shù)據(jù)包的寫入。圖10是通話單元電路原理圖。在具體實(shí)現(xiàn)過程中，PCM編解碼電路中的音頻接口 芯片可采用型號(hào)為MC145480的音頻接口芯片，功放電路中的功放芯片可采用型號(hào)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(jìn)行8位PCM編碼，送 往DSP進(jìn)行G. 729算法壓縮，將由DSP傳來的經(jīng)過G. 729算法解壓的8位PCM解碼成模擬
5。電話終端的擴(kuò)音選擇和免提選擇狀態(tài)是由CPLD的輸入信號(hào)決定的。 繼電器常開狀態(tài)時(shí)處于擴(kuò)音狀態(tài)和免提狀態(tài)，常閉狀態(tài)時(shí)則接手柄的聽筒和送話器。當(dāng)軟 件檢測(cè)到被叫用戶摘機(jī)時(shí)，通過控制繼電器閉合，停止擴(kuò)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(shí)現(xiàn)過程中，單片機(jī)可采用型 號(hào)為MSP430F149的單片機(jī)。單片機(jī)將用戶的撥號(hào)信息傳送給DSP，DSP則將包括摘掛機(jī)狀 態(tài)和通話狀態(tài)等呼叫信息傳送給單片機(jī)，由單片機(jī)驅(qū)動(dòng)IXD顯示相應(yīng)的內(nèi)容。基于以太網(wǎng)的電話通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)電話終端的工作過程描述如下DSP通過以太 網(wǎng)接口觸發(fā)的中斷接收以太網(wǎng)幀，根據(jù)UDP/IP協(xié)議棧提取IP包，解析得到來自媒體網(wǎng)關(guān)控 制器MGC的控制數(shù)據(jù)或來自目標(biāo)終端的語音數(shù)據(jù)。如果是媒體網(wǎng)關(guān)控制器MGC的通知請(qǐng)求、 創(chuàng)建連接、修改連接、刪除連接等控制數(shù)據(jù)，則DSP按照裁剪的MGCP協(xié)議處理，如果是目標(biāo) 終端的語音數(shù)據(jù)，則按照G. 729算法解壓，再經(jīng)過PCM編解碼器D/A轉(zhuǎn)換成模擬語音信號(hào)通 過聽筒或功放擴(kuò)音發(fā)送給用戶。從話筒或免提得到的用戶語音模擬信號(hào)通過PCM編解碼器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成 為PCM編碼后送至DSP，經(jīng)過G. 729壓縮，再根據(jù)UDP/IP協(xié)議棧最終封裝成以太網(wǎng)幀發(fā)送到 目標(biāo)終端，將注冊(cè)、通知等控制數(shù)據(jù)直接根據(jù)UDP/IP協(xié)議棧封裝成IP包經(jīng)以太網(wǎng)接口發(fā)送 到媒體網(wǎng)關(guān)控制器MGC。單片機(jī)接收用戶所撥的號(hào)碼并送往DSP，由DSP判斷是網(wǎng)外呼叫、單呼、群呼、全 呼、一鍵通還是設(shè)置本機(jī)信息，并進(jìn)行相應(yīng)的處理。整個(gè)通話過程中目標(biāo)終端的摘掛機(jī)狀態(tài) 和本機(jī)通話狀態(tài)將通過單片機(jī)控制的IXD顯示。
權(quán)利要求一種基于以太網(wǎng)的電話通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)電話終端，其特征在于，包括DSP主控單元、存儲(chǔ)器及以太網(wǎng)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(chǔ)器和以太網(wǎng)接口單元、通話單元、LCD及鍵盤單元相連；存儲(chǔ)器及以太網(wǎng)接口單元通過以太網(wǎng)接口與以太網(wǎng)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于以太網(wǎng)的電話通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)電話終端，其特征在于， 所述的存儲(chǔ)器及以太網(wǎng)接口單元包括有依次相連的邏輯接口電路、擴(kuò)展存儲(chǔ)器和以太網(wǎng)接 口電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于以太網(wǎng)的電話通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)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(jù)權(quán)利要求1所述的基于以太網(wǎng)的電話通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)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(jù)權(quán)利要求1所述的基于以太網(wǎng)的電話通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)電話終端，其特征在于， 所述的DSP主控單元采用UDP/IP協(xié)議棧，并使用裁剪的MGCP呼叫控制協(xié)議進(jìn)行通信。
專利摘要一種基于以太網(wǎng)的電話通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)電話終端，它由DSP主控單元、存儲(chǔ)器及以太網(wǎng)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(gè)單元相連；存儲(chǔ)器和以太網(wǎng)接口單元包括邏輯接口電路、擴(kuò)展存儲(chǔ)器和以太網(wǎng)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(shí)用新型可組成采用UDP/IP協(xié)議棧及裁剪的MGCP呼叫控制協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)電話通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有擴(kuò)音呼叫和電話對(duì)講功能，既能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)用戶間通信，又能夠通過網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)用戶與網(wǎng)外PSTN用戶間通信。擴(kuò)音呼叫具有單呼、群呼、全呼三種呼叫方式，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度和廣播找人等功能。最大擴(kuò)音功率為25W。
文檔編號(hào)H04M1/253GK201690497SQ20102018206
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月7日
發(fā)明者仲為亮, 李 杰, 武志剛, 王顯震, 石博雅, 苗長(zhǎng)云, 郭翠娟 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué);天津市恒一機(jī)電科技有限公司