【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矿用通信，尤其是一种基于can总线的矿用sip网络电话通信系统。
技术介绍
1、矿用车载终端语音传输如使用模拟语音信号在传输过程中容易受到噪声的干扰，且噪声会随传输距离的增加而积累，影响通话质量，且模拟语音信号在远距离传输时，往往需要增加中继设备或提高发射功率，增加了通信成本和复杂性。尽管plc适合大多数工业应用，但在矿用网络电话通信中，要求极高实时性或处理复杂计算的能力，plc可能无法满足性能需求。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：为了解决上述
技术介绍
中的现有技术存在的问题，提供一种基于can总线的矿用sip网络电话通信系统。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于can总线的矿用sip网络电话通信系统，包括：
3、硬件部分，所述硬件部分包括矿用车载终端和语音扩播器，所述矿用车载终端通过can总线与语音扩播器连接，所述语音扩播器具有扬声器和麦克风，所述矿用车载终端具有wifi天线和wifi模组，
4、软件部分，所述软件部分采用c/s模式且集成在矿用车载终端上，其包括客户端和服务器端，所述客户端发出请求，服务器端根据请求进行数据传输，并将处理后的结果反馈给客户端，所述服务器端通过rtcp协议/rtp协议或sdp协议与voip服务器建立会话并传输数据，矿用车载终端使用sip协议栈基于can总线进行speex格式的音频数据发送。
5、进一步地，所述矿用车载终端与语音扩播器之间的数据传输，具体
6、麦克风采集音频数据发送至语音扩播器内的codec芯片，codec芯片将音频数据编码转化成pcm数据，语音扩播器内的speex编码器将pcm数据进行压缩，并将压缩后的speex数据通过can总线发送至矿用车载终端，矿用车载终端通过speex解码器将speex数据解码成pcm数据，并压缩成为pcmu/a数据，再通过wifi将pcmu/a数据发送至voip服务器；
7、voip服务器通过wifi将pcmu/a音频数据发送至矿用车载终端，矿用车载终端将pcmu/a数据解压成为pcm数据，矿用车载终端将pcm数据使用speex算法进行压缩，压缩后的speex数据通过can总线发送至语音扩播器，语音扩播器将speex数据使用speex算法进行解压成为pcm数据送入codec芯片中，codec芯片将pcm数据解码成为模拟语音数据发送至扬声器放音。
8、进一步地，所述服务器端与voip服务器之间建立有会话通道和媒体流通道，所述会话通道基于sdp协议在矿用车载终端与语音扩播器之间建立会话并传输系统控制命令，媒体流通道基于rtcp协议/rtp协议传输视音频数据。
9、进一步地，所述软件部分的c/s模式交互具体为：
10、程序初始化，使用ip地址为0.0.0.0 作为内部服务器地址，客户端通过6668端口作为控制交互端口，控制交互线程中，通过回调函数接收客户端发送过来的数据，并通过协议解析，以实现sip注册服务器ip地址初始化、sip注册电话号码初始化、sip注册密码初始化、sip是否10s自动接听初始化、创建sip线程、sip线程复位重启、获取当前通话状态、接听电话、挂断电话、获取对端号码、获取注册状态、拨打电话功能；
11、客户端通过6669作为数据交互端口，数据交互线程中，通过回调函数接收客户端发送过来的speex数据解码后存入缓冲区，sip协议栈中每20ms会提取缓冲区中的数据并发送至网络，从网络中接收的pcmu/pcma语音数据转换成pcm数据后进行speex编码存入缓冲区中，之后发送给客户端实现语音流数据交互。
12、更进一步地，所述sip协议栈的程序初始化，将服务器ip、客户端ip、鉴权用户名、显示名称、注册密码、设置用户名、是否10s自动接听数据设置全局变量，同时创建sip主线程、sip超时线程、本地来电响铃线程和远端去电振铃线程。
13、更进一步地，所述本地来电响铃线程初始化完成，判断是否处于主机来电响铃状态，如果处于响铃状态则响铃，否则不执行响铃；所述远端去电振铃线程初始化完成，判断是否处于远端去电振铃状态，如果处于振铃状态则振铃，否则不执行振铃。
14、更进一步地，所述sip主线程中，先进行sip状态初始化、sdp状态初始化、udp初始化、sip注册初始化、speex算法初始化之后进入状态机循环，循环中先进行sip注册功能，未注册成功时5秒注册一次，注册成功后5分钟注册一次，未注册上会注册几次之后不快速注册防止sip服务器保护机制触发，之后进行sip心跳发送功能，注册状态机变为注册之后，每60s主动向服务器发送option心跳，之后通过sdp/udp协议获取服务器数据查询、拨号动作、挂断动作改变状态机状态。
15、进一步地，所述矿用车载终端将pcm语音数据与speex语音数据进行编解码转换，具体步骤为：
16、s1、语音信号预处理：对语音信号进行分帧、加窗，以提取适合进行编码的短时语音信号段；
17、s2、线性预测分析：对每帧语音信号进行线性预测分析，提取声道参数；
18、s3、码本搜索：在自适应码本和固定码本中搜索最佳的激励矢量组合；
19、s4、量化与编码：将搜索到的最佳激励矢量序号及其增益进行量化和编码；
20、s5、合成与评估：使用量化后的参数和激励矢量通过合成滤波器生成合成语音信号，并评估其与原始语音信号之间的感知差异；
21、s6、传输与解码：将编码后的数据传输到接收端，并在接收端进行解码以恢复原始语音信号。
22、进一步地，所述客户端进行sip语音电话功能，首先执行sip配置初始化和服务器注册，根据任务周期执行循环判定，获取sip注册状态和sip状态机状态，sip状态机包括挂断空闲状态、打出电话、呼入电话和接通电话，通话状态下执行sip语音can帧和tcp消息的收发，间隔200ms获取sip状态机状态。
23、更进一步地，通话状态下执行sip语音can帧和tcp消息的收发，具体为：多个sip控制命令共同触发时，会依次填入缓存区，顺序执行sip控制指令，在一个任务周期内，对调用的控制指令执行进行判定，控制指令类型包括sip修改ip、sip修改号码、sip修改密码、sip自动接通、sip初始化、sip reboot、sip获取状态机、sip打电话、sip接电话、sip挂电话、sip获取对方号码和sip获取注册状态。
24、本专利技术的有益效果：
25、（1）高可靠性和稳定性：can总线采用差分信号传输方式，这种传输方式具有良好的抗干扰能力，能够在矿井等恶劣环境条件下稳定运行；差分信号可以有效抵抗电磁干扰和噪声干扰，确保通信信号的完整性和准确性；can总线还采用了冗余检查和错误恢复机制，能够自动检测和纠正通信过程中的错误，进一步提高系统的可靠性；这种机制保证了在通信过程中即使出现短暂的干扰或错误本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于CAN总线的矿用SIP网络电话通信系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于CAN总线的矿用SIP网络电话通信系统，其特征在于：所述矿用车载终端与语音扩播器之间的数据传输，具体为：
3.根据权利要求1所述的基于CAN总线的矿用SIP网络电话通信系统，其特征在于：所述服务器端与VOIP服务器之间建立有会话通道和媒体流通道，所述会话通道基于SDP协议在矿用车载终端与语音扩播器之间建立会话并传输系统控制命令，媒体流通道基于RTCP协议/RTP协议传输视音频数据。
4.根据权利要求1所述的基于CAN总线的矿用SIP网络电话通信系统，其特征在于：所述软件部分的C/S模式交互具体为：
5.根据权利要求4所述的基于CAN总线的矿用SIP网络电话通信系统，其特征在于：所述SIP协议栈的程序初始化，将服务器IP、客户端IP、鉴权用户名、显示名称、注册密码、设置用户名、是否10s自动接听数据设置全局变量，同时创建SIP主线程、SIP超时线程、本地来电响铃线程和远端去电振铃线程。
6.根据权利要求5所述的基于CAN总线
7.根据权利要求5所述的基于CAN总线的矿用SIP网络电话通信系统，其特征在于：所述SIP主线程中，先进行SIP状态初始化、SDP状态初始化、UDP初始化、SIP注册初始化、SPEEX算法初始化之后进入状态机循环，循环中先进行SIP注册功能，未注册成功时5秒注册一次，注册成功后5分钟注册一次，未注册上会注册几次之后不快速注册防止SIP服务器保护机制触发，之后进行SIP心跳发送功能，注册状态机变为注册之后，每60s主动向服务器发送OPTION心跳，之后通过SDP/UDP协议获取服务器数据查询、拨号动作、挂断动作改变状态机状态。
8.根据权利要求1所述的基于CAN总线的矿用SIP网络电话通信系统，其特征在于：所述矿用车载终端将PCM语音数据与SPEEX语音数据进行编解码转换，具体步骤为：
9.根据权利要求1所述的基于CAN总线的矿用SIP网络电话通信系统，其特征在于：所述客户端进行SIP语音电话功能，首先执行SIP配置初始化和服务器注册，根据任务周期执行循环判定，获取SIP注册状态和SIP状态机状态，SIP状态机包括挂断空闲状态、打出电话、呼入电话和接通电话，通话状态下执行SIP语音CAN帧和TCP消息的收发，间隔200ms获取SIP状态机状态。
10.根据权利要求9所述的基于CAN总线的矿用SIP网络电话通信系统，其特征在于：通话状态下执行SIP语音CAN帧和TCP消息的收发，具体为：多个SIP控制命令共同触发时，会依次填入缓存区，顺序执行SIP控制指令，在一个任务周期内，对调用的控制指令执行进行判定，控制指令类型包括SIP修改IP、SIP修改号码、SIP修改密码、SIP自动接通、SIP初始化、SIP Reboot、SIP获取状态机、SIP打电话、SIP接电话、SIP挂电话、SIP获取对方号码和SIP获取注册状态。
...【技术特征摘要】
1.一种基于can总线的矿用sip网络电话通信系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于can总线的矿用sip网络电话通信系统，其特征在于：所述矿用车载终端与语音扩播器之间的数据传输，具体为：
3.根据权利要求1所述的基于can总线的矿用sip网络电话通信系统，其特征在于：所述服务器端与voip服务器之间建立有会话通道和媒体流通道，所述会话通道基于sdp协议在矿用车载终端与语音扩播器之间建立会话并传输系统控制命令，媒体流通道基于rtcp协议/rtp协议传输视音频数据。
4.根据权利要求1所述的基于can总线的矿用sip网络电话通信系统，其特征在于：所述软件部分的c/s模式交互具体为：
5.根据权利要求4所述的基于can总线的矿用sip网络电话通信系统，其特征在于：所述sip协议栈的程序初始化，将服务器ip、客户端ip、鉴权用户名、显示名称、注册密码、设置用户名、是否10s自动接听数据设置全局变量，同时创建sip主线程、sip超时线程、本地来电响铃线程和远端去电振铃线程。
6.根据权利要求5所述的基于can总线的矿用sip网络电话通信系统，其特征在于：所述本地来电响铃线程初始化完成，判断是否处于主机来电响铃状态，如果处于响铃状态则响铃，否则不执行响铃；所述远端去电振铃线程初始化完成，判断是否处于远端去电振铃状态，如果处于振铃状态则振铃，否则不执行振铃。
7.根据权利要求5所述的基于can总线的矿用sip网络电话通信系统，其特征在于：所述sip主线程中，先进行sip状态初始化、sdp状态初始化、udp初始化、si...
【专利技术属性】
技术研发人员：王诗翱，吴岩明，张吉祥，吕小强，孙旭峰，邱双江，包翔宇，蒋伟，陈晓晶，贾文琪，韩朝晖，单成伟，程刘胜，谭韦君，边晨，夏毅，
申请(专利权)人：天地常州自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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