摘要：现代调度指挥体系正在企业逐渐遍及，怎么运用原有调度设备和网络滑润晋级是一个值得重视的问题，运用多媒体调度终端是一个较好的处理计划。介绍了整机硬件电路组成和作业原理，给出了软件层次架构，说明晰选用的关键技能。本终端无须改动现有网络结构和添加额定设备，即可高功率、高质量的传送调度指挥信号。
关键词：调度体系;多媒体通讯;视频编解码
调度指挥是安全出产办理中不行短少的环节，传统调度指挥是依据语音信号传送，而现代调度指挥有必要是依据多媒体信号传送。为合作完结现代调度指挥，习惯安全出产办理形势发展的新要求，需开发研制新一代多媒体调度指挥体系和终端。
多媒体调度指挥体系是指在保存传统调度机调度功用的基础上，完结语音指挥、数据传送、视频会议、视频监控等多媒体方法的操作功用。不管在功用方面仍是在扩容性方面，均具有传统调度体系无法比拟的先进性，整个体系未来还能够向下一代通讯网络(NGN)进行滑润过渡，终究完结交融调度指挥体系。
1 调度技能发展现状
传统调度方法是依据PSTN话音网，以TDM电路交流为主，只能供给64k事务，并且事务和操控都由数字程控交流机完结。现在，这种传统调度方法还在各个职业的调度范畴中广泛运用。可是，跟着职业信息化程度的不断提高，用户对事务的需求已不再局限于根本的语音和低速的数据事务，用户期望能够经过各种终端，在任何地址、任何时刻都能够完结高速接入方法，享用个性化、多媒体、综合性的事务服务。因而，各行各业均已开端对传统PSTN调度设备进行更新改造。少部分对信息化需求较为火急的企业，现已开端将PSTN设备悉数替换，直接选用依据IP网络的交融调度方法;但大部分资金尚不富余的企业，则选用逐渐代替战略，即恰当添加新技能设备，一起运用原有网络与设备，完结多媒体调度方法。
多媒体调度方法不光支撑传统的电话呼叫和会议等语音通讯方法，还能够经过体系向终端发布指令音讯，并能够经过摄像头、电子眼等各种专用终端完结视频和图片的收集，一起完结数据的上传和下载，处理了以往调度过程中的“只闻其声，未见其人”的问题，使调度指挥员能够实时把握出产现场的第一手资料，并能够依据现场视频、采样数据等进行精确的判别并做出决议计划。此外，经过多媒体调度方法，用户还能够将各种事务运营软件体系与多媒体调度指挥体系对接，完结数据主动处理，并能够依据预案主动进行调度信息发布。多媒体调度指挥体系还能够依据需求，经过数据收集器衔接各种传感器、操控器等设备，完结指挥操控的主动化。
由于多媒体调度是依据IP网络，这就具有了与各种通讯网络进行交融的条件。因而，多媒体调度体系可逐渐完结与IP、PSTN、GSM、3G、WiFi、模仿集群，数字集群等多种通讯网络的无缝交融，保证用户在杂乱环境下的通讯晓畅。完结交融调度通讯，除了需求具有较强的技能实力之外，多种通讯设备和产品之间的交融也较为重要。因而，对供货商的产品提出了更高要求。由于全体计划的杂乱性，并且供货商需求
依据职业客户的实践需求进行定制研制，包括软件体系的对接等方面。因而，现在真实意义上具有交融调度通讯才能的企事业单位还较少。
多媒体调度指挥体系中运用的关键设备首要是多媒体调度终端，它选用先进的数字信号处理器技能，包括视频的编码、解码以及图画显现、语音传输等悉数实施数字化处理。传统调度方法中，用户桌面一般要放置两个终端设备，一个是电话机，用于衔接语音调度指挥体系;另一个是视频监控电脑，用于衔接视频监控体系。本文提出的多媒体调度终端能够替代这两个设备，运用现有电话线和网线，实时传送语音信号、数据信号和视频信号，能够高效、高质量地完结安全出产应急办理的调度指挥。
2 硬件电路组成
多媒体调度终端的整机电路分为收集单元、显现单元、语音单元、网络单元和电源单元五部分，如图1所示。收集单元用于音视频信号的收集、数字化紧缩编码，包括摄像头、视频收集板和数字图画编码板等电路和器材;显现单元用于视频信号的恢复和显现，包括LCD显现屏、显现板、数字图画解码板等电路和器材;语音单元用于双向和多方通话，包括语音板、咪头、扬声器、手柄、键盘等话机电路和器材;网络单元包括1个以太网交流机，以及1个外部网口和2个内部网口，作业在全双工方法，能一起连通多对端口，使每一对彼此通讯的端口都能象独占通讯媒体那样无冲突地传输数据;电源单元用于向各单元电路分配电源，包括电源分配、电源操控等电路。
语音信息经语音单元抽样、量化、编码后，经过电话线传送到数字程控交流机，一起送到数字图画编码板。现场视频信息由摄像头收集，与语音信息一起经数字化紧缩编码后，经过网络接口以IP包方法传送到调度中心的视频服务器。在反方向，来自视频服务器的IP包经网络接口送至数字图画解码板进行解紧缩，变成模仿视频信号后，再送到LCD显现屏进行图画显现。由此能够完结点对点视频通话、点对点监控、多组多点视频会议等功用。
在多媒体调度体系中，语音信号与视频信号是别离的，走不同的通道。语音信号走电话线，进入调度指挥体系的电话交流主机，在电话交流主机内进行语音交流和多方会议的混音;视频和数据信号走IP网络，在多媒体调度体系的视频服务器中进行数据交流。别的，在多媒体调度终端内，语音和视频信号是一起紧缩和编码的，编码后的数据在视频服务器内可进行录音录像。这种方法是多媒体调度体系和本终端的重要特色，它既保证了多媒体调度体系内语音的质量和接连性，又保证了视频流和传感器数据的大数据传输。
3 软件层次架构
本终端电路参照H.323结构性规范，选用IP、TCP/UDP、RTP、RTCP、H.264等协议族。
网络层选用IP协议，担任两个终端之间的数据传输，由于选用无衔接的数据包，网络将依据IP地址把数据送到对方，但不保证传输的精确性。
在IP上层的传输操控协议TCP能保证数据牢靠传送，发现误码就从头发送，因而，对误码率要求高的数据传送能够选用TCP协议，但在实时性要求较高的运用场合，则不适用;此刻，应运用用户数据报协议UDP。UDP采纳了无衔接传输方法，它的协议简略，能够用于音视频的实时信息流。由于较少的等候时刻对实时信息传输而言，比误码纠正更为重要，因而，传输时如果有误码，则把该包丢掉，对实时音视频而言，丢掉少数带有过错的信息包并不影响视听的作用;别的，每个UDP包均加上一个包括时标和序号的报头，在接纳端配以恰当的缓冲，那么它就能够运用时标和序号信息“恢复、再生”数据包，记载失序包，同步语音、图画和数据，然后改进接纳端接连重放作用。
实时传输协议RTP在UTP的上层，相当于会话层，供给同步和排序服务，对网络的带宽、时延、过失有必定的自习惯性，其数据包头中包括一些操控信息，以保证实时的数据传送。
RTP上面的实时操控协议RTCP首要用于监督带宽和延时，它定时将包括服务质量信息的操控信息包分发给一切通讯节点。一旦所传送的多媒体信息流的带宽发生变化，接纳端当即告诉发送端，改动识别码和编码参数。
视频信息的编解码选用H.264规范。H.264是一种高性能的视频编解码技能，其编码算法具有十分高的编码功率，在相同图画质量条件下，能够比H.263/MPEG-2节省50%左右的码率，并且能够在低码率情况下供给接连、流通的高质量图画;此外，网络习惯性强，可在不同网络上传输。H.264的编解码流程首要包括5个部分：帧间和帧内猜测、改换和反改换、量化和反量化、环路滤波、熵编码。
4 关键技能
多媒体调度终端中选用的关键技能首要体现在数字图画编码板和解码板上。数字图画编码板的电路原理如图2所示，其间包括数字信号处理器、视频解码器、音频解码器、以太网操控器、网络阻隔变压器、FLASH存储器、DRAM存储器、开关型稳压电源等;数字图画解码板的电路原理根本同图2所示，仅仅其间没有音频解码器，并且视频解码器替换为视频编码器(SAA7121)。下面要点介绍数字图画编码板电路。
4.1 数字信号处理器
数字图画编码板电路中的中心器材是数字信号处理器，即DSP。这儿选用Blaekfin产品宗族中的ADSP BF561处理器作为DSP，该器材内部包括两个独立的处理器核，每个处理器核包括有2个16位MAC，2个40位ALU，4个8位视频ALU，以及1个40位移位器。
ADSP BF561的双核处理器彼此独立，因而，规划时能够依据运用分配两个处理器内核的使命，并且两个内核在履行指令上是相同的。两个处理器内核能够别离用于运转嵌入式操作体系和信号处理。
ADSP BF561把存储器视为一个一致的4GB地址空间，运用32位地址。一切资源，包括内部存储器、外部存储器和I/O操控寄存器，都占有公共地址空间的各自独立的部分。此地址空间的各部分存储器按分级结构摆放，以供给高的性能价格比。内部存储器分为L1和L2两部分，经过外部总线接口单元(EBIU)，外部存储器能够由FLASH、DRAM和SRAM进行扩展，能够拜访多达768MB的物理存储器。存储器的DMA操控器供给高带宽的数据传输才能，能够在内部L1/L2和外部存储器空间之间完结代码或数据的块传输。
ADSP BF561接口便利、功用强大，并具有易于操控的两个视频输入/输出口，可支撑ITU—R656视频数据格局，一起包括有可便利运用的DMA操控器和UART接口，以及数量很多的GPIO。
ADSP BF561供给可直接与并行A/D和D/A转化器、视频编码器和解码器以及其它通用外设衔接的并行接口(PPI)。PPI包括1个专用时钟引脚、多达3个帧同步引脚和多达16个数据引脚。在ITU—R656视频数据格局下，PPI供给8或10位视频数据的半双工、双向传输。
ADSP BF561除了包括满意典型体系的外设接口外，还包括用于各种音频、视频和调制解调编解码功用的高速串行和并行端口。ADSPBF561供给的用于高端消费类音频产品的串口(SPORT)具有两个发送和接纳通道，以支撑I2S数据格局。本电路中运用SPORT完结DSP与语音板的通讯。
4.2 视频解码器
在数字图画编码板电路中，从视频收集板传送过来的模仿视频信号需转化成为契合ITU—R656规范的数字信号(即A/D解码)，才可便利地运用DSP来进行数字信号紧缩处理。本电路选用美国TI公司的超低功耗TVP5150芯片来对模仿视频信号进行A/D转化。
TVP5150是一颗运用简易、超低功耗、封装极小的数字视频解码器。运用单一14.31818MHz时钟就能够完结PAL/NTSC/SECAM等多种制式的解码，能够接纳两路复合视频信号(CVBS)或一路S—Video信号。经过单片机I2C总线设置内部寄存器，调整图画参数(如色彩、对比度、亮度、饱和度和锐度等)，挑选信号AIP1A和AIP1B输入到内部;AGC电路使得芯片能够支撑最高1.5 Vp—p的信号电压，并使输入信号到达ADC的最大量程，9位的ADC按内部PLL时钟输出像素数据;转化后的数字信号经过梳状滤波器进行Y、C别离，再进一步别离成U、V信号，终究经过格局转化输出契合ITU—R656规范的、内嵌同步信号的8位数字视频信号。
4.3 音频解码器
音频解码器AIC23B首要完结模仿信号收集、滤波、A/D转化等功用。AIC23B是美国TI公司推出的一款高性能的立体声音频编解码芯片，支撑MIC和LINE IN两种输入方法，且对输入和输出都具有可编程增益调理。AIC23B选用先进的Sigma—delta过采样技能，可在8K到96K频率范围内供给16 bit、20 bit、24 bit和32 bit的采样，内部ADC和DAC的输比出信噪比别离能够到达90 dB和100 dB。
AIC23B具有11个可编程操控的寄存器，经过不同的设置，能够改动芯片的作业状况。AIC23B与DSP的接口有两个：一个是操控口，用来设置芯片的作业状况;另一个是数据口，用来传输A/D转化后的数据以及等候D/A转化的数据。操控接口具有两种作业方法，别离为3线制的SPI方法和2线制的I2C方法，由MODE引脚进行挑选：当MODE=0时挑选I2C作业方法，当MODE=1时挑选SPI作业方法，本电路选用I2C方法。A%&&&&&%2 3B的数据接口有4种作业方法，别离为左对齐形式、右对齐形式、J2S形式和DSP形式，本电路选用DSP形式。
5 结束语
本终端依据现有的语音调度交流网络规划，无须改动现有网络结构，语音信号保持在现有的电路交流网络上，在保证不丢失现有调度功用的一起，经过计算机网络线附加供给明晰流通的视频图画。视频调度功用内置于本终端，无须外挂额定的设备就能够完结点对点的视频通讯。带宽要求低，选用H.264视频编解码技能，针对视频传输同步进行优化，保证了在各种带宽环境下给用户供给高明晰、全动态、全实时的图画。本终端已实践运用于一些大型冶金企业。
