【正文】 可視云對(duì)講機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案1可視云對(duì)講系統(tǒng)發(fā)展及背景目前大多數(shù)小區(qū)內(nèi)的安防等系統(tǒng)還是采用模擬線路，以可視對(duì)講系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，當(dāng)前可視對(duì)講行業(yè)中的主流是模擬可視對(duì)講系統(tǒng)，其采用模擬技術(shù)傳輸音視頻信號(hào)，一般普遍采用總線技術(shù)共用線路傳輸信號(hào)。這種技術(shù)體系存在以下主要問(wèn)題。a) 抗干擾能力差，由于干擾，時(shí)常出現(xiàn)沒(méi)有信號(hào)或圖像、聲音不清晰等現(xiàn)象；b) 傳輸距離受限，模擬信號(hào)容易衰減和失真，距離遠(yuǎn)時(shí)要加放大器，且不說(shuō)聯(lián)網(wǎng)成本增加，也不能確保信號(hào)的還原性；c) 采用總線技術(shù)占線情況特別多，因?yàn)橥粭l總線上只允許兩點(diǎn)間通話；d) 功能單一，除支持簡(jiǎn)單的信息發(fā)布功能外，主要僅限于通話、開(kāi)鎖等功能，設(shè)備使用率較低；e) 由于技術(shù)上的原因，產(chǎn)品升級(jí)或擴(kuò)充有較大的局限性；f) 行業(yè)缺乏標(biāo)準(zhǔn)，不同廠家的產(chǎn)品不能互聯(lián)，很難和其它弱電子系統(tǒng)集成；g) 布線工程量大，服務(wù)成本高，不能融入小區(qū)綜合網(wǎng)。鑒于模擬可視對(duì)講的諸多不足，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性及擴(kuò)展性，因此無(wú)法滿足用戶日益增加的功能需求。若是利用小區(qū)綜合網(wǎng)實(shí)現(xiàn)純數(shù)字的可視對(duì)講系統(tǒng)，所有的室內(nèi)機(jī)、門(mén)口機(jī)、管理機(jī)等終端設(shè)備都采用TCP/IP技術(shù)，結(jié)合當(dāng)前最新的數(shù)字音視頻壓縮技術(shù)、DSP技術(shù)、流媒體及網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。就能夠很好的解決模擬可視對(duì)講系統(tǒng)中的許多難題。本方案重點(diǎn)研究了如何將基于SIP協(xié)議的多媒體傳輸應(yīng)用在小區(qū)的可視對(duì)講系統(tǒng)中，并基于小區(qū)的綜合網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的信令控制及信令控制下的文本、音頻、視頻等多媒體信息的傳輸。小區(qū)綜合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以為用戶提供物業(yè)信息發(fā)布、個(gè)人物業(yè)查詢、可視對(duì)講、音視頻點(diǎn)播、資訊查詢、安防報(bào)警、家居控制等眾多的功能。主要用在現(xiàn)代化的智能小區(qū)中。而其中的可視對(duì)講系統(tǒng)是智能小區(qū)的一項(xiàng)智能安全防范措施，提供訪客與住戶之間的雙向可視對(duì)講，通過(guò)語(yǔ)音和圖像的雙重識(shí)別來(lái)提高安全可靠性。除了提供傳統(tǒng)對(duì)講系統(tǒng)的對(duì)話與開(kāi)鎖功能外，該中網(wǎng)可視對(duì)講系統(tǒng)還可提供許多擴(kuò)展功能，如戶戶通話、物業(yè)信息發(fā)布、訪客留影、電子相冊(cè)、視頻監(jiān)控、安防報(bào)警、智能家居控制等。該系統(tǒng)其主要的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：h) 布線簡(jiǎn)單。相對(duì)于總線制傳輸?shù)哪M可視對(duì)講系統(tǒng)，數(shù)字可視對(duì)講系統(tǒng)在布線和安裝調(diào)試方面要方便得多。由于數(shù)字可視對(duì)講系統(tǒng)采用TCP/IP方式傳輸聲音、數(shù)據(jù)及視頻圖像等信號(hào)，因此，一根網(wǎng)線就可以解決所有問(wèn)題，大大簡(jiǎn)化了布線工程，使樓宇對(duì)講系統(tǒng)的安裝和調(diào)試都變得簡(jiǎn)單，施工周期也大大縮短。i) 聯(lián)網(wǎng)功能強(qiáng)大。當(dāng)所有信號(hào)數(shù)字化之后，就很容易滿足聯(lián)網(wǎng)需求。數(shù)字可視對(duì)講系統(tǒng)的室內(nèi)機(jī)好比一臺(tái)小型的電腦，既有高性能的CPU，又有DSP數(shù)字處理芯片，強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力使聯(lián)網(wǎng)功能變得強(qiáng)大，為與其他安防子系統(tǒng)集成提供了方便。j) 可擴(kuò)充性好，功能強(qiáng)大。聯(lián)網(wǎng)具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性，它不僅可實(shí)現(xiàn)可視對(duì)講，而且還能實(shí)現(xiàn)多媒體信息發(fā)送、廣播、安防報(bào)警、智能家居、IP可視電話、VOD點(diǎn)播、視頻監(jiān)控、以及增值業(yè)務(wù)等功能。如果接入Internet網(wǎng)，在網(wǎng)上就可對(duì)任何一臺(tái)終端(可視對(duì)講機(jī))進(jìn)行配置、監(jiān)控、遠(yuǎn)程升級(jí)，遠(yuǎn)程抄表等功能。既能滿足傳統(tǒng)可視對(duì)講應(yīng)用，又能提供安防報(bào)警、智能家居控制等多種功能，成為“數(shù)字家庭”的核心樞紐。k) 傳輸距離長(zhǎng)?，F(xiàn)在小區(qū)開(kāi)發(fā)規(guī)模越來(lái)越大，通過(guò)視頻放大器等解決方法，也能夠?qū)鬏斁嚯x延伸到幾公里，但實(shí)現(xiàn)的成本太高。而基于TCP/IP式的可視對(duì)講系統(tǒng)沒(méi)有距離限制，可實(shí)現(xiàn)低成本遠(yuǎn)距離傳輸。l) 綜合成本低，作為技術(shù)領(lǐng)先的數(shù)字對(duì)講系統(tǒng)，單從安裝調(diào)試、布線來(lái)看，采用TCP/IP傳輸方式的要減少一筆不小的投資。同時(shí)，施工周期縮短，節(jié)省了人員開(kāi)支，線材和人工費(fèi)用減少，而且能帶來(lái)增值業(yè)務(wù)，容易維護(hù)，所以，采用數(shù)字可視對(duì)講系統(tǒng)在成本上更具有優(yōu)勢(shì)。2 關(guān)鍵技術(shù)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) SIP協(xié)議在可視對(duì)講系統(tǒng)的信令控制主要指對(duì)系統(tǒng)中室內(nèi)機(jī)、門(mén)口機(jī)、管理中心之間叫的建立、管理、銷毀等操作的控制，這與VoIP中的信令控制十分相似，不同的是樓宇可視對(duì)講系統(tǒng)是基于智能小區(qū)的局域網(wǎng)，而VoIP可以基于整個(gè)互聯(lián)建立通話。所以樓宇可視對(duì)講系統(tǒng)可以采用與VoIP相同的信令控制協(xié)議。(初始會(huì)話協(xié)議)協(xié)議，兩者都是實(shí)現(xiàn)VoIP多媒體應(yīng)用的通信協(xié)議，然而兩者在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、應(yīng)用領(lǐng)域、設(shè)計(jì)風(fēng)格以及發(fā)展向上各有千秋。，包括一系列協(xié)議，各個(gè)不同廠商的多媒體產(chǎn)品和應(yīng)用可以進(jìn)行互相操作，用戶不必考慮兼容性問(wèn)題；而SIP借鑒互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，采用基于文本的協(xié)議，應(yīng)用較為靈活，擴(kuò)展性強(qiáng)。兩者各有側(cè)重。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：a) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：，終端主要為媒體通信提供數(shù)據(jù)，功能比較簡(jiǎn)單，而對(duì)呼叫的控制、媒體傳輸控制等功能的實(shí)現(xiàn)則主要由網(wǎng)關(guān)來(lái)完成。、層次式的控制模式；而SIP采用Client/Server結(jié)構(gòu)的消息機(jī)制，對(duì)呼叫的控制是將控制信息封裝到消息的頭域中，通過(guò)消息的傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此SIP系統(tǒng)的終端就比較智能化，它不只提供數(shù)據(jù)，還提供呼叫控制信息，其他各種服務(wù)器則用來(lái)進(jìn)行定位、轉(zhuǎn)發(fā)或接收消息。這樣，SIP將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的復(fù)雜性推向了網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備，因此更適于構(gòu)建智能型的用戶終端。SIP系統(tǒng)體現(xiàn)的是一種分布式的控制模式。b) 應(yīng)用領(lǐng)域：(ITU)的標(biāo)準(zhǔn)，從這點(diǎn)上看。而且，已經(jīng)日趨完善，；SIP的出發(fā)點(diǎn)是想以現(xiàn)有的Internet為基礎(chǔ)來(lái)構(gòu)架IP電話業(yè)務(wù)網(wǎng)。因此，它是一個(gè)分散式的協(xié)議，將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的復(fù)雜性向網(wǎng)絡(luò)邊緣推，SIP需要相對(duì)智能的終端。對(duì)于用戶終端是非智能終端的場(chǎng)合，也可以使用SIP作為呼叫信令，但這將大大削弱SIP特有的優(yōu)勢(shì)，因此SIP更適用于智能用戶終端。c) 發(fā)展方向：目前。整個(gè)IP電話系統(tǒng)只是把IP網(wǎng)絡(luò)作為傳輸媒介，在用戶的接入上還是采用電路交換系統(tǒng)。同時(shí)。從應(yīng)用的規(guī)模上說(shuō)，在現(xiàn)實(shí)的電信運(yùn)營(yíng)中，；與此同時(shí)，考慮到在下一代網(wǎng)絡(luò)中，由于IP產(chǎn)品和IP網(wǎng)關(guān)將在網(wǎng)絡(luò)中得到大規(guī)模使用和集成，使得端到端都可以采用護(hù)，以實(shí)現(xiàn)純IP的業(yè)務(wù)應(yīng)用。而基于純IP的SIP借鑒了HTTP(超文本傳輸協(xié)議)和SMTP(簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并具有可擴(kuò)充性和可擴(kuò)展性。此外，SIP還提供良好的QOS(服務(wù)質(zhì)量)支持。對(duì)于NGN在IP網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)VoIP和多媒體通信來(lái)講，SIP在全面滿足NGN特性要求的應(yīng)用上具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，必將成為下一代網(wǎng)絡(luò)VoIP的重要解決方案。 音視頻實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)可視對(duì)講的聲音和圖像是實(shí)時(shí)播放和顯示的，可以采用實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議(RTP)來(lái)保證音視頻的實(shí)時(shí)傳輸。RTP為數(shù)據(jù)提供了具有實(shí)時(shí)特征的端對(duì)端傳送服務(wù)。RTP本身并沒(méi)有提供按時(shí)發(fā)送機(jī)制或其它服務(wù)質(zhì)量(QOS)保證，它不能保障包不丟失地和有序地到達(dá)接收端，也不確定底層網(wǎng)絡(luò)的可靠性。它依賴于低層服務(wù)去實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程。RTP實(shí)行有序傳送，RTP中的序列號(hào)允許接收方重組發(fā)送方的包序列，同時(shí)序列號(hào)也能用于決定適當(dāng)?shù)陌恢?。RTCP負(fù)責(zé)管理傳輸質(zhì)量在當(dāng)前應(yīng)用進(jìn)程之間交換控制信息。在RTP會(huì)話期間，各參與者周期性地傳送RTCP包，包中含有已發(fā)送的數(shù)據(jù)包的數(shù)量、丟失的數(shù)據(jù)包的數(shù)量等統(tǒng)計(jì)資料。因此，服務(wù)器可以利用這些信息動(dòng)態(tài)地改變傳輸速率，甚至改變有效載荷類型。RTP和RTCP配合使用，能以有效的反饋和最小的開(kāi)銷使傳輸效率最佳化，故特別適合傳送網(wǎng)上的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。 音視頻同步技術(shù)在模擬可視對(duì)講系統(tǒng)中，聲音和圖像都是經(jīng)過(guò)專線傳輸?shù)綄?duì)端的，因此音頻和視頻是連續(xù)的，不存在音視頻不同步的問(wèn)題；而在數(shù)字可視對(duì)講系統(tǒng)中，由于音頻、視頻和其他控制信號(hào)都是通過(guò)同一根網(wǎng)線進(jìn)行傳輸，音頻和視頻流是不連續(xù)的，由于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难訒r(shí)或丟包現(xiàn)象，在可視對(duì)講的過(guò)程中，就有可能造成聲音和圖像不能同步播放和顯示，這將極大地影響通信的質(zhì)量，因此，必須采取一定的措施來(lái)保證音頻和視頻的同步播放。數(shù)字可視對(duì)講中音視頻同步的解決方案一般有兩種：發(fā)送端控制和接收端控制。發(fā)送端控制的方法較為簡(jiǎn)單，具體思想是在發(fā)送端將一段時(shí)間內(nèi)采集到的音頻和視頻數(shù)據(jù)打成一個(gè)包，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)浇邮斩撕?，接收端將包中的音頻和視頻數(shù)據(jù)取出來(lái)分別播放或顯示就可以了。這種方法實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較簡(jiǎn)單，但如果若對(duì)聲音和圖像的質(zhì)量有較高的要求時(shí)，這種方法的效果就不是很理想，因?yàn)槁曇艉蛨D像的質(zhì)量越高，則采集后的音視頻包就越大，在經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸后，就可能造成聲音和圖像的不連續(xù)。接收端控制一般是采用時(shí)間戳的方式。時(shí)間戳一般包括開(kāi)始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間。首先要選定一個(gè)參考時(shí)鐘(要求參考時(shí)鐘上的時(shí)間是線性遞增的)，生成數(shù)據(jù)流時(shí)依據(jù)參考時(shí)鐘給每個(gè)數(shù)據(jù)包打上時(shí)間戳；在播放時(shí)，讀取數(shù)據(jù)包中的時(shí)間戳，同時(shí)參考當(dāng)前參考時(shí)鐘的時(shí)間來(lái)安排播放：如果數(shù)據(jù)包時(shí)間戳的開(kāi)始時(shí)間大于當(dāng)前參考時(shí)鐘的時(shí)間，則暫時(shí)不播放該數(shù)據(jù)包，直到當(dāng)前參考時(shí)鐘達(dá)到該數(shù)據(jù)包的開(kāi)始時(shí)間；若該數(shù)據(jù)包時(shí)間戳的開(kāi)始時(shí)間小于當(dāng)前參考時(shí)鐘的時(shí)間，則“盡快”播放該數(shù)據(jù)包，或?qū)⒃摂?shù)據(jù)包“丟棄”，以便能趕上當(dāng)前的播放進(jìn)度。 語(yǔ)音壓縮技術(shù)IP網(wǎng)絡(luò)電話中的話音處理主要解決兩個(gè)問(wèn)題。一是在保證一定話音質(zhì)量的前提下盡可能降低編碼比特率，二是在IP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下保證一定的通話質(zhì)量。前者主要是話音編碼技術(shù)，包括靜音檢測(cè)；后者包括分組丟失補(bǔ)償和回波抵消技術(shù)。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化委