CN101277199A - 自动部署嵌入式ip-pbx及其通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以自动配置终端设备的嵌入式IP－PBX系统，其特征在于该系统包括：主控制模块、媒体网关模块、网络模块、存储模块、信号控制模块、电源模块和串口通信模块。本发明还提供基于该嵌入式IP－PBX系统的通信方法。本发明的有益效果在于：终端节点设备与IP－PBX系统通过网络连接，兼容传统PSTN信号，支持多种通信协议，支持多种语音编解码方式，可以实现多种编解码方式的转换，方便的管理方式，灵活的配置，提供丰富的扩展功能，高可靠性低成本设计，使用低功耗嵌入式处理器的硬件平台，大大降低了硬件成本。

Description

自动部署嵌入式IP-PBX及其通信方法

技术领域

本发明是涉及VOIP(Voice Over Internet Protocol，基于IP网络的语音传输)语音通信领域，尤其涉及一种以uClinux为系统操作平台，采用分组交换技术进行通信的技术领域。

背景技术

传统的PSTN(Public Switched Telephone Network，公共交换电话网)是以电路交换为基础，通过模拟线路来传送语音信号。PSTN网络主要由PBX(Private Branch Exchange，专用交换机)、传输系统和通信终端组成，并通过创建独立的电路通道进行呼叫建立、保持和拆除。由于其呼叫控制和媒体传输都与物理通道紧密结合，这样虽然可为用户提供良好的语音质量，但是不利于业务扩展，而且维护成本昂贵。

PSTN已经存在100多年的历史，直到今天它仍是很多国家电信网络中的主要承载网络。PSTN具有电路交换网络的显著特点：在两个终端互相通信的时候，建立一条实际的物理链路，在通信中始终占用这条线路，不允许其它终端共享该链路。PSTN以面向连接的方式实现通信，通过信令系统建立物理连接通道，在后续的通信过程中，始终占用该通道直到通话结束。

PSTN建立起呼叫连接后后，电话传送的语音信号是没有经过压缩波形编码PCM格式，语音编码和交换速率为固定64kbit/s。这种网络是一次接续后传输长报文的通信，其最大优点在于：由于是面向连接的服务，所以具有良好的服务质量(QoS，Quality of Service)保证；实时性强，延迟极低。因此，在相当一段时间内，PSTN仍将是提供实时电话业务的基本技术手段。

但是，电路交换网络中也具有一些致命的弱点。首先，呼叫独占资源。PBX需要为每个呼叫/连接维持大量的呼叫/连接状态信息，并为每一种业务制定带宽。而这对于未来以突发的非对称的数据为主的业务而言，传输和交换效率低，成本较高。当数据业务量不大时，这种状态还可以容忍。当网络的业务量以数据为主时，这种低效率状态将变得无法容忍。特别对于大量的只需极短连接时间的数据应用(如网上浏览)，如果也要求网络节点对这些只有极短寿命的连接也完成常规的连接建立和拆线工作，网络节点的工作负荷将无法承受，网络的扩展性将大大受限。此外，PSTN的计费系统较为复杂，交换机之间互通性问题严重。而且，最关键的是，传统的PBX将传送交换、呼叫控制以及业务和应用功能结合进单个昂贵的交换机，是一种垂直集成的、封闭的以及单厂家专用的系统结构。新业务的开发也以专用设备和专用软件为载体，导致开发成本高，时间长，无法适应快速变化的市场环境和多样化的用户需求。因此，开发新一代的可持续发展的电信网络已成为电信界的共同心愿。

随着宽带移动通信网和IP技术的成熟和发展，VOIP技术以其经济、高效和超时代的特点，得到了迅猛的发展。正是由于它符合时代的发展方向，秉承了三网融合的理念，目前已成为数据和语音通信中最有竞争力的技术之一。现阶段，我国电信正处于快速发展时期，IP电话具有巨大的发展空间；同时，家庭网络的兴起也需要VOIP技术的支持，通过IP网络传递语音、视频信号必将成为今后IP网络应用发展的趋势。

VOIP是一种数字电话技术，是技术创新的一种通信服务业务。它把语音、压缩编码、打包分组、分配路由、存储交换、解包解压等交换处理在IP网或互联网上实现语音通信。它促进了网络资源利用，降低语音业务成本。因此在全球范围内得到了迅速的发展，可以说是当仿世界上发展最快、普及最快的一门应用服务技术之一，也是计算机网络界关注的热点之一。

VOIP传输过程可分为语音数字化、信号编码分组、信号打包传送、解包及解压缩过程及数字语音模拟化五个过程。

语音信号数字化：语音信号是模拟波形，通过IP方式来传输语音，首先要对语音信号进行模拟数据转换，也就是对模拟语音信号进行量化，然后送入到缓冲存储区中。数字化可以使用各种语音编码方案来实现，目前采用的语音编码标准主要有G.711、G.723、G.729等。

信号编码分组：语音信号进行数字编码以后，下一步就要对语音包以特定的帧长进行压缩编码。编码后，压缩的帧合成一个压缩的语音包送入网络处理器。网络处理器为语音添加包头、时标和其它信息后通过IP网络传送到另一端。语音网络简单地建立通信端点间的物理连接，并在端点间传输编码信号。IP网络不会形成连接，而要求把数据放在可变长的数据报或分组中，然后给每个数据报附带寻址和控制信息，并通过网络发送。

信号打包传送：信号(数据)被压缩后，就需要对它进行打包，加进一些协议信息。在收集语音数据的处理过程中需要一些存储时间，因为将语音数据发送到IP网络之前必须先收到一定数量的语音数据。在对信号进行编码及压缩过程中，也需要一定的时间来对数据进行存储，从而也产生了一定的时间延迟。

协议信息被加入包中是为了更好地保障完成数据的传输过程。由于IP协议是为各种不同的网络互联而设计的，与专用网相比它含有许多复杂的处理过程，它要求将一个包封装到另外一个包中，而且数据在传输的过程中还要经过再打包、重寻址和重新封装等过程。

解包及解压缩过程：当每个包到达目的地主机(网关、服务器或用户计算机终端)时，要检查该包的序号并将其放到正确的位置，然后用一个解压缩算法来尽量恢复原始信号数据，这时通过利用时钟同步及时延处理技术来填充由发送端处理过程中导致的空缺。由于各个包在传输过程中经过了不同的路由，所以它们到达目的地的顺序有很大差别，因此接收端要将先达到的包放到存储器里一段时间以后等待后达到的包，等待时间的长短要根据网络的拥塞情况而定。

数字语音模拟化：按Internet传统纠错机制，接收端如果收到错误的数据包就将其丢弃并请求重传，因此用户最终收到的数据跟原始发送的数据是完全一样的。由于IP电话业务是一种对时间敏感的业务，不能使用重传机制，这就需要专用的检错和纠错机制来再造声音和填补空隙，需要接收端存储接收到一定数量的语音数据，然后使用一种复杂的算法来“猜测”丢失包的内容，产生新的语音信息，从而提高通信的质量。因此，接收端听到的语音并不与发送端讲的语音完全一样。

IP-PBX系统就是一种基于VOIP技术的专用电话系统，这个系统可以完全将话音通信集成到IP网络中，从而建立能够连接分布在全球各地办公地点和员工的统一话音和数据网络。IP-PBX最显著特征是通过电信网和互联网，利用单一设备即可为用户提供语音、传真、数据和视频等多种通信方式。还可以建立中、小型的呼叫中心，并且造价低廉。通过与网络软硬件的充分结合，提高了工作效率，节约了通信成本。重要的是基于VOIP的IP-PBX平台能够根据用户的弹性需求，灵活自如地添加符合行业应用规范的功能，如在酒店的客房放置一台IP电话终端，除了基本的通话功能外，还可以触摸式查询酒店的各种服务信息、城市的旅游交通图；在医院的病房里放上一个智能IP电话终端，即可以实现无限制IP通话，还可以提供用药提醒、病历查询等等附加的医疗服务。这些功能的增加，仅仅只需要软件的升级，而无需更换硬件设备，避免用户增加投资的负担，扩展更加灵活容易。

与传统PBX相比，IP-PBX的优势明显：首先，IP-PBX将数据网络和话音技术有效地结合在一起，网络话机和语音网关通过IP网络注册上IP-PBX后即可实现免费通话，而IP-PBX还带有数量不等的电话模拟接口，可以连接传统固定电话网络(PSTN)，实现两个网络上的终端用户互通，这样企业既可保留原有固定电话号码，又可通过部署网络话机满足未来扩容的需要。其次，IP-PBX是构建新一代呼叫中心的理想平台，能为来自电话网和互联网上的用户提供服务，也可方便地提供异地座席，使中小型用户能拥有低成本的呼叫中心。再者，基于IP-PBX还方便地开发各种与办公OA及信息化系统相结合的增值应用，如电话录音、语音信箱等等，可以有效提高工作效率，改善客户服务质量。

具体说来，IP-PBX具有以下优点：

1.与传统PBX系统相比，更易于安装和配置：在计算机上运行的软件程序能够充分运用计算机先进的处理能力，任何人都能够安装和配置IP-PBX。而传统PBX系统通常要求安装者接受特殊的系统培训。

2.由于基于网络的配置接口，更容易管理：网络电话系统具有适用于网络的配置接口，使您更容易地对电话系统进行维护和微调。而私有电话系统的接口通常操作复杂，这种设计使得只有电话系统安装者才能有效地使用该接口。

3.呼叫成本降低：透过网络电话服务业者所提供的VOIP服务，你可以享受拨打长途电话或国际电话的费用折扣。同时，这种服务使办公室/分公司之间的语音传输更容易实现使您充分享受无线电话的行动自由性。

4.无需单独电话布线——使用计算机网络即可：网络电话系统允许你将硬件电话直接连接到标准计算机网络端口(这使你能够与邻近计算机共享资源)，也能够将软件电话直接安装到个人计算机上。避免了电话系统安装和维护的烦琐布线，从而使你在添加用户/扩容上获得更大的机动性。如果您刚搬入办公室，在还未安装电话布线的情况下，只用安装计算机网络就可实现通话。

5.无供应商锁定：网络电话系统的开放标准——所有现代网络电话系统大都使用SIP(Session Initiation Protocol，会话初始化协议)协议。这意味着您几乎能够使用任何SIP网络电话或网络电话网关硬件。相反，私有电话系统通常要求私有电话采用指定的硬件，以及私有扩容模块来增加功能性。

6.可升级性：私有电话系统更新换代速度极快，添加更多电话线或扩容通常要求昂贵的硬件升级。有时候你需要全新的电话系统。而网络电话系统便无需如此高的成本：一台标准计算机就能够容易地处理大量电话线和扩容——只需为您的网络添购更多线路便能获得最佳的升级！

7.更优良的客户服务和更高效的生产率：由于呼叫在计算机上运作，使得开发者更容易将其与商业应用程序结合起来。举例来说，来话呼叫能够自动记录呼叫者，通过减少每个呼叫者花费的时间从而极大地改善客户服务并降低费用。而且能够直接进行外向呼叫，用户无需输入电话号码。

8.基于软件的电话更易于使用：基于SIP的软件电话操作简单，使用户能够很容易地掌握所有功能。

9.标准系统包括更多功能部件：由于网络电话系统是以软件为基础的，这使得开发者更容易开发，添加和改进功能和部件。因此，网络电话系统具功能全面，包括自动总机，语音邮件，呼叫排队等。如果将这些功能应用在私有电话系统中，费用将非常昂贵。

10.完善的报告监控功能：网络电话设置将内向和外向呼叫信息存储在服务器数据库中，能够生成功能更为强大的呼叫成本和流量的报告。

11.对当前系统状态和呼叫进行更完善的审查：私有系统通常需要昂贵的费用以监控电话系统当前状况。尽管如此，最佳状态信息也不够全面。而网络电话系统能够让您通过网络流览器自行察看处于对话状态的用户信息。

12.允许用户将电话接入办公室的任何地方：用户可以轻易地移动其电话，将其插到最近的以太网端口，并且还能保持现有的电话号码。

13.允许用户进行漫游：基于因特网的特点，用户能够在世界任何有网络连接的地方进行呼叫。

现有的IP-PBX主要以标准计算机为平台，以软件的形式进行部署，它主要目标客户群是大型公司、运营商等。这样的系统价格昂贵、维护繁杂，不适合中小型公司、企业使用。中小型企业需要体积小、性能优异、维护简单的小型设备。

发明内容

鉴于传统PBX部署、维护困难，本发明的目的在于提供一种基于VOIP技术的嵌入式IP-PBX系统，该系统在实现VOIP语音通信的同时，无缝的兼容传统的PSTN网络，即本系统可以通过系统中的媒体网关模块与PSTN网络连接，从而实现VOIP终端与PSTN网络中的模拟终端的通信，实现多种通信网络的融合。本系统能够实现对新加入网络的终端节点设备的自动部署，使得终端可以自动地被系统识别，同时完成配置。

本发明为实现上述目的采用如下的技术方案：

一种嵌入式自动部署IP-PBX系统，该系统包括：

主控制模块，主要由CPU及其外围电路组成，负责数据处理并控制系统各电路模块协调工作；

存储模块，包括SDRAM模块、NAND FLASH模块、串行外设接口FLASH模块以及MMC/SD模块，用于为所述主控制模块提供数据存储器和指令存储器，同时提供额外的存储器用于个人数据的存储；串行外设接口FLASH模块又称为SPIFLASH模块；

信号控制模块，主要由CPLD构成，用于处理所述主控制模块和所述媒体网关模块之间的信号连接；

媒体网关模块，通过串行外设接口总线、脉码调制接口与所述主控制模块连接，负责传输模拟语音信号以及提供振铃信号，实现对传统公共交换电话网信号的兼容，包括连接电信局的外部交换局模块和连接电话机终端的外部交换站模块，外部交换局模块用于连接公共交换电话网信号，外部交换站模块用于连接模拟终端并提供振铃音；

网络模块，通过地址总线、数据总线、控制总线与所述主控制模块连接，用于实现网络连接；

串口通信模块，实现嵌入式基于IP协议的专用电话交换机系统的串口通信；

电源模块，提供直流稳压电源对系统供电。

比较好的是所述SPI FLASH模块通过串行外设接口总线与所述主控制模块连接，所述NAND FLASH模块和SDRAM模块通过地址总线、数据总线、控制总线与所述主控制模块连接，所述MMC/SD卡模块与所述CPLD连接，所述CPLD通过串行外设接口总线、SPORT总线和GPIO与所述主控制模块连接，并通过串行外设接口总线、PCM接口与所述媒体网关模块连接。

基于所述的嵌入式自动部署IP-PBX系统的通信方法包括如下步骤：

步骤1：系统上电，启动电源使各电路模块处于通路状态；

步骤2：主控制模块从SPI FLASH中读取系统基本配置参数，同时加载操作系统内核，完成对SDRAM模块、NAND FLASH模块的初始化；

步骤3：操作系统加载完成后，加载媒体网关模块，完成对该模块的初始化，使该模块处于等待工作状态；

步骤4：加载MMC/SD卡模块，完成对MMC/SD卡模块的初始化；

步骤5：系统进入等待状态，等待从媒体网关模块进入的呼叫信号或从网络模块进入的呼叫信号；

步骤6：判断所述媒体网关模块是否采集到网络中有呼叫信号，若判断为否，则回到步骤5，若判断为是，转入步骤7；

步骤7：系统执行以下操作：

a.媒体网关模块通知主控制模块有呼叫信号；

b.主控制模块从存储模块中读取系统配置信息；

c.主控制模块处理呼叫信号，将该信号转接给媒体网关模块中的其他FXO、FXS模块，或者转接给网络模块，通过网络将呼叫信号传递给网络中的终端节点设备；

步骤8：终端节点设备注册，当所述终端节点设备接收到呼叫信号后，通过网络或局域网发送一注册信息，该注册信息包含该终端节点设备使用的协议类型信息；

步骤9：注册成功，终端节点设备通过网络向系统发起呼叫请求；

步骤10：网络模块接收呼叫请求，交给主控制模块进行分析处理，同意或拒绝本次通话；

步骤11：通话结束，系统收回分配资源，跳转到步骤5。

更具体的：

所述步骤8终端节点设备注册的过程包括：所述网络模块接收所述注册信息，并传递给所述主控制模块进行分析处理；所述主控制模块将分析处理结果保存到所述SDRAM模块中。

所述步骤10具体过程包括：主控制模块根据不同的协议类型处理数据包，获取发起呼叫终端节点设备信息和目的终端节点设备信息；主控制模块通过网络模块向目的终端节点设备发送呼叫请求；目的终端节点设备接收呼叫请求，选择同意或拒绝本次通话，如果拒绝，转入所述步骤11，如果同意，目的终端节点设备发送数据包给服务器请求建立会话连接；服务器将同意信息转发给发起节点，得到确认为通话分配线路，并根据两终端节点设备的协议结果进行语音编解码的转换。

所述通信方法还包括：当网络中有新的终端节点设备加入时，执行以下操作：新终端节点设备发送获取配置信息的请求；网络模块接收该请求并交给系统分析处理，由系统产生新的配置文件；系统通知终端节点设备配置文件已经生成，可以下载；终端节点设备通过tftp或ftp将配置文件及公共通信录下载到本地，实现终端节点设备的自动部署。

所述终端节点设备是VOIP电话或VOIP软件终端。

本发明提供的嵌入式自动部署IP-PBX系统及基于该系统的通信方法实现了对终端节点设备的自动部署，同时将复杂的IP-PBX系统集成到嵌入式系统中，通过网络供电实现了系统的无源式供电。

本发明的有益效果在于：

1.终端节点设备与系统通过网络连接，可以使用现有的网络布线，避免了二次布线，有利于室内美观。

2.兼容传统PBX，系统提供FXO(Foreign Exchange Office，外部交换局)模块与传统PBX进行通信，可以将电信公司提供的电话信号接入到系统，建立传统电话与网络电话的呼叫，实现传统电信网络与IP网络的融合。

3.支持多种通信协议，包括SIP、IAX、MGCP等协议。

4.支持多种语音编解码方式，可以实现多种编解码方式的转换。

5.方便的管理方式，系统的管理员可以在任何有网络连接的地方，安全可靠地管理系统，友好的Web页面让管理员可以轻松的维护系统，同时管理员也可以通过电子邮件获取当前系统的信息。

6.灵活的配置，用户可以根据需要搭配媒体网关模块，系统提供4-16口的语音模块，可以随意地选择的FXO或者FXS(Foreign Exchange Station，外部交换站)模块。

7.系统提供丰富的扩展功能，如VoiceMail(语音邮件)、IVR(InteractiveVoice Record，交互式语音提示)等。

8.高可靠性低成本设计，使用基于嵌入式处理器的硬件平台，大大降低了硬件成本。

附图说明

图1：本发明嵌入式自动部署IP-PBX系统的应用系统架构图；

图2：本发明嵌入式自动部署IP-PBX系统的模块框图；

图3.1：本发明主控制模块地址和数据总线原理图；

图3.2：本发明主控制模块内存控制接口原理图；

图3.3：本发明主控制模块外围接口原理图；

图3.4：本发明主控制模块可编程接口原理图；

图3.5：本发明主控制模块JTAG接口原理图；

图3.6：本发明主控制模块电源接口原理图；

图4.1：本发明存储模块SDRAM原理图；

图4.2：本发明存储模块NAND FLASH原理图；

图4.3：本发明存储模块SPI FLASH原理图；

图4.4 本发明存储模块MMC/SD原理图；

图5：本发明信号控制模块原理图；

图6：本发明媒体网关模块原理图；

图7：本发明网络模块原理图；

图8：本发明串口通信模块原理图；

图9：本发明电源模块原理图；

图10：本发明工作流程图；

图11：配置文件部署通信流程图；

图12：IP-PBX配置文件部署流程图；

图13：IP-PBX防盗打工作流程图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式进行详细说明。

如图1所示，为本发明嵌入式自动部署IP-PBX系统的应用系统架构图，以太网中连接有嵌入式自动部署IP-PBX(以下简称IP-PBX)、网络终端节点设备(VOIP电话和软件VOIP终端)和控制终端。控制终端可以通过Web页面登陆到IP-PBX上，对IP-PBX系统进行配置。IP-PBX系统兼容传统PBX系统，可以连接传统话机或者电信公司的PSTN信号。

如图2所示，IP-PBX系统包括主控制模块、存储模块、媒体网关模块、电源模块、信号控制模块、串口通信模块、网络模块。其中，存储模块包括SDRAM模块、NAND FLASH模块、SPI FLASH模块以及MMC/SD卡模块，其中，SDRAM模块和NAND FLASH模块通过地址总线、数据总线、控制总线与主控制模块连接，SPI FLASH模块通过SPI总线与主控制模块连接，MMC/SD卡模块与信号控制模块连接，信号控制模块通过SPI总线、SPORT总线和GPIO与主控制模块连接，并通过SPI总线、PCM接口与媒体网关模块连接。媒体网关模块通过SPI总线、PCM接口与主控制模块连接。电源模块提供直流稳压电源对系统供电。

图3为主控制模块的原理图，它是由图3.1的地址和数据总线原理图、图3.2的内存控制接口原理图、图3.3的外围接口原理图、图3.4的可编程接口原理图、图3.5的JTAG接口原理图、图3.6的电源接口原理图所组成。IP-PBX系统的主控制模块主要由CPU及其外围电路组成，由ADI(Analog Devices)公司的16/32位RISC处理器Blackfin532及其外围电路实现。Blackfin532集成了大量的外围设备和存储器接口，最高处理速度高达400MHZ，每秒运算速度最高达到800MMAC(兆次乘法加法运算)，该处理器所采用的微信号体系结构使其集DSP和MCU的功能于一身。它集成了两个16位MAC，两个40位ALU(ArithmeticLogic Unit，算术逻辑单元)，4个8位视频ALU，84K的片上存储，有其中16K字节的指令缓冲，32K字节的指令SDRAM，32K字节的数据缓冲，两个双通道存储DMA(Direct Memory Access，直接存储访问)控制器，SDRAM、SRAM、FLASH等外部存储器控制器，16个GPIO，两个双通道全双工同步串行口，SPI接口，RTC(Real-time clock，实时时钟)，看门狗，3个支持PWM的计数器。

Blackfin532是整个系统的核心，负责这个系统的数据处理和协调其他模块之间的协同工作。主要通过数据总线、地址总线和控制总线，以及SPI、SPORT、GPIO接口与其他模块进行数据传输。

图4为存储模块的原理图，它是由图4.1的SDRAM原理图、图4.2的NANDFLASH原理图、图4.3的SPI FLASH原理图、图4.4的MMC/SD原理图所组成。其中SPI FLASH使用ST公司的M25P20，M25P20集成一个标准的4线SPI总线和改进的25MHz数据传输时钟，工作电源电压2.7V到3.6V，具有深省电功能，使整体功耗达到最低水平。数据保存期限至少20年，存储扇区耐擦写循环10000次。利用分页编程指令，每次可写入存储器1到256字节；擦除操作分为整体擦除和扇区擦除。

NAND FLASH模块使用Samsung公司的K9F2G08U0A，存储容量是128MB×16bit，工作电压为2.7V到3.6V，通过16位数据线进行数据交换，由CL和AL信号线实现指令和地址线的复用，指令、地址和数据都通过拉低WE和CE从I/O口写入到芯片中。NAND FLASH通过数据总线与CPU相连接。

SDRAM模块使用Samsung公司的K4S511632D同步DRAM，容量是8M×16bit×4Banks，SDRAM通过数据总线和地址总线与CPU相连接，SDRAM的控制信号由CPU通过控制总线进行控制。

如图5所示，信号控制模块使用的Xilinx公司的XC9536XL-VQ44 CPLD芯片，该芯片为可编程逻辑芯片。芯片与CPU的SPI和SPORT接口相连接，CPU将通过SPI向信号控制模块串行写入控制命令。通过CPLD内部编程，实现对串行控制命令字的解析。当nCSA拉低的时候，传入的命令是对媒体网关模块的命令；当nCSB拉低的时候，通过SPI传入的控制命令为FXS、FXO模块的选择命令，表示需要选择的通信模块。等待状态下，nCS1~nCS4均为高电平，当第一个端口设备被选中时，nCS1将输出低电平，nCS1将使能第一个端口上连接的语音模块。CPU在某一个时刻只能和一个模块进行通信。CPU通过CPLD实现和MMC/SD卡之间的数据传输，CPU的SPORT接口和CPLD的I/O口相连，SPORT的时钟信号和帧同步信号进过CPLD处理产生新的时钟信号用于驱动MMC/SD，同时SPORT的输出DT1，输入到CPLD后经过CPLD处理产生输出信号BBSDI，然后与MMC/SD模块相连；MMC/SD模块的输出BBSDO与CPLD相连，经过CPLD处理，传送给SPORT的输入DR1。通过CPLD实现了主控制模块、媒体网关模块和MMC/SD卡模块之间的数据交换。

如图6所示，媒体网关模块由FXS模块和FXO模块灵活组合，用户可以根据需要进行定制。FXS、FXO模块分别使用Silicon Laboratories公司的低压CMOS芯片Si3201和Si3215/Si3215M，内部集成了动态电源输出，可软件编辑的线性反馈参数，以及可编程的信号发生和音频处理模块。媒体网关模块通过SPI和PCM接口与主控模块进行通信，SPI接口作为FXS、FXO的控制接口的最高工作频率为16.8MHz，CPU通过SPI接口发送控制命令，以及控制参数；语音数据通过PCM接口传递给主控制模块。

如图7所示，网络模块采用DM9000A芯片作为以太网控制芯片，它具有通用的数据总线接口，10M/100M以太网自适应同能，内置4K双字节静态RAM，完全支持IEEE802.3规格。

如图8所示，串口通信模块提供UART接口用于与PC进行通信，PC可以通过该模块实现对系统的控制和监视。该模块采用Maxim公司的MAX3232EUE芯片，把TTL信号转换为双极性的适用于UART接口的RS-232信号电平。

如图9所示，电源模块使用National Semiconductor公司的LM2596芯片，实现对系统其他模块供电。

如图10所示，系统工作流程如下：首先，上电后，先复位主控制模块，即系统中的CPU，接着主控制模块会自动运行存储模块SPI FLASH上的引导程序，接着，引导程序会加载操作系统内核镜像，并进行操作系统的自举，其中包括对各个驱动设备的初始化工作。最后，操作系统在自举完成后，最后运行系统应用程序。

如图11所示，在终端设备配合下，本系统部署配置文件的流程如下：首先，VOIP终端向IP-PBX发送配置请求，配置请求包被系统的网络模块接收；接着，网络模块模块将该请求包传送到主控制模块进行分析，分析后主控制模块通过网络模块发送确认信息；然后，主控制模块根据配置请求在存储模块SDRAM模块中生成配置文件；再下来，当IP-PBX的网络模块接收到终端的配置文件下载请求后，主控模块分析后，将SDRAM模块中的配置文件通过网络模块发送给终端；最后，IP-PBX收到该次发送的成功或者失败的信息，完成该次通信。

如图12所示，IP-PBX配置文件部署流程如下：首先，系统初始化完成，监听网络模块是否有请求，如果没有，将持续监听，如果监听到请求，发送对该请求的确认，通知终端设备收到请求，系统生成配置文件并处于等待状态，等待终端设备的下载请求；接着，当接收到下载请求后，发送配置文件给终端设备，发送完成后等待终端的确认信息；最后，收到确认信息，确认接收成功或者失败。

如图13所示，IP-PBX防盗打功能实现的流程如下：首先，系统会从存储模块中读取系统关于防盗打的设定，如果设定MAC地址绑定，在接下来的通信中，系统将根据终端设备的MAC地址进行识别，防止其他终端欺骗系统盗用帐号。

Claims (6)

1.一种自动部署嵌入式IP-PBX系统，其特征在于该系统包括：

主控制模块(1.1)，主要由CPU及其外围电路组成，负责数据处理并控制系统各电路模块协调工作；

存储模块(1.2)，包括SDRAM模块(1.2.1)、NAND FLASH模块(1.2.2)、串行外设接口FLASH模块(1.2.3)以及MMC/SD模块(1.2.4)，用于为所述主控制模块提供数据存储器和指令存储器，同时提供额外的存储器用于个人数据的存储；

信号控制模块(1.3)，主要由CPLD构成，用于处理所述主控制模块和所述媒体网关模块之间的信号连接；

媒体网关模块(1.4)，通过串行外设接口总线、脉码调制接口与所述主控制模块(1.1)连接，负责传输模拟语音信号以及提供振铃信号，实现对传统公共交换电话网信号的兼容，包括连接电信局的外部交换局模块和连接电话机终端的外部交换站模块，外部交换局模块用于连接公共交换电话网信号，外部交换站模块用于连接模拟终端并提供振铃音；

网络模块(1.5)，通过地址总线、数据总线、控制总线与所述主控制模块连接，用于实现网络连接；

串口通信模块(1.6)，实现嵌入式基于IP协议的专用电话交换机系统的串口通信；

电源模块(1.7)，提供直流稳压电源对系统供电。

2.根据权利要求1所述的自动部署嵌入式IP-PBX系统，其特征在于所述串行外设接口FLASH模块通过串行外设接口总线与所述主控制模块(1.1)连接，所述NAND FLASH模块(1.2.2)和SDRAM模块(1.2.1)通过地址总线、数据总线、控制总线与所述主控制模块(1.1)连接，所述MMC/SD卡模块与所述CPLD连接，所述CPLD通过串行外设接口总线、SPORT总线和GPIO与所述主控制模块连接，并通过串行外设接口总线、PCM接口与所述媒体网关模块(1.4)连接。

3.基于权利要求1所述的自动部署嵌入式IP-PBX系统的通信方法，其特征在于包括：

步骤1：系统上电，启动电源使各电路模块处于通路状态；

步骤2：主控制模块(1.1)从串行外设接口FLASH模块中读取系统基本配置参数，同时加载操作系统内核，完成对SDRAM模块、NAND FLASH模块的初始化；

步骤3：操作系统加载完成后，加载媒体网关模块(1.4)，完成对该模块的初始化，使该模块处于等待工作状态；

步骤4：加载MMC/SD卡模块(1.2.4)，完成对MMC/SD卡模块(1.2.4)的初始化；

步骤5：系统进入等待状态，等待从媒体网关模块(1.4)进入的呼叫信号或从网络模块进入的呼叫信号；

步骤6：判断所述媒体网关模块是否采集到网络中有呼叫信号，若判断为否，则回到步骤5，若判断为是，转入步骤7；

步骤7：系统执行以下操作：

a.媒体网关模块(1.4)通知主控制模块(1.1)有呼叫信号；

b.主控制模块(1.1)从存储模块(1.2)中读取系统配置信息；

c.主控制模块(1.1)处理呼叫信号，将该信号转接给媒体网关模块中的其他外部交换局模块、外部交换局模块，或者转接给网络模块，通过网络将呼叫信号传递给网络中的终端节点设备；

步骤8：终端节点设备注册，当所述终端节点设备接收到呼叫信号后，通过网络或局域网发送一注册信息，该注册信息包含该终端节点设备使用的协议类型信息；

步骤9：注册成功，终端节点设备通过网络向系统发起呼叫请求；

步骤10：网络模块接收呼叫请求，交给主控制模块进行分析处理，同意或拒绝本次通话；

步骤11：通话结束，系统收回分配资源，跳转到步骤5。

4.根据权利要求3所述的通信方法，其特征在于所述步骤8终端节点设备注册的过程包括：

所述网络模块接收所述注册信息，并传递给所述主控制模块进行分析处理；

所述主控制模块将分析处理结果保存到所述SDRAM模块中。

5.根据权利要求3所述的通信方法，其特征在于所述步骤10具体过程包括：

主控制模块根据不同的协议类型处理数据包，获取发起呼叫终端节点设备信息和目的终端节点设备信息；

主控制模块通过网络模块向目的终端节点设备发送呼叫请求；

目的终端节点设备接收呼叫请求，选择同意或拒绝本次通话，如果拒绝，转入所述步骤11，如果同意，目的终端节点设备发送数据包给服务器请求建立会话连接；

服务器将同意信息转发给发起节点，得到确认后为本次通话分配线路，并根据两终端节点设备的协议结果进行语音编解码的转换。

6.根据权利要求3所述的通信方法，其特征在于还包括：当网络中有新的终端节点设备加入时，执行以下操作：

新终端节点设备发送获取配置信息的请求；

网络模块接收该请求并交给系统分析处理，由系统产生新的配置文件；

系统通知终端节点设备配置文件已经生成，可以下载；

终端节点设备通过tftp或ftp将配置文件及公共通信录下载到本地，实现终端节点设备的自动部署。

7.根据权利要求3至6任一所述的通信方法，其特征在于所述终端节点设备是VOIP电话或软件VOIP终端。

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