CN103095715B - 一种基于sip的全数字楼宇对讲系统及鉴权方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于SIP的全数字楼宇对讲系统及鉴权方法，该系统包括主控服务器、单元门口机、室内机；其中主控服务器包括主控SIP服务模块和主控数据及权限管理模块；单元门口机包括单元SIP服务模块、对讲门禁模块、单元数据模块；室内机包括室内机SIP通信模块、对讲开锁模块、用户数据模块；本发明实现了分单元的区域控制及自检机制，解决现在数字楼宇对讲系统中独立应用性差、网络堵塞、故障自检缺失等问题，提高了系统的应用性、稳定性及可靠性。

Description

一种基于SIP的全数字楼宇对讲系统及鉴权方法

技术领域

本发明涉及一种基于会话发起协议SIP(Session Initiation Protocol)的全数字楼宇对讲系统及鉴权方法，属于数字控制领域。

背景技术

传统的楼宇对讲系统采用的是模拟或数模混合结构，这类技术体系结构存在很多问题：联网复杂、抗干扰差、传输距离短、占线多、布线工程量大等。从目前小区使用的情况来看，联网难是最大的问题。近年来，随着集成电路产业的发展和通信技术的进步，出现了数字楼宇对讲系统，由于采用了标准的TCP/IP协议和以太网结构，具备出色的联网集成能力，可解决以往的问题。但是现在的数字楼宇对讲系统在结构和功能上还存在着问题：

1)独立应用性差

现在的数字楼宇对讲采用以太网结构，联网容易，但是其结构基本都是使用一个管理台做总控制，下面所有的室内机、门口机等都是作为受控终端，如中国发明专利：数字对讲系统，申请号：200710073783.6，申请日：2007.3.30。这样如果要实现一般模拟对讲模式的一个单元内的最简单楼宇对讲功能，缺少管理台则无法应用。

2)网络堵塞危险大

数字楼宇对讲系统一般从总机向所有终端广播传输视频文件，这会造成很大的网络压力，可能会造成网络堵塞，进而影响正常的门口机呼叫。

3)故障自检缺失

数字楼宇对讲系统中一些关键常驻设备如单元门口机如出现故障，不能及时的检测出来。

发明内容

本发明提供了一种基于SIP的全数字楼宇对讲系统及鉴权方法，

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：该系统包括主控服务器、单元门口机、室内机；

其中主控服务器包括主控SIP服务模块和主控数据及权限管理模块；

主控SIP服务模块，接收所有单元门口机的SIP注册信息，调用主控数据及权限管理模块存储的所有单元门口机权限信息进行比对得到鉴权注册成功的单元门口机；向鉴权注册成功的单元门口机发送该单元的所有室内机权限即室内机的用户名和密码，并记录鉴权注册成功的单元门口机的IP地址及通信端口；接收单元门口机发送的鉴权注册成功的室内机的IP地址及通信端口；向单元门口机发送广告、物业通知；通过记录单元门口机和室内机的IP地址及通信端口定时接收、检测单元门口机和室内机的状态；

主控数据及权限管理模块，存储所有单元门口机和室内机的权限信息、向单元门口机已发送的广告、物业通知；

所述单元门口机，包括单元SIP服务模块、对讲门禁模块、单元数据模块；

单元SIP服务模块，向主控服务器发送自己的SIP注册信息包括单元名和密码；接收主控服务器发送的该单元的室内机权限信息并发送至单元数据模块进行存储；接收主控服务器发送的广告、物业通知发送至室内机并发送至单元数据模块进行存储；接收本单元的室内机的注册信息并调用单元数据模块存储的本单元所有室内机的权限信息进行比对，得到鉴权注册成功的室内机；然后通过SIP的MESSAGE方法将单元内鉴权注册成功的室内机的IP地址及通信端口传送至主控服务器；

对讲门禁模块，受单元SIP服务模块控制，通过单元SIP服务模块与室内机SIP通信模块的SIP信令交互，从单元SIP服务模块获取动作指令控制对讲单元进行可视对讲或门禁电路实现开门动作；

单元数据模块，受单元SIP服务模块控制，通过单元SIP服务模块与主控SIP服务模块的SIP信令交互，接收来自于主控服务器的主控数据及权限管理模块中的该单元的室内机的权限信息并存储；通过单元SIP服务模块与室内机SIP通信模块的SIP信令交互，接收处理室内机的注册信息，并通过单元SIP服务模块与主控SIP服务模块的SIP信令交互，获取从主控SIP服务模块发来的广告、物业通知并存储；并在单元门口机没有连接主控服务器时，直接设置该单元的室内机的权限；

室内机，包括室内机SIP通信模块、对讲开锁模块、用户数据模块；

室内机SIP通信模块，向单元门口机的SIP通信模块发送本室内机的注册信息；

对讲开锁模块，受室内机SIP通信模块控制，通过单元SIP服务模块与室内机SIP通信模块的SIP信令交互，从室内机SIP通信模块发送给单元SIP服务模块可视对讲指令或发送开锁指令，使得室内机可控制对讲单元与单元门口进行可视对讲或开启单元门锁；

用户数据模块，受室内机SIP通信模块控制，用于存储管理本机的信息及权限，并通过室内机SIP通信模块与单元SIP服务模块的SIP信令交互，获取从单元SIP服务模块发来的广告、物业通知。

基于SIP的全数字楼宇系统的鉴权方法，包括：步骤1，单元门口机向主控服务器鉴权注册；该步骤的具体步骤如下：

步骤101，在主控服务器上先设置单元门口机的用户名及密码；

步骤102，单元门口机向主控服务器发起REGISTER请求注册；

步骤103，主控服务器收到单元门口机的REGISTER注册请求后，向单元门口机返回鉴权要求，即需要该用户名所对应的密码匹配；

步骤104，单元门口机收到鉴权要求后，把用户名、密码重组REGISTER注册包后返给主控服务器；

步骤105，主控服务器收到单元门口机返回的REGISTER注册包后，在主控数据及权限管理模块中验证用户名、密码的正确性，如果验证正确，返回告知单元门口机注册成功，并记录单元门口机的IP地址及通信端口，否则返回消息表明鉴权注册不成功；

步骤2，主控服务器向鉴权注册成功的单元门口机发送该单元的所有室内机权限；室内机权限为室内机的用户名和密码；

步骤3，鉴权注册成功的单元门口机向主控服务器定时发送本机状态信息：鉴权注册成功的单元门口机每隔3600秒向主控服务器发送REGISTER注册的心跳包，如果在鉴权注册后经过3600秒，主控服务器仍未收到某个单元门口机心跳包来保持其在线状态，则记录该单元门口机状态为离线；

步骤4，室内机向单元门口机鉴权注册：

步骤401，室内机向单元门口机发起REGISTER请求注册，注册名即是该室内机的用户名；

步骤402，单元门口机收到室内机的REGISTER注册请求后，向单元门口机返回鉴权要求，即需要该用户名所对应的密码匹配；

步骤403，室内机收到鉴权要求后，把用户名、密码重组REGISTER注册包后返给单元门口机；

步骤404，单元门口机收到室内机返回的REGISTER注册包后，验证用户名、密码的正确性，如果验证正确，返回告知单元门口机注册成功，并记录室内机的IP地址及通信端口，否则返回消息表明鉴权注册不成功；

步骤5，鉴权注册成功的室内机向单元门口机定时发送本机状态信息：鉴权注册成功的室内机每隔3600秒向单元门口机发送REGISTER注册的心跳包，如果在鉴权注册后经过3600秒，单元门口机仍未收到某个单元门口机心跳包来保持其在线状态，则记录该室内机状态为离线；

步骤6，室内机鉴权注册成功后，单元门口机将鉴权注册成功的室内机IP地址及通信端口发送主控服务器。

本发明的有益效果：

1.每个单元门口机可以自己管理本单元的室内机，实现了分单元的区域控制，提高了系统的应用性、稳定性及可靠性；

2.主控服务器控制管理所有单元门口机，并监控所有单元门口机、室内机状态，达到了自检的目的。

3.由于本发明中数字楼宇对讲系统实现了分单元的区域控制，总体结构呈一种树形结构，如从上层向下传递视频广告和通告时，主控服务器只对所有单元门口机广播相关数据，然后单元门口机再向下对各自单元内的所有室内机广播数据，这样可有效减小网络压力，避免可能发生的网络堵塞。

附图说明

图1是本发明中系统结构示意图，包括：1.室内机，2.单元门口机，3.主控服务器。

图2是本发明中系统鉴权及信息管理示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细描述。

本发明提供了一种基于SIP的全数字楼宇对讲系统及鉴权方法，通过SIP协议及通信，室内机向单元门口机注册，单元门口机向主控服务器注册并携带室内机信息，单元门口机管理该单元的室内机，主控服务器控制管理单元门口机并监控所有单元门口机、室内机状态，这样实现了分单元的区域控制及自检机制，解决现在数字楼宇对讲系统中独立应用性差、网络堵塞、故障自检缺失等问题，提高了系统的应用性、稳定性及可靠性。

图1给出了本发明的系统结构示意图，本发明实施例的数字楼宇对讲系统结构成一种树形的结构，具体为：该种基于SIP的全数字楼宇对讲系统，包括主控服务器3、单元门口机2、室内机1；

其中主控服务器包括主控SIP服务模块和主控数据及权限管理模块；

主控SIP服务模块，接收所有单元门口机的SIP注册信息，调用主控数据及权限管理模块存储的所有单元门口机权限信息进行比对得到鉴权注册成功的单元门口机；向鉴权注册成功的单元门口机发送该单元的所有室内机权限即室内机的用户名和密码，并记录鉴权注册成功的单元门口机的IP地址及通信端口；接收单元门口机发送的鉴权注册成功的室内机的IP地址及通信端口；向单元门口机发送广告、物业通知；通过记录单元门口机和室内机的IP地址及通信端口定时接收、检测单元门口机和室内机的状态；进一步处理单元门口机的呼叫查询请求和视频记录发送请求；

主控数据及权限管理模块，存储所有单元门口机和室内机的权限信息、向单元门口机已发送的广告、物业通知；

所述单元门口机，包括单元SIP服务模块、对讲门禁模块、单元数据模块；

单元SIP服务模块，向主控服务器发送自己的SIP注册信息包括单元名和密码；接收主控服务器发送的该单元的室内机权限信息并发送至单元数据模块进行存储；接收主控服务器发送的广告、物业通知发送至室内机并发送至单元数据模块进行存储；接收本单元的室内机的注册信息并调用单元数据模块存储的本单元所有室内机的权限信息进行比对，得到鉴权注册成功的室内机；然后通过SIP的MESSAGE方法将单元内鉴权注册成功的室内机的IP地址及通信端口传送至主控服务器；进一步向主控服务器发送该单元内的鉴权注册成功的室内机呼叫查询请求和视频记录；

对讲门禁模块，受单元SIP服务模块控制，通过单元SIP服务模块与室内机SIP通信模块的SIP信令交互，从单元SIP服务模块获取动作指令控制对讲单元进行可视对讲或门禁电路实现开门动作；

单元数据模块，受单元SIP服务模块控制，通过单元SIP服务模块与主控SIP服务模块的SIP信令交互，接收来自于主控服务器的主控数据及权限管理模块中的该单元的室内机的权限信息并存储；通过单元SIP服务模块与室内机SIP通信模块的SIP信令交互，接收处理室内机的注册信息，并通过单元SIP服务模块与主控SIP服务模块的SIP信令交互，获取从主控SIP服务模块发来的广告、物业通知并存储；并在单元门口机没有连接主控服务器时，直接设置该单元的室内机的权限；

室内机，包括室内机SIP通信模块、对讲开锁模块、用户数据模块；

室内机SIP通信模块，向单元门口机的SIP通信模块发送本室内机的注册信息；进一步处理单元门口机呼叫请求、发送呼叫请求；

对讲开锁模块，受室内机SIP通信模块控制，通过单元SIP服务模块与室内机SIP通信模块的SIP信令交互，从室内机SIP通信模块发送给单元SIP服务模块可视对讲指令或发送开锁指令，使得室内机可控制对讲单元与单元门口进行可视对讲或开启单元门锁；

用户数据模块，受室内机SIP通信模块控制，用于存储管理本机的信息及权限，并通过室内机SIP通信模块与单元SIP服务模块的SIP信令交互，获取从单元SIP服务模块发来的广告、物业通知等。

在上述的数字楼宇对讲系统的结构基础上，实施例采用本发明中的数字楼宇对讲系统的鉴权及信息管理控制方法实现分单元的区域控制及自检机制，如图2所示本发明中的系统鉴权及信息管理示意图，具体包括以下六个步骤：

步骤1，单元门口机向主控服务器鉴权注册。为了实现该步骤，需要在主控服务器上先设置单元门口机的权限，然后单元门口机通过SIP的REGISTER方法向主控服务器鉴权注册。该步骤的具体步骤如下：

步骤101，在主控服务器上先设置单元门口机的用户名及密码，使用的是主控服务器内部的主控数据及权限管理模块。一般地，单元门口机的用户名直接对应单元门口机的实际物理地址，比如2栋5单元的单元门口机的用户名即为0205。故在主控服务器的主控数据及权限管理模块中设置1栋1单元的单元门口机的用户名为0205，并设置好相应的密码以用来鉴权；

步骤102，单元门口机向主控服务器发起REGISTER请求注册，注册名即是本机的用户名，SIP通信部分使用的分别是单元门口机的单元SIP服务模块和主控服务器的主控SIP服务模块；

步骤103，主控服务器收到单元门口机的REGISTER注册请求后，向单元门口机返回鉴权要求，即需要该用户名所对应的密码匹配；

步骤104，单元门口机收到鉴权要求后，把用户名、密码重组REGISTER注册包后返给主控服务器；

步骤105，主控服务器收到单元门口机返回的REGISTER注册包后，在主控数据及权限管理模块中验证用户名、密码的正确性，如果验证正确，返回告知单元门口机注册成功，并记录单元门口机的IP地址及通信端口，否则返回消息表明鉴权注册不成功。

步骤2，主控服务器向鉴权注册成功的单元门口机发送该单元的所有室内机权限；室内机权限为室内机的用户名和密码；

一般地，室内机的用户名直接对应室内机的实际物理地址，比如2栋5单元7层08室的室内机用户名即为02050708，室内机密码则用来鉴权。步骤2的具体工作是，某个单元门口机鉴权注册成功后，主控服务器通过主控SIP服务模块利用SIP的MESSAGE方法将主控数据及权限管理模块中的该单元的室内机权限发送至单元门口机，单元门口机利用自己的单元SIP服务模块监听、获取相应的权限信息，并记录在单元数据模块内以用来在步骤4中对其单元内的室内机鉴权。

步骤3，鉴权注册成功的单元门口机向主控服务器定时发送本机状态信息：鉴权注册成功的单元门口机每隔3600秒向主控服务器发送REGISTER注册的心跳包，如果在鉴权注册后经过3600秒，主控服务器仍未收到某个单元门口机心跳包来保持其在线状态，则记录该单元门口机状态为离线，表明其需要检查或检修；

步骤3的目的是单元门口机向主控服务器保持自己的状态，以便主控服务器查询检测。具体实现为，单元门口机鉴权、注册成功后，每隔3600秒即通过单元SIP服务模块向主控服务器发送REGISTER注册的心跳包，主控服务器利用主控SIP服务模块监听、获取相应的心跳包信息，并记录在主控数据及权限管理模块内。这里如果在鉴权注册后经过3600秒，主控服务器仍未收到某个单元门口机心跳包来保持其在线状态，则记录该单元门口机状态为离线，表明其需要检查或检修。

步骤4，室内机向单元门口机鉴权注册：

步骤401，室内机向单元门口机发起REGISTER请求注册，注册名即是该室内机的用户名；

步骤402，单元门口机收到室内机的REGISTER注册请求后，向单元门口机返回鉴权要求，即需要该用户名所对应的密码匹配；

步骤403，室内机收到鉴权要求后，把用户名、密码重组REGISTER注册包后返给单元门口机；

步骤404，单元门口机收到室内机返回的REGISTER注册包后，验证用户名、密码的正确性，如果验证正确，返回告知单元门口机注册成功，并记录室内机的IP地址及通信端口，否则返回消息表明鉴权注册不成功。

室内机向单元门口机鉴权注册的工作原理与步骤1基本相同，而SIP通信部分使用的分别是单元门口机的单元SIP服务模块和室内机的室内机SIP通信模块；室内机鉴权注册成功后，单元门口机在单元数据模块中记录该室内机的IP地址及通信端口。另外，为实现独立应用性，单元门口机可自己设置室内机权限，但如若有主控服务器发送给该单元门口机本单元的室内机权限信息，则以主控传递的信息为准。这样，单元门口机可以自己管理、控制室内机，如果单元门口机连接到主控服务器，则受主控服务器的控制，而连接之前若有自己设置的相关权限信息，则会被上层的主控服务器发送的权限信息所覆盖。

步骤5，鉴权注册成功的室内机向单元门口机定时发送本机状态信息：鉴权注册成功的室内机每隔3600秒向单元门口机发送REGISTER注册的心跳包，如果在鉴权注册后经过3600秒，单元门口机仍未收到某个单元门口机心跳包来保持其在线状态，则记录该室内机状态为离线，表明其需要检查或检修；

步骤5的目的与步骤3相同，是室内机向单元门口机保持自己的状态，以便单元门口机、主控服务器查询检测。具体工作过程与步骤3一致。这样单元门口机实时掌握本单元内所有室内机的状态。

步骤6，室内机鉴权注册成功后，单元门口机将鉴权注册成功的室内机IP地址及通信端口发送主控服务器。

实施步骤6的基本内容是，室内机鉴权注册成功后，单元门口机将在单元数据模块中记录的室内机IP地址及通信端口发送给主控服务器，以便主控服务器查询、检测室内机信息及状态。步骤6的具体工作是，室内机鉴权注册成功后，单元门口机通过单元SIP服务模块利用SIP的MESSAGE方法将单元数据模块中的记录的室内机状态、IP地址及通信端口发送至主控服务器，主控服务器利用自己的主控SIP服务模块监听、获取相应的室内机信息及状态，并记录在主控数据及权限管理模块内。

这样，主控服务器控制管理所有单元门口机，并监控所有单元门口机、室内机状态，达到了自检的目的。每个单元门口机可以自己管理本单元的室内机，实现了分单元的区域控制，总体结构呈一种树形结构。

如从主控服务器发送视频广告或通告，主控服务器向自己注册的单元门口机，利用主控SIP服务模块与单元SIP服务模块与的SIP信令交互，将视频广告或通告广播发送至各注册的单元门口机，每个单元门口机在收到视频广告或通告后，又利用单元SIP服务模块与室内机SIP通信模块的SIP信令交互，向每个单元内注册的所有室内机广播发送视频广告或通告。如此，主控服务器只对所有单元门口机广播相关数据，然后单元门口机再向下对各自单元内的所有室内机广播数据，这样可有效减小网络压力，避免可能发生的网络堵塞。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于SIP的全数字楼宇对讲系统，其特征在于，包括主控服务器(3)、单元门口机(2)、室内机(1)；

其中主控服务器包括主控SIP服务模块和主控数据及权限管理模块；

主控SIP服务模块，接收所有单元门口机的SIP注册信息，调用主控数据及权限管理模块存储的所有单元门口机权限信息进行比对得到鉴权注册成功的单元门口机；向鉴权注册成功的单元门口机发送该单元的所有室内机权限即室内机的用户名和密码，并记录鉴权注册成功的单元门口机的IP地址及通信端口；接收单元门口机发送的鉴权注册成功的室内机的IP地址及通信端口；向单元门口机发送广告、物业通知；通过记录单元门口机和室内机的IP地址及通信端口定时接收、检测单元门口机和室内机的状态；

主控数据及权限管理模块，存储所有单元门口机和室内机的权限信息、向单元门口机已发送的广告、物业通知；

所述单元门口机，包括单元SIP服务模块、对讲门禁模块、单元数据模块；

单元SIP服务模块，向主控服务器发送自己的SIP注册信息包括单元名和密码；接收主控服务器发送的该单元的室内机权限信息并发送至单元数据模块进行存储；接收主控服务器发送的广告、物业通知发送至室内机并发送至单元数据模块进行存储；接收本单元的室内机的注册信息并调用单元数据模块存储的本单元所有室内机的权限信息进行比对，得到鉴权注册成功的室内机；然后通过SIP的MESSAGE方法将单元内鉴权注册成功的室内机的IP地址及通信端口传送至主控服务器；

对讲门禁模块，受单元SIP服务模块控制，通过单元SIP服务模块与室内机SIP通信模块的SIP信令交互，从单元SIP服务模块获取动作指令控制对讲单元进行可视对讲或门禁电路实现开门动作；

单元数据模块，受单元SIP服务模块控制，通过单元SIP服务模块与主控SIP服务模块的SIP信令交互，接收来自于主控服务器的主控数据及权限管理模块中的该单元的室内机的权限信息并存储；通过单元SIP服务模块与室内机SIP通信模块的SIP信令交互，接收处理室内机的注册信息，并通过单元SIP服务模块与主控SIP服务模块的SIP信令交互，获取从主控SIP服务模块发来的广告、物业通知并存储；并在单元门口机没有连接主控服务器时，直接设置该单元的室内机的权限；

室内机，包括室内机SIP通信模块、对讲开锁模块、用户数据模块；

室内机SIP通信模块，向单元门口机的SIP通信模块发送本室内机的注册信息；

对讲开锁模块，受室内机SIP通信模块控制，通过单元SIP服务模块与室内机SIP通信模块的SIP信令交互，从室内机SIP通信模块发送给单元SIP服务模块可视对讲指令或发送开锁指令，使得室内机可控制对讲单元与单元门口进行可视对讲或开启单元门锁；

用户数据模块，受室内机SIP通信模块控制，用于存储管理本机的信息及权限，并通过室内机SIP通信模块与单元SIP服务模块的SIP信令交互，获取从单元SIP服务模块发来的广告、物业通知。

2.采用权利要求1所述的基于SIP的全数字楼宇对讲系统的鉴权方法，其特征在于，步骤1，单元门口机向主控服务器鉴权注册；该步骤的具体步骤如下：

步骤101，在主控服务器上先设置单元门口机的用户名及密码；

步骤102，单元门口机向主控服务器发起REGISTER请求注册；

步骤103，主控服务器收到单元门口机的REGISTER注册请求后，向单元门口机返回鉴权要求，即需要该用户名所对应的密码匹配；

步骤104，单元门口机收到鉴权要求后，把用户名、密码重组REGISTER注册包后返给主控服务器；

步骤105，主控服务器收到单元门口机返回的REGISTER注册包后，在主控数据及权限管理模块中验证用户名、密码的正确性，如果验证正确，返回告知单元门口机注册成功，并记录单元门口机的IP地址及通信端口，否则返回消息表明鉴权注册不成功；

步骤2，主控服务器向鉴权注册成功的单元门口机发送该单元的所有室内机权限；室内机权限为室内机的用户名和密码；

步骤3，鉴权注册成功的单元门口机向主控服务器定时发送本机状态信息：鉴权注册成功的单元门口机每隔3600秒向主控服务器发送REGISTER注册的心跳包，如果在鉴权注册后经过3600秒，主控服务器仍未收到某个单元门口机心跳包来保持其在线状态，则记录该单元门口机状态为离线；

步骤4，室内机向单元门口机鉴权注册：

步骤401，室内机向单元门口机发起REGISTER请求注册，注册名即是该室内机的用户名；

步骤402，单元门口机收到室内机的REGISTER注册请求后，向单元门口机返回鉴权要求，即需要该用户名所对应的密码匹配；

步骤403，室内机收到鉴权要求后，把用户名、密码重组REGISTER注册包后返给单元门口机；

步骤404，单元门口机收到室内机返回的REGISTER注册包后，验证用户名、密码的正确性，如果验证正确，返回告知单元门口机注册成功，并记录室内机的IP地址及通信端口，否则返回消息表明鉴权注册不成功；

步骤5，鉴权注册成功的室内机向单元门口机定时发送本机状态信息：鉴权注册成功的室内机每隔3600秒向单元门口机发送REGISTER注册的心跳包，如果在鉴权注册后经过3600秒，单元门口机仍未收到某个单元门口机心跳包来保持其在线状态，则记录该室内机状态为离线；

步骤6，室内机鉴权注册成功后，单元门口机将鉴权注册成功的室内机IP地址及通信端口发送主控服务器。