CN103152559A - 楼宇可视对讲系统及系统音频、音频视频同步处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种楼宇可视对讲系统，在该系统中，音频、数据信号利用现有PSTN固话电话网络进行传输，视频信号通过视频传输网络传输至室内机，本系统只需单独布设SYV线传输视频信号，避免了传输线路的重复建设，提高设备的利用率。本发明同时公开一种楼宇可视对讲系统进行音频处理的方法及一种楼宇可视对讲系统进行音频视频同步处理的方法。

Description

楼宇可视对讲系统及系统音频、音频视频同步处理方法

技术领域

本发明涉及通信设备，尤其是一种楼宇可视对讲系统及对该系统进行音频处理方法与音频视频同步处理方法。

背景技术

人类社会已经进入信息化时代，各类信息传播载体不断涌现，信息化渠道的竞争也愈演愈烈。然而，作为人类最早使用的主要通信工具——固定电话，却无法重现昔日的辉煌。

据《2010年全国1-5月电信业运行情况》显示，2010年5月，全国电话用户净增778.8万户，总数突破11亿户，达到110183.7万户，其中固定电话用户减少162.7万户，达到30592.2万户，移动电话用户净增941.4万户，达到79591.5万户。 截止2010年5月，固定电话用户从2007年首次出现负增长以来，累计减少6186.3万户。从运营数据中可以看出，固定电话用户每年都在加速流失，移动电话已经占据电话用户总数的2/3以上。随着国家产业政策的调整，在2011年底前无线市话的彻底退市，电信固定电话业务将陷入发展瓶颈。

然而，我们也客观看到，作为一种长达百年发展历史的低成本、普及型、操作简便的通信工具，固定电话仍然具有其他通信工具所不可替代的作用。它作为一种在固定地点的通信工具，代表了单位、公司和家庭的固定需求。在广大农村和城市老年用户中，它依然是不可缺少的交流工具。因此，可以说，固定电话不缺少市场，缺少的是和市场与时俱进的价值挖掘。电话进入中国已有百年，近20多年来固定电话网络发生了几次革命性的变化，可是，固定电话终端一直缺乏新的亮点，虽然有了无绳电话，有了免提、重拨、来电显示、电话录音等功能，但电话机本身除了通话功能外并无实质变化，固定电话的发展，潜在价值的挖掘成了其至关重要的举措。

楼宇对讲产品自1989年在我国应用以来，发展速度举世瞩目，目前已经成为房地产开发强制必配的配套设施，作为住宅智能化的最基本配套设施，楼宇对讲产品有着提供家庭信息服务得天独厚的优势，如果能将正在蓬勃发展的楼宇对讲行业与传统的电信固定电话业务结合起来，将为电信固定电话业务的发展带来商机。

但是，现有的楼宇对讲系统设备种类多而复杂，包括门口机、围墙机、管理中心、室内分机、中心交换机、联网交换机、楼层交换机，需铺设一个独立的线路将设备组成一个系统，采用RVV线传输音频、数据，SYV线传输视频。它与固定电话系统为两个不同的网络，在一定程度上造成了线路的重复建设，设备利用率不高。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种楼宇可视对讲系统，利用现有PSTN电话网络传输音频、数据信号，仅需单独布设SYV线路传输视频，提高现有的固话线路利用率。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：

一种楼宇可视对讲系统，其特征在于，包括用以传输音频信号和控制信号的PSTN网络，及用以传输视频信号的视频传输网络；

其中，所述PSTN网络包括通过电话交换机连接的室内机、门口机及管理中心机；

所述视频传输网络包括以SYV线依次连接的视频切换器、图像信息处理模块、视频分配器，所述视频切换器通过所述门口机连接至所述图像信息处理模块的输入端，所述视频分配器通过SYV线连接至室内机的视频接口，且所述视频切换器通过SYV线连接所述管理中心机；

其中，每一楼层均设有所述视频分配器；

该系统还包括电控锁，所述门口机通过RVV线连接所述电控锁。

其中，该系统还包括小区广告系统，该系统输出的广告通过所述图像信息处理模块、视频分配器传输至至所述室内机。 

其中，所述室内机控制面板设有呼叫键、开锁键及监视键。

其中，所述室内机、门口机、管理中心机分别拥有唯一的电话号码。

其中，所述室内机、门口机及管理中心机内均设有DTMF编解码电路。

其中，通过UPS-DT向门口机及电控锁供电，通过UPS-CP向管理中心机供电，以220V市电为所述视频切换器供电。

其中，所述室内机设有报警检测电路，当出现警情，触发所述检测电路，并通过电话交换机向管理中心机发出报警信号。

其中，所述室内机设有SD卡接口。

本发明还公开一种对上述楼宇可视对讲系统进行音频处理的方法，所述方法包括：音频输入进程、音频接收进程和音频输出进程，首先，音频输入进程将音频数据发送到目标地址处，也就是发送到音频接收进程里，发送前先判断是否要继续发送音频数据，如果不要就直接退出该进程，否则开始读取音频数据，设置时间戳，然后发送当前帧到目标地址；

音频接收进程将从输入进程里发送过来的数据存取在缓冲队列中，以便进行队列调度；

音频输出进程从缓冲队列中把音频数据取出来并解码，再进行播放，每次解码播放完一帧后，要判断一下当前缓冲队列中是否为空，如果为空，不进行数据读取，否则向队列读取数据。

本发明同时公开一种对上述楼宇可视对讲系统进行音频视频同步处理的方法，所述方法包括：

发送端分别用进程采集音视频数据并打上时间戳，然后通过UDP协议发送出去，接收端接收到音频数据后播放，同时将当前播放的音频时间戳时间传送给视频进程，接收到视频帧后，计算出参考时间，如果没有达到参考时间，则解码播放；如果达到参考时间，则要丢弃该视频帧，准备接收下一个视频帧，以此循环播放音视频。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的楼宇可视对讲系统结构简单，音频、数据信号利用现有PSTN电话网络进行传输，仅需单独布设SYV线传输视频信号，避免了传输线路的重复建设，提高设备的利用率；且系统中的电话交换机、视频分配器、图像信息处理模块可直接从市场上购买而无需再开发，降低投资成本，且方便了后续的线路维护。

附图说明

图1A~图1B为根据本发明一实施方式中楼宇对讲可视系统结构示意图。

主要元件符号说明

10室内机   11门口机  12电话交换机  13管理中心机   14视频切换器     

15图像信息处理模块   16电控锁   17视频分配器     18小区广告系统   19计算机

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

固话网络（PSTN: Public Switch Telephone Network），即我们日常生活中常用的固定电话网络；PSTN具有：信号传输稳定、音质清晰、抗雷击、抗干扰性能强等优势，本发明将楼宇对讲语音信号与控制信号利用固话网络传输，提高楼宇对讲信号在传输过程中的稳定性和抗干扰性。

请参阅图1A和图1B，为本发明第一实施方式中楼宇可视对讲系统结构示意图。

楼宇可视对讲系统，包括用以传输音频信号和控制信号的PSTN网络，及用以传输视频信号的视频传输网络；

其中，所述PSTN网络包括通过电话交换机连接的室内机10、门口机11及管理中心机13；

视频传输网络包括以SYV视频线依次连接的视频切换器14、图像信息处理模块15、视频分配器17，视频切换器14通过所述门口机11连接至所述图像信息处理模块15的输入端，所述视频分配器17通过SYV线连接至室内机10的视频接口，且所述视频切换器14通过SYV线连接所述管理中心机13； 

由于视频分配器17只有四个接口，无法将一栋楼内所有室内机10接入一个视频分配器，故在每一楼层均设有视频分配器17；

该系统还包括电控锁16，所述门口机11通过RVV线连接所述电控锁16。

在该实施方式中，通过UPS-DT向门口机11及电控锁16供电，通过UPS-CP向管理中心机13供电，以220V市电为所述视频切换器14供电。

在上述实施例中，附图1A和1B中的视频切换器14为同一切换器。

随着城市化进程的加快，各种大型社区的不断涌现，社区服务将涵盖物业管理、周边商业配套等范畴，向人们提供即时的广告信息成为社区服务的需求。基于这一趋势，该系统还配套设有小区广告系统18，该系统输出的的广告信息通过所述图像信息处理模块15、视频分配器17传输至至所述室内机10，只要拨打或接听电话，室内机10的显示屏幕都会播放广告信息。

在该实施方式中，室内机10、门口机11及管理中心机13都分别拥有唯一的电话号码。且室内机10、管理中心机13可以作为普通电话使用，具有电话呼出与接听功能。室内机10至少具有三个功能键，包括呼叫键、开锁键及监控键，每种功能键都对应唯一的双音多频信号。室内机10、门口机11及管理中心机13内部均设有DTMF编解码电路。

作为一种优选实施方式，室内机10设有报警检测电路，当出现警情，触发所述检测电路，并通过电话交换机12向管理中心机13发出报警信号。

作为另一种实施方式，室内机还设有SD卡接口。

为了更好理解本发明，以下结合实施例对该系统各个功能进行详细描述：

1、拨打电话功能与广告播放功能：

室内机10在待机状态下，用户摘机（拨打方式与普通电话机一样），室内机10内部控制器检测到摘机信号后，控制显示屏供电模块，用户可观看到显示屏全屏播放着小区广告系统18向用户发送来的电子广告信息。

用户按照普通拨号方式按下对方的电话号码，室内机10内部的DTMF编码电路将该电话号码编码调制成双音多频信号，通过电话线传输至PSTN固化网络中的电话交换机12，在电话交换机12内部预先存储有相应的程序，根据该双音多频信号进行判断并转发至相应的被叫方，被叫方的电话机接收到该信号后，通过电话机内部的双音多频解码电路进行解码，当呼叫号码与本机号码相同时，自动应答，建立握手，并产生振铃音提示有电话呼入，此时在主叫方和被叫方之间建立一条通信链路，之后，主叫方和被叫方之间可以进行通话，通信双方的音频信号通过固话网络PSTN的电话线传输到对方那里。

在该实施方式中，通过固话网络，小区的管理中心机13和室内机10可以直接呼叫对方。以室内机10呼叫管理中心机13为例，用户摘机并按下管理中心机13的电话号码，室内机10内部双音多频编码电路将该电话号码编码为对应的双音多频信号，固话网络中的电话交换机12接收到该信号，并根据预先存储的程序，转发至对应的被叫方，即管理中心机13，被叫方振铃提示有电话呼入，管理员摘机，从而在室内机10和管理中心机13之间建立一通信链路，此后，室内机10和管理中心机13进行通话。此外，管理中心机13还具有来电显示功能，将来电住户的号码信息显示在管理中心机13LCD液晶屏上并存储起来方便日后查询。

当用户与外线通话结束后挂机，话机内部控制器检测到挂机信号后，室内机10将进入待机状态，且控制显示屏供电模块延时10秒后关闭。

室内机10也可以作为被叫方，在待机状态下，外线电话通过固话网络（PSTN） 拨打用户时，室内机10振铃提示音告知用户有外线呼入，同时显示屏全屏持续播放小区广告系统21向用户发送来的电子广告信息，当用户摘机后振铃停止，这时用户与外线正常通话，通话结束后挂机，室内机10将进入待机状态，且控制显示屏供电模块延时10秒后关闭。

在本系统中，管理中心机13还可以通过视频切换器14监控每栋楼的门口机，视频切换器14将每栋楼的门口机11视频信号分配给管理中心机13，并通过管理中心的计算机19进行显示。

2、开锁功能

来访者通过门口机11的控制面板按下用户的电话号码，门口机11内的编码电路将该电话号码编码为双音多频信号，并通过固话网络PSTN发送至电话交换机12，交换机根据预先存储的程序进行判断并转发至相应的被叫方，即用户的室内机10，室内机振铃提示有电话呼入。

同时，门口机11的视频供电模块打开，来访者图像与小区广告系统18发送的电子广告信息，经由视频传输网络，即通过图像信息处理模块15进行视频叠加处理后，发送至视频分配器17，视频分配器17再将处理完后的来访者图像与小区广告系统发送的电子广告信息分发送给室内机10，室内机10的显示屏以画中画的模式显示来访者的图像及小区广告系统18的电子广告信息。

当用户摘机后振铃提示音停止，这时，在来访者与与用户之间建立一条通信链路，用户与来访者进行通话，用户与来访者的音频信号调制在电话线路上并经由电话交换机12传输到对方。通话过程中用户按下开锁键或者数字键盘中的#字键，开锁控制信号在室内机内部编码成对应的双音多频信号，该双音多频信号和语音信号一起调制到电话线路上，通过已经建立的通信链路经由电话交换机12传输至门口机11，门口机11内部双音多频解码电路将该信号解码并驱动相关功能电路执行开锁指令，打开电控锁16。在通话结束挂机后，室内机10将退出画中画模式以全屏模式播放电子广告，延时10秒后自行关闭。

3、室内机的监控功能

室内机10在待机状态下，用户摘机按下监视键后，室内机10内部的双音多频编码电路将该监控键编码成相应的双音多频信号，该信号通过固话网络（PSTN）的电话交换机12拨通门口机11，门口机11内部双音多频解码电路解码该信号，并根据该信号打开视频供电模块，此时门口机11所监控的图像与小区广告系统18发送的电子广告信息，通过图像信息处理模块15叠加处理，发送至视频分配器17，视频分配器17再将处理完后的监控画面与小区广告系统18的电子广告信息发送至室内机10，室内机10以画中画的模式显示监控图像及电子广告。用户挂机后，室内机10将进入待机状态，且控制显示屏供电模块延时10秒后自行关闭。

4、安防报警功能

室内机10在待机状态下，将报警探测器（煤气，红外、门磁）等连接到室内机的报警接口上，通过内部报警电路实时对连接在室内机10上的全部报警探测器进行扫描，在没有任何警情的情况下，监测电路输出低电平；如果其中一路或者一路以上出现警情，监测电路马上检测到报警信号是开路报警还是短路报警，同时相应输出高电平至内部控制器，控制器检测到高电平后进行分析处理是哪个报警探测器出现的警情，并立即将检测到的报警信号利用固话网络的电话线传输给管理中心机13的报警接收模块，管理中心机13报警接收模块收到室内机10提供的报警信号，将逐一上传到与管理中心机13连接的计算机上，存储报警信息并分别显示出报警信息。

5、电子相框功能

室内机10在内部增设有SD卡接口，用户可插入SD卡，对SD卡进行下载图片，在待机状态下，用户通过室内机10按开锁键一预设时间后，室内机10将自行读取SD卡里面存储的数据，此时显示屏将持续播放用户下载在SD卡中的图片，退出电子相框播放模式只需再长按室内机10开锁键一预设时间即可。

作为另一种实施方式，本发明提供了一种对讲系统中进行音频处理的方法。

在该实施方式中，音频的整个处理过程可以分成三个进程：音频输入进程、音频接收进程和音频输出进程。首先，音频输入进程将音频数据发送到目标地址处，也就是发送到音频接收进程里。在发送前先判断是否要继续发送音频数据，如果不要就直接退出该进程，否则开始读取音频数据，由于考虑到与视频同步，这里要先计算时间戳，设置好时间戳后就可以发送当前帧到目标地址。音频接收进程将从输入进程里发送过来的数据存取在缓冲队列中，以便进行队列调度，这样做是为了减少网络拥塞现象出现。在这里缓冲队列的大小设置很关键，如果设置过大，接收速度就有可能与时间戳不一致，也就会导致音视频不同步；设置过小，很容易产生延时和抖动现象。音频输出进程从缓冲队列中把音频数据取出来并解码，再进行播放。这里主要是用Speex音频编解码技术对音频进行解码。只是每次解码播放完一帧后，要判断一下当前缓冲队列中是否为空，不能向空的队列中读取数据，否则产生数据异常，容易中断退出进程。

作为另一种实施方式，本发明提供了一种音视频同步处理过程。

发送端分别用进程采集音视频数据并打上时间戳，然后通过UDP协议发送出去。接收端接收到音频数据后播放，同时将当前播放的音频时间戳时间传送给视频进程，接收到视频帧后，计算出参考时间，如果没有达到参考时间，则解码播放；如果达到参考时间，就说明该帧滞后，要丢弃该视频帧，准备接收下一个视频帧。以此循环播放音视频。其中的参考时间为音频时间戳时间+（1/视频每秒采集帧数）

上述实施方式中，对音视频的其它处理与第一实施方式中相同，不再详细描述。

综上所述， 本发明的楼宇可视对讲系统结构简单，音频、数据信号利用现有PSTN固话网络进行传输，仅需单独布设SYV线传输视频信号，避免了传输线路的重复建设，提高设备的利用率；且系统中的电话交换机12、视频分配器17、图像信息处理模块15可直接从市场上购买而无需再开发，降低投资成本，且方便了后续的线路维护。

以上该仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种楼宇可视对讲系统，其特征在于，包括用以传输音频信号和控制信号的PSTN网络，及用以传输视频信号的视频传输网络；

其中，所述PSTN网络包括通过电话交换机连接的室内机、门口机及管理中心机；

所述视频传输网络包括以SYV线依次连接的视频切换器、图像信息处理模块、视频分配器，所述视频切换器通过所述门口机连接至所述图像信息处理模块的输入端，所述视频分配器通过SYV线连接至室内机的视频接口，且所述视频切换器通过SYV线连接所述管理中心机；

其中，每一楼层均设有所述视频分配器；

该系统还包括电控锁，所述门口机通过RVV线连接所述电控锁。

2.根据权利要求1所述的楼宇可视对讲系统，其特征在于，该系统还包括小区广告系统，该系统输出的广告通过所述图像信息处理模块、视频分配器传输至至所述室内机。

3.根据权利要求1或2所述的楼宇可视对讲系统，其特征在于，所述室内机控制面板设有呼叫键、开锁键及监视键。

4.根据权利要求3所述的楼宇可视对讲系统，其特征在于，所述室内机、门口机、管理中心机分别拥有唯一的电话号码。

5.根据权利要求4所述的楼宇可视对讲系统，其特征在于，所述室内机、门口机及管理中心机内均设有DTMF编解码电路。

6.根据权利要求5所述的楼宇可视对讲系统，其特征在于，通过UPS-DT向门口机及电控锁供电，通过UPS-CP向管理中心机供电，以220V市电为所述视频切换器供电。

7.根据权利要求6所述的楼宇可视对讲系统，其特征在于，所述室内机设有报警检测电路，当出现警情，触发所述检测电路，并通过电话交换机向管理中心机发出报警信号。

8.根据权利要求7所述的楼宇可视对讲系统，其特征在于，所述室内机设有SD卡接口。

9.一种对权利要求1-8任一权利要求所述的楼宇可视对讲系统进行音频处理的方法，所述方法包括：音频输入进程、音频接收进程和音频输出进程，首先，音频输入进程将音频数据发送到目标地址处，也就是发送到音频接收进程里，发送前先判断是否要继续发送音频数据，如果不要就直接退出该进程，否则开始读取音频数据，设置时间戳，然后发送当前帧到目标地址；

音频接收进程将从输入进程里发送过来的数据存取在缓冲队列中，以便进行队列调度；

音频输出进程从缓冲队列中把音频数据取出来并解码，再进行播放，每次解码播放完一帧后，要判断一下当前缓冲队列中是否为空，如果为空，不进行数据读取，否则向队列读取数据。

10.一种对权利要求1-8任一权利要求所述的楼宇可视对讲系统进行音频视频同步处理的方法，所述方法包括：

发送端分别用进程采集音视频数据并打上时间戳，然后通过UDP协议发送出去，接收端接收到音频数据后播放，同时将当前播放的音频时间戳时间传送给视频进程，接收到视频帧后，计算出参考时间，如果没有达到参考时间，则解码播放；如果达到参考时间，则要丢弃该视频帧，准备接收下一个视频帧，以此循环播放音视频。

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