無線VoIP系統設計應用

其中A0～A20：地址輸入；DQ0～DQ14：數據輸入／輸出；DQ15／A-1：DQ15(按字模式進行數據的輸入／輸出)，A-1(按字節模式進行最低有效位地址輸入)；CE：切片啟動輸入；WE：寫啟動輸入；OE：輸出啟動輸入；RESET：硬件重啟引腳，低電平有效；RY／BY：讀／忙輸出，連接到主處理器ADM5120的RDY引腳以提高速度。

W986432DH的引腳分布如圖4所示。其中A0～A10：地址引腳；BS0和BS1：存儲體選擇；DQ0～DQ31：數據輸入／輸出的復用引腳；RAS：行地址選通；CAS：列地址選通；WE：允許寫入，命令輸入，當在RAS時鐘上升沿取樣時，CAS和WE確定操作將被執行；DQM0～DQM3：輸入／輸出掩碼，當DQM在讀周期高電平采樣時輸出緩沖區置于高阻抗(2個時延)，而在寫周期采樣將零時延地阻止寫操作；CLK：在時鐘上升沿抽樣輸入；CKE：時鐘啟動，當CKE為低時，進入掉電模式、暫停模式或自我充電模式。

2 系統軟件的設計與實現

系統軟件設計的整體架構如圖5所示，其在無線局域網內實現了基于ADM5120的UDP方式點對點通訊和廣播通訊。UDP(User Datagram Protocol，用戶數據報協議)主要用來支持那些需要在計算機之間傳輸數據的網絡應用。眾多的客戶／服務器模式的網絡應用例如網絡視頻會議系統等都需要使用UDP協議。UDP協議直接位于IP(網際協議)協議的頂層，屬于網絡協議中的傳輸層協議。由于UDP協議不需建立連接，具有效率高、速度快和占用資源少等優點，應用于消息通信和實時系統中可以提高系統傳輸數據的效率。UDP具有組播和廣播功能，是分發信息的一個理想協議。本系統還移植了一種基于ADM5120的嵌入式Web服務器boa，實現了對VoIP系統進行基于B／S方式的Web配置。


2.1 點對點通訊的實現

在本系統中，在一個網段內的任意兩個應用程序之間可以進行全雙工通信，每個應用程序既可做為服務器又可做為客戶端。其UDP編程步驟如圖6所示，以下是兩個應用程序A和B之間進行點對點通訊的具體實現過程：



(1)雙方分別建立socket，調用socket函數：

s=socket(PF_INET，SOCK_DGRAM，0)

SOCK_DGRAM表示套接字類型為數據報套接字，即采用UDP協議進行通信。

(2)綁定已設置好的自己的地址和端口信息，調用bind函數：

bind(s，(struct sockaddr*)my_addr，sizeof(structsockaddr))

(3)將select函數置于阻塞狀態，直到監視文件描述符集合rfds中某個文件描述符發生變化為止：

select(pCtrl->rwd+1，＆rfds，IFX_NULL，IFX_NULL，NULL)

(4)數據傳輸：sendto()和recvfrom()用于在無連接的數據報socket方式下進行數據傳輸。由于本地socket并沒有與遠端機器建立連接，所以在發送數據時應指明目的地址。如圖6所示，A作為發送方，通過其套接字用函數sendto()將其服務請求數據發送到接收方B的指定端口，B通過其套接字用函數recvfrom()接收數據，處理好服務請求后又將服務應答發回A，此時A便成了接收方，A接收應答后還可繼續發送數據給B。

2.2 廣播通訊的實現

廣播和多播都用于實現向多個接收者發送UDP數據報，但是廣播不像多播那樣在接收端有復雜的控制過程，因而實現比多播簡單的多。以下廣播通訊的實現均在點對點通訊的基礎上實現的。

在發送方，只需要設置套接字socket的選項為允許發送廣播，然后在發送時指定目的IP為廣播地址即可。具體地，允許socket廣播通過setsockopt函數設置廣播選項來實現，當setsockopt參數optname為SO_BROADCAST時，表示打開或禁止從該socket廣播，當參數optval為1時允許廣播，為0時禁止廣播。

系統編程實現廣播的部分源碼為：

int bBroadcast=1：
setsockopt(pCtrl-->nAdminSocket，SOL_SOCKET，SO_BROADCAST，bBroadcast，sizeof(bBroadcast))；
setsockopt(pConn-->nUsedSocket，SOL_SOCKET，SO_BROADCAST，bBroadcast，sizeof(bBroadcast))；
tO_addr．sin_addr．s_addr=inet_addr(WIRLESS_IP_BROADCAST)；

／*WIRLESS_IP_BROADCAST為廣播地址，其值是將網絡接口(本系統為ath0)IP地址的主機ID部分設置為全1，網絡ID部分不變而得到*／

tO_addr．sin_family=AF_INET；

據文獻[7]所講，在接收方，一般不需做任何改動即可收到廣播。但在本系統實現的實驗過程中，當將socket綁定到非INADDR_ANY的IP地址時，接收方無法收到廣播，并且沒有任何錯誤指示，即需要綁定本地端口地址到通配地址INADDR_ANY才可接收廣播：

my_addr．sin_addr．s_addr=htonl(INADDR_ANY)；

另外，本系統還實現了廣播強插功能，即不管用戶當前處于摘機、撥號狀態，還是處于通話狀態，當有廣播來電時，都斷開原來的連接而與廣播主叫建立新的連接(用戶不用掛機)。為了防止通話混亂，本系統設定同一時刻只有擁有廣播控制權的用戶有發言權，而其他用戶能聽不能說，當其他用戶想發言時，只要按下“*”鍵就搶到了廣播控制權，最后只有當擁有廣播控制權的用戶掛機時，廣播才停止，而任一其他用戶掛機，不影響廣播通訊繼續進行。

系統編程實現廣播強插的部分源碼見表1和表2。




3 結 語

該系統設計完成后，成功地應用于常德市某一電廠，進行生產調度，系統能實現點對點通訊和廣播通訊，并且通話質量良好，基本無雜音和抖動。

本系統因自帶無線網卡可以自組織網絡，它可以作為一種無線指令調度機被應用到通信蔽塞的工廠，另外還可外接喇叭自動接聽電話，機器操作員不用停下手中的工作就可照指令進行相應的操作。另外，本系統應用可拓展性好，如：系統可通過PCM通道進行FXO連接從而實現與傳統PSTN互通(見圖1)；在本系統上移植SIP協議棧便可實現與WIFI手機互通；將本系統整合到Ad Hoc網絡中，基于Ad Ioc網絡的各類移動終端設備便可應運而生，因此本系統具有廣闊的市場前景。