专利名称：基于通用即插即用协议的网络电话及其使用方法
技术领域：
本发明涉及一种IP电话机及其使用方法，具体地该IP电话机包括有基于UPNP协议(即通用即插即用网络协议)的硬件结构和软件控制模块，以及在此基础上使用该IP电话机与网络服务器建立通讯的方法。
背景技术：
随着宽带技术在网络通信中的应用，越来越多的个人和单位用户使用IP电话机做为通讯工具和使用网络提供的各种信息服务。现有所使用的网络IP电话机大多是有线的，即需通过网线连接到各自的网络中去，所以也就只能作为固定电话来使用。
现有IP电话机的线路铺设，是无法满足移动化办公的需求。目前国内外大公司都在推行移动化办公，即公司管理层和职员根据自身业务特点而采取办公位置和场所不固定的办公方式，若为每个人配置固定电话就会造成资源浪费。而且，目前802.11协议技术在现有网络应用中已经证明其具有数据传输稳定、通讯范围达到100米等优点，可基本满足无线网络通讯的标准要求，因而网络无线IP电话机已具有相当的可行性和操作性。
另外，现有普通IP电话机仅能提供语音服务，在增值服务方面无法提供更多的功能，IP电话机的系统功能未能充分发挥。
如上所述，采用网络无线IP电话机已成为一种可行的办公设备。但由于无线话机在每次启动或进入办公场所时，需由用户手动拨号向网守登记，否则网守将认为该话机已关或是离开服务区。每次关机或者离开时，需要人工通知网守的使用方法很不方便。
发明内容
本发明所述的一种基于UPNP协议的IP电话机及其使用方法，即可解决上述问题而设计有使用UPNP(通用即插即用)协议的网络接口，同时配置实现自动登录网络服务器和网守自动查找用户，从而实现IP电话机的无线连接，以及具有号码查询和短消息发送接收功能的控制系统模块。
本发明所述网络无线IP电话机的硬件结构包括有核心芯片、SDRAM存储器、Flash存储器、用户接口逻辑电路、提示音部件和语音编码电路等。
应用所述的UPNP协议，是在话机中增设有一无线网络接口部件。
无线网络接口部件选用CF卡接口，可实现对有线网络传输的兼容，并留有普通的有线网络接口。
本发明所述基于UPNP协议的IP电话机，其控制系统包括有以下模块电源管理模块、主程序模块、网络模块和用户接口模块等。其中，在网络模块中还增设有802.11无线驱动模块和UPNP协议栈。
UPNP协议栈存储、固化到Flash存储器中，其功能是实现电话机与网守设备的自动发现，通过与网守通讯将话机信息发送到网守上，并得到其他话机的信息。
本发明所述的基于UPNP协议的IP电话机，其控制系统将所接收的数据信息也存储在Flash存储器中，并可根据用户操作来进行修改或删除。
信息文件主要包括有初始化文件、短消息标题列表文件、短消息正文文件、以及电话号码链表文件。
初始化文件采取以下格式电话机IP地址+网关的IP地址+电话号码+是否订阅短消息标志+是否订阅电话号码标志+电话机说明备注。
短消息标题列表文件采取以下格式短消息标题+对应的文件名称。
短消息正文文件采取以下格式短消息名称+接收时间+发送方电话号码+短消息正文。
电话号码链表文件采取以下格式电话号码+IP地址+对方简介。
本发明所述的基于UPNP协议的IP电话机，其工作流程是第一步，建立与网守的通讯连接。
向所在网络内查询网守设备。若存在网守设备，则从网守反馈获得网守设备的IP地址、端口号和简单的网守设备描述；则所述IP电话机即成为UPNP设备终端，并向网守发布建立连接信息，包括有话机的IP地址、端口号和简单描述。
第二步，使用所述IP电话机实现自动登录网络。
(1)、系统上电自检。进行上电硬件检测，并检测采用有线还是无线连接进行相应的配置；(2)、进行系统初始化；(3)、UPNP协议栈初始化；(4)、根据UpnP协议进行自动入网注册和信息订阅。由所述的IP电话机向网守发送初始化文件。
第三步，保持与网守通讯并接收、处理信息或拨打电话。
(1)、自动登录入网后获得网守提供的服务和接收短消息。
所述IP电话机在接收到短消息后，会自动保存到JFFS文件系统中，同时生成短消息标题列表文件供用户查询；而具体的短消息正文内容则保存至短消息正文文件中。
(2)、由用户自行处理信息和更改服务类型。
所述IP电话机接收由网守发送的上述信息，并可自行处理上述信息。包括有初始化信息修改、电话号码说明备注的修改、对所订阅短消息和电话号码的修改、短消息删除、电话号码更新或电话号码删除。
第四步，使用IP电话机拨打或接收电话。
(1)、网内电话拨号。
网络内部电话机之间，根据所保存的无线话机号码和IP地址，不通过网守而直接呼叫并建立通讯连接。
(2)、主叫拨号。
用户根据电话号码查询功能，选择需要呼叫的电话号码，与网守建立连接；网守反馈给电话号码对应的IP地址；电话根据IP地址与被叫方建立连接，进行语音数据的传输；通话结束，断开被叫电话机；电话机与网守通讯，通知通话结束。
(3)、被叫拨号当有电话通过网络向本网络发起呼叫后，网关将数据包转发到无线网络电话机，并为它们建立转发连接通道；无线网络电话机在接收到数据包后，返回接通信息；在无线网络电话机接通后，双方就可以自由通话了。
第五步，断开与网络连接。
当所述IP电话机关机或离开网络时，由所述IP电话机自动向网守发布下线信息。则网守会相应地更新与此IP电话机相关的资源列表内容，并向所有电话机发布此下线信息。
如上所述，本发明所述的基于UPNP协议的IP电话机及其使用方法具有以下优点和有益效果1、使用现有的802.11协议技术，实现了一种适应现代移动化办公的无线网络通讯模式，具有可行性和可靠的操作性；2、实现了无线网络电话自动登录功能，方便用户使用；3、无网络的线路铺设要求，网络内用户可随意增加或是删除，方便系统管理者对网络资源的管理；4、扩展了现有IP电话机的服务类型，适应现有信息快速、准确传输的要求，能提供更多的增值服务。
图1是本发明所述IP电话机的结构示意图；图2是所述IP电话机的控制系统模块示意图；图3是图2中的网络模块结构示意图；图4是本发明所述IP电话机自动登录网络的流程图；图5是所述IP电话机控制系统的初始化文件格式图；图6是所述IP电话机自动入网使用的流程图；图7是所述IP电话机接收短消息的标题文件格式示意图；图8是所述短消息正文文件的格式示意图；图9是所述IP电话机存储的电话号码列表文件格式示意图；图10是所述IP电话机主叫拨号流程示意图；图11是所述IP电话机被叫拨号流程示意图。
其中，如图1所示，本发明所述的IP电话机的硬件结构主要包括有核心芯片101、无线网络接口部件102、存储器部件(SDRAM芯片103、Flash芯片104)、用户接口逻辑电路106、显示部件105、输入键盘部件107、提示音部件108、语音编码电路110、话筒电路部件109、耳机电路部件111。
如图2所示，所述IP电话机的控制系统主要包括有电源管理模块201、主程序模块202、网络模块203、用户接口模块204、液晶显示程序模块205、按键和触摸屏驱动模块206、提示音模块207、语音处理模块209、语音接口管理模块208。
如图3所示，所述的IP电话机控制系统中的网络模块203主要包括有UPNP协议栈301、H.323协议栈302、TCP/IP协议栈303、802.11无线驱动模块304。
具体实施例方式
实施例1，结合图1所示，本发明所述的基于UPNP协议的IP电话机，其硬件结构主要包括有核心芯片101、SDRAM存储器103、Flash存储器104、用户接口逻辑电路106、显示部件105、输入键盘部件107、提示音部件108、语音编码电路110、话筒电路部件109、耳机电路部件111。
其中，将UPNP协议技术应用于话机上来实现无线连接，是在上述IP电话机中增设有一无线网络接口部件102，即采用802.11b网络接口。
无线网络接口部件102选用CF卡接口，既可保证缩小无线话机的体积，又实现了兼容目前的有线网络传输，并留有普通的网络RJ54接口。
如图1-图3所示，本发明所述的基于UPNP协议的IP电话机，其控制系统主要包括有电源管理模块201、主程序模块202、网络模块203、用户接口模块204、液晶显示程序模块205、按键和触摸屏驱动模块206、提示音模块207、语音处理模块209、语音接口管理模块208。
所述的IP电话机控制系统中的网络模块203主要包括有H.323协议栈302、TCP/IP协议栈303、802.11无线驱动模块304。
其中，在网络模块203中增加应用UPNP协议的UPNP协议栈301。该协议栈的功能是实现电话机与网守设备的自动发现，通过与网守通讯将话机信息发送到网守上，并得到其他话机的信息。
所述的UPNP协议栈301存储固化到Flash存储器104中。
同时，本发明所述IP电话机的控制系统采用嵌入式linux操作系统，在所述的控制系统模块中加入可读写的flash文件系统-JFFS文件系统，使得话机可以相对独立地生成并存储文件，而不必考虑Flash存储器自身的读写方式。
如图5、图7、图8和图9所示，本发明所述的基于UPNP协议的IP电话机，其控制系统中的网络模块203中所增设的UPNP协议栈301，在实现话机自动登录、网守设备自动发现所述IP话机、与网守通讯发送信息、以及接收网络服务器发来的数据信息时，将各种信息文件存储在Flash存储器中，并可根据用户操作来进行修改或删除。
存储在Flash存储器中的信息文件主要有初始化文件、短消息标题列表文件、短消息正文文件、以及电话号码链表文件。
如图5所示，IP电话机控制系统的初始化文件的格式是电话机IP地址+网关的IP地址+电话号码+是否订阅短消息标志+是否订阅电话号码标志+电话机说明备注。其中，电话机IP地址由网络服务器给出，以字符串形式保存在上述文件的起始位置，每次发送时自动套用，除非由用户依据网络服务器提供的新的IP地址进行修改。电话机IP地址的字符串长度为15个字节；网关的IP地址也由网络服务器给出，以字符串形式保存在文件中，其字符串长度为15个字节；电话号码是并非是IP电话机本身的号码，而是由网守分配给所述IP电话机的代号。所述号码为5位阿拉伯数字(从0-9中抽取任意5位数字)，以字符串形式保存，字符串长度为5个字节；是否订阅短消息标志，标志代码为1个字节的标志位。表示订阅的标志是“1”，表示不订阅的标志是“0”；是否订阅电话号码标志，标志代码为1个字节的标志位。表示订阅的标志是“1”，表示不订阅的标志是“0”；电话机说明备注，是记录此IP电话机的相关说明，所有字符占用的空间小于1KB。
网络服务器发送短消息、以及所述IP电话机接收短消息文件，实际上同时发送和接收短消息标题列表文件和短消息正文文件。上述两文件是相应设置或发送的，从而指向同一短消息正文内容。
如图7所示，短消息标题列表文件的格式是短消息标题+对应的文件名称。
短消息标题起到提示和概括短消息正文内容的作用，并占用16个字节；而文件名称与短消息正文文件中的名称相一致。
如图8所示，短消息正文文件的格式是短消息名称+接收时间+发送方电话号码+短消息正文。其中，短消息名称，与短消息标题列表文件中的文件名称相一致；接收时间，是此IP电话机实际收到短消息的具体时间，包括年、月、日、时、分、秒；发送方电话号码，若此短消息不是由网守发布的，则公开记录有发送此短消息的实际电话号码；短消息正文，提供有显示中、英文和标点的字库，其占用空间最大为64k字节。
如图9所示，电话号码链表文件可保存网络系统中的其他电话机的信息，其文件格式是电话号码+IP地址+对方简介。
如上所述，是本发明基于UPNP协议的IP电话机的主要结构和控制模块内容。
在此基础上，如图4、图6所示，基于UPNP协议IP电话机的使用方法是第一步，建立与网守的通讯连接。
利用所述IP电话机向所在网络内查询网守设备。若存在网守设备，则从网守反馈获得网守设备的IP地址、端口号和简单的网守设备描述；则所述IP电话机即成为UPNP设备终端，并以XML文件格式向网守发布建立连接信息，包括有话机的IP地址、端口号和简单描述。根据DHCP协议，向DHCP服务器申请IP地址。
网守获得以上信息后，并将在反馈中向所述的IP电话机回传如图5中所述的电话号码；第二步，使用所述IP电话机实现自动登录网络。
(1)、系统上电自检。进行上电硬件检测，并检测采用有线还是无线连接进行相应的配置；(2)、进行系统初始化；(3)、UPNP协议栈初始化；(4)、根据UpnP协议进行自动入网注册和信息订阅。由所述的IP电话机向网守发送如图5所述的初始化文件。
第三步，保持与网守通讯并接收、处理信息或拨打电话。
(1)、自动登录入网后获得网守提供的服务和接收短消息。
自动登录入网后，网守以XML文件格式向电话公布服务类型，用户通过所述的IP电话机向网守订阅服务，以获得网守所提供的网内电话号码信息和短消息；所述IP电话机在接收到短消息后，会自动保存到JFFS文件系统中，同时生成如图7所示的短消息标题列表文件供用户查询；而具体的短消息正文内容保存至如图8所示的短消息正文文件。
上述短消息在生成相应文件中，标题列表文件和正文文件同时生成并相一致。
所生成的短消息文件最多可保存100条，序列号为1-100。
若短消息序列号已满，则查询所有序列号文件中的接收时间，并选择最近接收的文件，用新消息内容覆盖原消息内容。
(2)、由用户自行处理信息和更改服务类型。
所述IP电话机接收由网守发送的上述信息，并可自行处理上述信息。包括有初始化信息修改。可由用户修改所述IP电话机的初始化信息。如修改电话号码，修改后的号码在每次自动登录时由操作程序将号码发送到网守，所述IP电话机自动更新初始化文件则完成。相应地，网守则更新其数据库，并向所有订阅电话号码的电话发送更改后的新号码。
电话号码说明备注的修改。可由用户通过电话键盘和LCD屏幕输入备注(支持中文输入)，电话自动更新初始化文件并通知网守。网守得到后，更新数据库，并通向所有订阅电话号码的电话发送更改后的该电话的新备注。
对所订阅短消息和电话号码的修改。在用户修改后保存到文件中并通知网守。网守将更新数据库，今后不再发送短消息和电话号码。
短消息删除。所述IP电话机最多可保存100条短消息，当超过100条时由电话机自动删除接收时间最早的一条，以此类推。同时也可由用户手动删除短消息。用户通过菜单选择一条短消息，并执行删除命令后，文件系统首先更新短消息标题列表文件，通过字符串查询方式找到短消息标题和文件名并删除。同时根据短消息标题查询到的文件名称，删除掉文件系统中的短消息正文文件。
电话号码更新。若有新的电话进入网络系统中，则网守自动监测并更新数据库，向已订阅电话号码查询功能的话机自动发送对应的IP地址和电话机说明备注。
电话号码删除。若有某部电话机离开网络则会通过UPNP协议通知网守。由网守自动更新数据库，并通知相应的电话机。电话机更新电话列表文件，文件系统通过空格键查询每部电话机的信息，并删除对应电话号码的信息。
第四步，使用IP电话机拨打或接收电话。
(1)、网内电话拨号。
网内拨号是指网络内部的电话机之间，根据所保存的网络内部所有无线话机的号码和IP地址，采用不通过网守而直接呼叫的方式建立相互间的连接。
主叫方根据IP地址直接向被叫方传输语音数据，任何第三方此时若想连接均会被主叫方和被叫方拒绝。
(2)、主叫拨号。
如图10所示，主叫方需与网外话机建立通讯时，需通过网守对外拨号。
用户根据电话号码查询功能，选择需要呼叫的电话号码，与网守建立连接；网守反馈给电话号码对应的IP地址；电话根据IP地址与被叫方建立连接，进行语音数据的传输；通话结束，断开被叫电话机；电话机与网守通讯，通知通话结束。
(3)、被叫拨号如图11所示，被叫方当接收网外话机的拨号时，需通过网守进行连接和传输。
当有电话通过网络向本网络发起呼叫后，网关将数据包转发到无线网络电话机，并为它们建立转发连接通道；无线网络电话机在接收到数据包后，返回接通信息；在无线网络电话机接通后，双方就可以自由通话了。
上述第三步和第四步流程，实际上可以同时进行，并不分前后次序。
第五步，断开与网络连接。
当所述IP电话机关机或离开网络时，由所述IP电话机自动向网守发布下线信息。则网守会相应地更新与此IP电话机相关的资源列表内容，并向所有电话机发布此下线信息。
综上所述，即是本发明所述的基于UPNP协议IP电话机的使用方法流程内容。
实际上除非所述的IP电话机第一次登录使用，否则所述的IP电话机的使用流程是上述第二步至第五步描述的内容。
权利要求
1.一种基于UPNP协议的IP电话机，主要包括有核心芯片、存储器、用户接口逻辑电路、显示部件、输入键盘部件、提示音部件、语音编码电路和话筒电路部件，其特征在于IP电话机还设置有一无线网络接口部件，并在IP电话机的控制系统的网络模块中设置有802.11无线驱动模块和UPNP协议栈。
2.根据权利要求1所述的基于UPNP协议的IP电话机，其特征在于所述的无线网络接口部件选用CF卡接口，并保留有线网络接口。
3.根据权利要求2所述的基于UPNP协议的IP电话机，其特征在于所述的IP电话机设置用以存储UPNP协议栈和数据信息文件系统的Flash存储器。
4.根据权利要求3所述的基于UPNP协议的IP电话机，其特征在于存储在Flash存储器上的数据信息文件包括有初始化文件，其格式是电话机IP地址+网关的IP地址+电话号码+是否订阅短消息标志+是否订阅电话号码标志+电话机说明备注。
5.根据权利要求3所述的基于UPNP协议的IP电话机，其特征在于存储在Flash存储器上的数据信息文件包括有短消息标题列表文件和短消息正文文件；短消息标题列表文件的格式是短消息标题+对应的文件名称；短消息正文文件的格式是短消息名称+接收时间+发送方电话号码+短消息正文。
6.根据权利要求3所述的基于UPNP协议的IP电话机，其特征在于存储在Flash存储器上的数据信息文件包括有电话号码链表文件，其格式是电话号码+IP地址+对方简介。
7.一种基于UPNP协议的IP电话机的使用方法，其特征在于所述基于UPNP协议IP电话机的工作流程是，第一步，建立与网守的通讯连接；向所在网络内查询网守设备；若存在网守设备，则从网守反馈获得网守设备的IP地址、端口号和简单的网守设备描述；所述IP电话机向网守发布建立连接信息，包括有话机的IP地址、端口号和简单描述；第二步，使用所述IP电话机实现自动登录网络；(1)、系统上电自检；进行上电硬件检测，并检测采用有线还是无线连接进行相应的配置；(2)、进行系统初始化；(3)、UPNP协议栈初始化；(4)、根据UpnP协议进行自动入网注册和信息订阅；由所述的IP电话机向网守发送初始化文件；第三步，保持与网守通讯并接收、处理信息或拨打电话；(1)、自动登录入网后获得网守提供的服务和接收短消息；所述IP电话机在接收到短消息后，会自动保存到JFFS文件系统中，同时生成短消息标题列表文件供用户查询；具体的短消息正文内容则保存至短消息正文文件中；(2)、由用户自行处理信息和更改服务类型；第四步，使用IP电话机拨打或接收电话；(1)、网内电话拨号；网络内部电话机之间，根据所保存的无线话机号码和IP地址，不通过网守而直接呼叫并建立通讯连接；(2)、主叫拨号；用户根据电话号码查询功能，选择需要呼叫的电话号码，与网守建立连接；网守反馈给电话号码对应的IP地址；电话根据IP地址与被叫方建立连接，进行语音数据的传输；通话结束，断开被叫电话机；电话机与网守通讯，通知通话结束；(3)、被叫拨号；当有电话通过网络向本网络发起呼叫后，网关将数据包转发到无线网络电话机，并为它们建立转发连接通道；无线网络电话机在接收到数据包后，返回接通信息；第五步，断开与网络连接；当所述IP电话机关机或离开网络时，由所述IP电话机自动向网守发布下线信息；则网守会相应地更新与此IP电话机相关的资源列表内容，并向所有电话机发布此下线信息。
全文摘要
本发明所述的基于UPNP协议的IP电话机及其使用方法，提供有使用UPNP(通用即插即用)协议的网络接口，同时配置实现自动登录网络服务器和网守自动查找用户，从而实现IP电话机的无线连接，以及具有号码查询和短消息发送接收功能的控制系统模块。本发明所述的基于UPNP协议的IP电话机及其使用方法，可实现无线网络通讯模式，从而扩展了现有IP电话机的服务范畴，适应现有信息快速、准确传输的要求，能提供更多的增值服务。
文档编号H04M1/00GK1620070SQ20031010568
公开日2005年5月25日 申请日期2003年11月20日 优先权日2003年11月20日
发明者李玉军, 黄寅洲 申请人:海信集团有限公司