一种带网络对讲机功能的单兵通讯调度系统的制作方法

本发明涉及通讯领域，尤其涉及的是一种基于通信网络带网络对讲机功能的单兵通讯调度系统及其实现方法。

背景技术：

近年来，由于汽车数量的急剧增多，高速公路上以及城市交通道路上因为超速、疲劳驾驶、拥堵而发生的交通事故也在不断增多。交通事故一旦发生，那么有关部门对交通事故的快速处理和应急调度的效率就显得尤为重要。

现有技术中，目前社会上的大部分指挥调度对讲通信系统普遍采用基于无线电的对讲机应急通信系统。对于这种系统，存在着设备功能单一、对讲范围有限、用户体验不佳、受环境影响大的缺点。

因此，现有的应急通讯调度系统有待于进一步的改进。

技术实现要素：

克服现有技术中对讲机设备功能单一、对讲范围受限、受所处环境影响大等不足之处，本发明提供了一种易使用、可适用范围广、实时性较高、可扩展性强的带网络对讲机功能的单兵通讯调度系统，

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种带网络对讲机功能的单兵通讯调度系统，所述单兵通讯调度系统包括：

单兵设备，所述单兵设备是采用SIP协议信令控制的嵌入式终端，与调度平台和其他单兵设备通过SIP信令进行单对单呼叫，同时也能使用自定义协议与其他单兵设备进行群组通话；

调度平台，所述调度平台是基于SIP协议的应用模块，与指定单兵设备进行互相单呼，同时也能对单兵设备进行管理，包括设备状态查询、GPS轨迹查询、设备群组管理和设备的强拉强拆；

中心控制服务器，用于对调度平台和单兵设备发起的请求进行处理，完成对SIP信令的解析、处理和响应；即为系统提供用户注册、设备状态更新、SIP单呼请求和设备对讲群组管理；

流媒体服务器，用于单呼过程中音频数据的转发，在收到中心控制服务器的指令之后分配端口给单兵设备或调度平台并提供语音转发通；

网络对讲服务器，基于JSON数据格式的自定义协议，为单兵设备提供群组对讲服务，用于小组内多用户之间的协同作业。

进一步，所述网络对讲服务器中，为不同的对讲群组分配不同的端口，根据每个组的单兵设备发上来的心跳包，保存并更新单兵设备的设备ID和对应的设备网络地址；当一台单兵设备按下PTT键讲话时无需呼叫振铃过程，网络对讲服务器即可为合法的设备提供语音分发服务，同一群组内的单兵设备能够同时收到该单兵设备上发的语音。

再进一步，所述单兵设备包括嵌入式芯片、语音处理模块、信令处理模块、交互模块、无线通信网络模块和供电模块，所述供电模块均与嵌入式芯片、语音处理模块、信令处理模块、显示交互模块和网络模块连接。

更进一步，所述调度平台包括单兵设备状态查询模块、GPS轨迹查询模块、单兵设备调度通话模和设备群组对讲管理模，

所述单兵设备状态查询模块，用于查看到各设备的在线与否情况，以及当前所处的状态，以便对单兵设备进行有效的管理调度；

所述的GPS轨迹查询模块，用于查询任意设备的轨迹，这部分包括实时轨迹查询和历史轨迹查询两块；通过对实时轨迹的查询了解单兵操作人员现在的位置和行驶的路径；通过对历史轨迹的查询了解单兵操作人员前段时间的工作路径，可以对之前的工作进行翻查；

所述单兵设备调度通话模块，用于与任一设备进行单呼通话，以便对现场人员进行及时的指挥调度；

所述的设备对讲群组管理模块，用于对设备的所属对讲群组进行分配管理，一方面是离线设备群组的分组管理以及在线设备群组对讲的强拉强拆管理；另一方面是分配设备的通话优先级。

本发明的有益效果为：(1)结合中心控制服务器，设备可根据用户的需求不同进行相应的功能扩展；(2)调度平台可实时监测单兵设备的工作情况以及单呼通话，以便对作业情况的把握和及时调度管理；(3)网络对讲服务器提供一键对讲服务，有利于复杂情况下的小组成员方便快捷的协同作业，综上，该系统具有易使用、可适用范围广、实时性高、可扩展性强、经济实用等优点。

附图说明

图1是整体系统设计框图。

图2是单兵设备的模块框图。

图3是调度平台的功能框图。

图4是本发明的系统中调度平台与单兵设备之间单呼的流程。

图5是本发明的系统中设备之间群组对讲功能的流程。

图6是本发明的系统中调度平台对设备进行强拉强拆功能的流程。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图6，一种带网络对讲机功能的单兵通讯调度系统，如图1所示，所述系统由单兵设备、调度平台、中心控制服务器、流媒体服务器和网络对讲服务器组成。

所述单兵设备是一台主要采用SIP协议信令控制的嵌入式终端，能够与调度平台和其他单兵设备通过SIP信令进行单对单呼叫，同时也能使用自定义协议与其他单兵设备进行群组通话，也就是设备上的网络对讲机功能。

所述单兵设备包括嵌入式芯片、语音处理模块、信令处理模块、交互模块、无线通信网络模块、供电模块；

所述供电模块用于给嵌入式芯片、语音处理模块、信令处理模块、显示交互模块、网络模块供电；

优选的，所述语音处理模块采用的芯片型号为TLV320ADC3101，主要用于采集语音信号以及音频的编解码(本系统语音数据采用G.711编码)。所述网络通信模块为3G/4G模块和WiFi模块，用于提供与无线网络的通信功能。所述嵌入式芯片型号为TMS320DM365，主要用于与服务器的信令收发，控制各模块的工作情况。

所述调度平台是一款基于SIP协议的应用模块，可以与指定单兵设备进行互相单呼，同时也能对设备进行各方面管理，包括设备状态查询，GPS轨迹查询，设备群组管理，设备的强拉强拆等。

所述调度平台包括单兵设备状态查询模块、GPS轨迹查询模块、单兵设备调度通话模和设备群组对讲管理模，

所述单兵设备状态查询模块，用于查看到各设备的在线与否情况，以及当前所处的状态，以便对单兵设备进行有效的管理调度；

所述的GPS轨迹查询模块，用于查询任意设备的轨迹，这部分包括实时轨迹查询和历史轨迹查询两块；通过对实时轨迹的查询了解单兵操作人员现在的位置和行驶的路径；通过对历史轨迹的查询了解单兵操作人员前段时间的工作路径，可以对之前的工作进行翻查；

所述单兵设备调度通话模块，用于与任一设备进行单呼通话，以便对现场人员进行及时的指挥调度；

所述的设备对讲群组管理模块，用于对设备的所属对讲群组进行分配管理，一方面是离线设备群组的分组管理以及在线设备群组对讲的强拉强拆管理，以便满足在现场复杂情况下的人员调度分配；另一方面是可以分配设备的通话优先级，以便可以对设备的群组对讲功能做更细致的管理。

所述中心控制服务器作为一台SIP代理服务器，主要为单兵设备和调度平台提供功能接入，接收来自单兵设备和调度平台的各类服务请求，对请求进行解析之后进行相应的业务逻辑操作并将结果返回给请求端。另外，中心控制服务器还用来控制流媒体服务器语音通道的产生与关闭。

所述流媒体服务器向中心控制服务器注册服务，提供用于控制的功能接口。流媒体服务器主要为单兵设备和调度平台提供单呼功能的语音数据转码和转发功能。

在本实施例中，所述中心控制服务器首先通过SIP协议消息头里的方法名来识别不同的请求类型，然后请求参数主要通过可扩展标记语言(Extensible Markup Language/XML)描述的消息体来传递。具体的，所述中心控制服务器根据消息头的方法名是REGISTER、SUBSCRIBE、NOTIFY还是INVITE来区分是注册请求、查询请求、通知请求还是语音请求。进一步的，对于注册请求，可以根据消息体中是否包含内容来判断该请求是否是注册请求还是登陆请求。进一步的，对于查询请求，也可以根据消息体内的字段属性内容来识别当前请求是进行设备列表查询，还是群组信息查询。进一步的，对于通知请求，可以根据消息体中的字段属性内容来区分到底是哪种通知请求，以及要通知什么内容给哪台设备。进一步的，对于语音请求，可以根据消息内容区分发起方是哪台单兵设备(或调度平台)，以及被呼叫方是哪台单兵设备(或调度平台)。同时通过流媒体服务器提供的相关接口来控制流媒体服务器生成语音通道，使流媒体服务器能够接收来自单兵设备和调度平台的音视频数据，并对接收到的音视频数据进行转发。

图2所述的单兵设备作为一种嵌入式终端设备，可进一步分为供电模块、语音处理模块、信令处理模块、网络通信模块、交互模块、嵌入式芯片。

其中，供电模块主要用于给各部分提供能源；语音处理模块主要用于对采集的声音信号进行编解码使之适应在网络上传输；信令处理模块用于处理SIP消息和基于JSON(JavaScript Object Notation)数据格式的自定义消息；网络通信模块包括3G模块和Wi-Fi模块，用于通过网络收发给各类信令和语音数据；交互模块主要包括麦克风、扬声器、显示屏和物理按键，这部分主要用于声音信号的采集与播放，以及接受用户的指令。

图3所述的是本发明的调度平台的功能框图。

所述调度平台提供一个可视化的交互界面，主要用于与设备的单呼。具体的，调度平台的通话交互界面提供的通话操作组件主要包括：SIP电话拨号、接听来电和挂断通话，用户通过点击一个操作组件便可以启动对应的功能。调度平台除了具备SIP电话业务功能外，还具有单兵设备状态查询、GPS轨迹查询、单兵设备调度通话、设备对讲群组管理等功能。调度平台通过上述各项功能，实现了对单兵设备的统一调度和集中管理。

图4为本发明的调度平台(或单兵设备)向单兵设备(或调度平台)发起单点呼叫的流程图。

步骤S1，调度平台(或单兵)接收外部通信指令。

步骤S2，调度平台(或单兵)根据外部通信指令向中心控制服务器发送相应的SIP呼叫消息。

步骤S3，中心控制服务器发送控制指令到流媒体服务器。

步骤S4，中心控制服务器将SIP呼叫消息转发到单兵设备(或调度平台)。

步骤S5，单兵设备(或调度平台)接收SIP呼叫消息，回复SIP响应消息，并发送音频数据。

步骤S6，调度平台(或单兵设备)接收SIP响应消息，并发送音频数据。

步骤S7,流媒体服务器根据控制指令对音频数据进行接收、转码和转发。

步骤S8，调度平台(或单兵设备)接收外部结束通信指令。

步骤S9，调度平台(或单兵设备)发送SIP结束通话消息到中心控制服务器，并停止发送音频数据。

步骤S10，中心控制服务器将SIP结束通话消息转发给单兵设备(或调度平台),单兵设备(或调度平台)接收并停止发送音频数据。

步骤S11，中心控制服务器向流媒体服务器发送控制指令。

步骤S12，流媒体服务器停止处理音频数据，释放语音通道。

本发明的单兵可视调度系统中单兵设备向其他单兵设备发起单点呼叫的流程可参考图4，不再赘述。

图5为本发明中单兵设备网络对讲机功能的流程图。本实例中三台单兵设备都同属于同一群组。

步骤S1，单兵设备1开机。

步骤S2，单兵设备2开机。

步骤S3，单兵设备3开机。

步骤S4，单兵设备1发送群组查询消息到中心控制服务器。

步骤S5，单兵设备2发送群组查询消息到中心控制服务器。

步骤S6，单兵设备3发送群组查询消息到中心控制服务器。

步骤S7，中心控制服务器查询数据库。

步骤S8，中心控制服务器回复单兵设备1所属群组信息。

步骤S9，中心控制服务器回复单兵设备2所属群组信息。

步骤S10，中心控制服务器回复单兵设备3所属群组信息。

步骤S11，单兵设备1发送加入群组消息到网络对讲服务器。

步骤S12，单兵设备2发送加入群组消息到网络对讲服务器。

步骤S13，单兵设备3发送加入群组消息到网络对讲服务器。

步骤S14，单兵设备1按下PTT键。

步骤S15，单兵设备1向网络对讲服务器发送讲话请求信令。

步骤S16，单兵设备1开始上传音频数据。

步骤S17，网络对讲服务器转发单兵设备1上发的音频数据给同组的设备2。

步骤S18，网络对讲服务器转发单兵设备1上发的音频数据给同组的设备3。

步骤S19，单兵设备1讲话完毕，松开PTT键。

步骤S20，单兵设备1向网络对讲服务器发送结束讲话信令。

步骤S21，网络对讲服务器释放相关资源，恢复初始化等待下一次的音频数据上发。

图6为本发明的系统中调度平台对设备进行强拉强拆功能的流程。该功能主要是针对在线设备群组的临时调整，以做到对设备的更细致的调度管理。

步骤S1,，调度平台接收到用户的强拉指令。

步骤S2，调度平台发送群组强拉消息到中心控制服务器。

步骤S3，中心控制服务器转发该群组强拉消息到指定单兵设备。

步骤S4，单兵设备接收到群组强拉消息后，发送群组注销信令到网络对讲服务器以退出当前群组。

步骤S5，单兵设备发送加入新群组到网络对讲服务器以加入新的群组。

步骤S6，单兵设备加入新群组后，发送群组强拉响应消息到中心控制服务器。

步骤S7，中心控制服务器接转发该回复到调度平台，反馈强拉结果。

步骤S8，调度平台接收用户的强拆指令。

步骤S9，调度平台发送群组强拆消息到中心控制服务器。

步骤S10，中心控制服务器转发该强拆消息到指定设备。

步骤S11，设备收到群组强拆消息后，发送退出当前群组到网络对讲服务器。

步骤S12，设备退出群组后，发送群组强拆响应给中心控制服务器。

步骤S13，中心控制服务器转发群组强拆响应给调度平台，反馈设备群组强拆结果。