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《北京交通大学》 2009年
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数字矿山综合无线通信管理系统中嵌入式SIP终端的设计与实现

龙小健  
【摘要】: 目前,我国煤矿井下通讯基本上是采用有线装置,依靠电缆传输信息。为了将传统分散的、重复建设的煤矿井下不同功能的系统融为一体,对矿山生产、安全进行统一的自动化调度管理,构建了数字矿山综合无线通信管理系统。该系统基于当前先进的WLAN通信技术,集成了煤矿井下无线语音调度、无线视频通信、设备控制、环境监测等功能。作为其中一个重要组成部分的语音调度子系统,采用基于无线局域网的VoIP技术,实现了煤矿井下、井上分机之间的无线语音通信、组呼、语音信箱、电话会议等功能。本论文研究的内容是为了实现嵌入式SIP终端。该终端是属于无线语音调度子系统中的一部分,对煤矿井下的无线语音调度功能的实现具有重要意义。 本文在描述数字矿山综合无线通信管理系统的组成结构后,根据系统的总体要求,设计并实现了语音调度子系统的服务器端管理界面和SIP软终端。然后在详细分析SIP协议的实现机制,网络结构,功能实体,信令流程之后,结合目前流行的嵌入式软件开发平台Linux,完成了基于VoIP技术的嵌入式SIP终端硬件平台的搭建,嵌入式开发环境的建立,嵌入式Linux操作系统的移植,根文件系统的建立以及嵌入式SIP终端软件架构的设计和重要模块的实现。根据实际应用需求和易于实现的指导思想,以事件为导向设计了系统的软件部分。该软件系统分为用户程序、SIP信令处理、RTP实时传输和网络协议接口四个模块。各模块间的功能相对独立,但彼此之间又有相互联系,形成了垂直型的层次关系。其中,重点实现了SIP信令处理模块和用户程序模块。 接着对嵌入式SIP终端以及数字矿山综合无线管理系统进行了测试。 通过搭建一个测试网络测试了嵌入式SIP终端的通话过程,利用Wireshark分析了该通话过程的SIP信令过程(SIP终端注册,呼叫建立,拆除)和各种SIP消息。通过ClearSight Analyzer分析了SIP终端注册,呼叫建立,拆除的实际流程图和这个测试网络的语音质量,对该测试网络进行了VoIP Qos的总体指标评价以及包丢失分析,抖动分析,失序的包传输和时延分析。 在校园内搭建测试网络对数字矿山综合无线管理系统进行测试之后,我们来到上湾煤矿进行煤矿井下实际测试,通过对语音调度子系统的测试,分析了语音通信范围的4个临界点的数据,得出了煤矿井下AP的部署要求。通过抓取语音通信时的无线数据包,分析了Wi-Fi手机在WLAN中的接入流程和切换流程。测试结果表明,该语音调度子系统在煤矿井下工作正常,达到了预期的目的。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TD65

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