專利名稱：一種基于sip的教學培訓終端的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種終端，尤其涉及一種基于SIP的教學培訓終端。
背景技術：
在現(xiàn)在日益信息化的社會中，計算機和網絡已經全面滲透到日常生活的每一個角落。對于我們每個人，需要的已經不再僅僅是那種房子桌子上處理文檔，進行工作管理和色和國內產控制的計算機“機器”;各種各樣的新型嵌入式設備在應用數量上已經遠遠超過通用計算機，任何一個普通人可能擁有從大到小的各種使用嵌入式技術的電子產品，小到mp3，PDA等微型數字產品，達到網絡家電，智能家電，車載電子設備。而在工業(yè)和服務領域中，使用嵌入式技術的數字機床、智能工具、工業(yè)機器人、服務機器人也將逐漸改變傳統(tǒng)的工業(yè)和服務方式。嵌入式系統(tǒng)可以成為后PC時代和后網絡時代的新秀。與傳統(tǒng)的通用計算機，數字產品相比，利用嵌入式技術的產品尤其自己的特點:1、由于嵌入式系統(tǒng)采用的是微處理器，實現(xiàn)相對單一的功能，采用獨立的操作系統(tǒng)，所以往往不需要大量的外圍器件。因而在體積上，功耗上有其自身的優(yōu)勢。相比之下，一個使用Windows CE的PDA，僅靠機內電源就可以使用幾天,而任何一臺筆記本僅僅能夠支持3小時左右。2、嵌入式系統(tǒng)是將計算機技術、半導體技術和電子技術與各個行業(yè)的具體應用相結合后的產物，是一門綜合技術學科。由于空間和各種資源相對不足，嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設計，量體裁衣、去除冗余，力爭在同樣的硅片面積上實現(xiàn)更高的性能，這樣才能在具體應用中對處理器的選擇更具有競爭力。3、嵌入式系統(tǒng)是一個軟硬件高度結合的產物。為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性，嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機本身中，而不是存貯于磁盤等載體中。片上系統(tǒng)，板上系統(tǒng)的實現(xiàn)，使得以Pda等為代表的這類產品擁有更加熟悉的操作界面和操作方式，比著傳統(tǒng)的商務通等功能更加完善，實用。4、為適應嵌入式分布處理結構和應用上網需求，面向21世紀的嵌入式系統(tǒng)要求配備標準的一種或多種網絡通信接口。針對外部聯(lián)網要求，嵌入設備必需配有通信接口，相應需要TCP/IP協(xié)議簇軟件支持；由于家用電器相互關聯(lián)(如防盜報警、燈光能源控制、影視設備和信息終端交換信息)及實驗現(xiàn)場儀器的協(xié)調工作等要求，新一代嵌入式設備還需具備IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接口，同時也需要提供相應的通信組網協(xié)議軟件和物理層驅動軟件。為了支持應用軟件的特定編程模式，如Web或無線Web編程模式，還需要相應的瀏覽器，如HTML、WML等。5、因為嵌入式系統(tǒng)往往和具體應用有機地結合在一起，它的升級換代也是和具體產品同步進行，因此嵌入式系統(tǒng)產品一旦進入市場，具有較長的生命周期。雖然嵌入式系統(tǒng)這一名詞在最近幾年才成為流行。但早在80年代，國際上就有一些IT組織、公司，開始進行商用嵌入式系統(tǒng)和專用操作系統(tǒng)的研發(fā)。從硬件方面講，32或64位微處理器是目前嵌入式系統(tǒng)的核心，它們的使用同樣也是未來發(fā)展的一大趨勢。為了搶占這個無限廣闊的市場，各大硬件廠商競相推出產品，包括Intel, Motorola, Phi I ip, AMD等等均不甘示弱，幾乎每個月都有新產品出現(xiàn)。近來Microchip推出具有數字信號處理能力的微控制器(DSC)，Atmel也推出針對消費市場的可編程系統(tǒng)芯片(PsoC)。市場之爭日益激烈，同時也給嵌入式技術的發(fā)展帶來了無限活力。未來的幾年內，隨著信息化，智能化，網絡化的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)技術也將獲得廣闊的發(fā)展空間。美國著名未來學家尼葛洛龐帝99年I月訪華時預言，4 5年后嵌入式智能(電腦)工具將是PC和因特網之后最偉大的發(fā)明。我國著名嵌入式系統(tǒng)專家沈緒榜院士98年11月在武漢全國第11次微機學術交流會上發(fā)表的《計算機的發(fā)展與技術》一文中，對未來10年以嵌入式芯片為基礎的計算機工業(yè)進行了科學的闡述和展望。1999年世界電子產品產值已超過12000億美元，2000年達到13000億美元，預計2005年，銷售額將達18000億美兀。進入20世紀90年代，嵌入式技術全面展開，目前已成為通信和消費類產品的共同發(fā)展方向。在通信領域，數字技術正在全面取代模擬技術。在廣播電視領域，美國已開始由模擬電視向數字電視轉變，歐洲的DVB (數字電視廣播)技術已在全球大多數國家推廣。數字音頻廣播(DAB)也已進入商品化試播階段。而軟件、集成電路和新型元器件在產業(yè)發(fā)展中的作用日益重要。所有上述產品中，都離不開嵌入式系統(tǒng)技術。象前途無可計量的維納斯計劃生產機頂盒，核心技術就是采用32位以上芯片級的嵌入式技術。在個人領域中，嵌入式產品將主要是個人商用，作為個人移動的數據處理和通訊軟件。由于嵌入式設備具有自然的人機交互界面，GUI屏幕為中心的多媒體界面給人很大的親和力。手寫文字輸入、語音撥號上網、收發(fā)電子郵件以及彩色圖形、圖像已取得初步成效。目前一些先進的PDA在顯示屏幕上已實現(xiàn)漢字寫入、短消息語音發(fā)布，日用范圍也將日益廣闊。對于企業(yè)專用解決方案，如物流管理、條碼掃描、移動信息采集等，這種小型手持嵌入式系統(tǒng)將發(fā)揮巨大的作用。自動控制領域，不僅可以用于ATM機，自動售貨機，工業(yè)控制等專用設備，和移動通訊設備結合、GPS、娛樂相結合，嵌入式系統(tǒng)同樣可以發(fā)揮巨大的作用。近期長虹推出的ADSL產品，結合網絡，控制，信息，這種智能化，網絡化將是家電發(fā)展的新趨勢。嵌入式系統(tǒng)雖然得到較為廣泛的應用，但是目前還沒有利用嵌入式系統(tǒng)構建結構簡單的教學培訓終端，目前的遠程教學培訓一般采用計算機或手機進行圖像及語音的交互，但是，對于遠程教學培訓來說，僅需實現(xiàn)圖像及語音的交互即可，無需應用計算機或手機的其它強大功能，顯然，采用計算機或手機進行遠程教學培訓造成極大的資源浪費，增加教學培訓成本，不利于組建遠程教學培訓的教室或遠程會議室。
發(fā)明內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種基于SIP的教學培訓終端，這種基于SIP的教學培訓終端適用于遠程教學培訓，結構簡單，成本較低。采用的技術方案如下:一種基于SIP的教學培訓終端，包括顯示器、攝像頭、話筒和耳機，其特征是:還包括終端盒，終端盒包括盒體、微處理器、圖像采集模塊、音頻控制器、按鍵模塊、顯示接口、模擬視頻輸入/輸出接口和以太網接口 ；微處理器和圖像采集模塊均設置在盒體中；按鍵模塊設置在盒體的頂部外面，按鍵模塊與微處理器連接；音頻控制器、顯示接口、模擬視頻輸入/輸出接口和以太網接口均設置在盒體的側壁上；顯示器通過顯示接口與微處理器連接；話筒和耳機通過音頻控制器與微處理器連接；攝像頭通過模擬視頻輸入/輸出接口與圖像采集模塊連接，圖像采集模塊與微處理器連接；以太網接口與微處理器連接。采用嵌入式技術，構建具有視頻及語音的傳輸功能的終端盒，在軟件上采用SIP(會話發(fā)起協(xié)議)，實現(xiàn)視頻及語音的傳輸，實現(xiàn)終端與終端之間、終端與手機之間、終端與計算機之間的交互，適用于遠程教學培訓，結構簡單，成本較低，更適用于組建遠程教學培訓的教室或遠程會議室。視頻及語音的傳輸過程如下:圖像采集模塊通過模擬視頻輸入/輸出接口(CVBS IN/0UT)采集攝像頭的模擬視頻信號，并進行編碼，轉化為數字視頻信號，然后上傳給微處理器，在微處理器進行編碼、壓縮，最后通過以太網接口傳送給遠程終端；遠程終端的視頻信號通過以太網接口傳輸給微處理器，在微處理器進行解壓、解碼，然后通過顯示器進行顯示；音頻控制器采集話筒的音頻信號，上傳給微處理器經軟件編碼后，通過以太網接口傳輸給遠程終端；遠程終端的音頻信號經以太網接口傳輸給微處理器，經軟件解碼后，通過音頻控制器輸出給耳機，進行音頻播放。上述按鍵模塊包括一組按鍵，用于密碼輸入或簡單的選擇、確認操作。上述以太網接口采用一般RJ45接口，是10/100M的自適應網絡接口，支持局域網和 PPPOE。上述音頻控制器一般采用AC97控制器，支持獨立的PCM立體聲音頻輸入，單聲道MIC輸入和PCM立體聲音頻輸出。上述圖像采集模塊采用TVP5150芯片。軟件方面包括兩個部分，系統(tǒng)軟件和應用軟件。嵌入式操作系統(tǒng)是嵌入式軟件平臺的核心部分，它具備一般的操作系統(tǒng)包括的基本功能:任務調度、內存管理、中斷處理、操作系統(tǒng)與用戶的借口，同時，它還具有自己獨特的優(yōu)勢。嵌入式應用對操作系統(tǒng)的要求主要是:功能專一高效，高度節(jié)約資源，啟動速度快，有些系統(tǒng)需要實時性。Linux的特點使得它天生就是一個適合嵌入式開發(fā)和應用的操作系統(tǒng)。嵌入式Linux除了本身體積較小以外，用戶還可以自己裁剪內核。用戶可以根據不同的任務來選定特定的內核模塊，而將不用的部分去掉，減少體積，從根本上解決了體積和功能的矛盾。具有很高的可靠性和健壯性。強大的網絡支持功能。具有廣泛的硬件支持特性。無論是RISC還是CISC，32位還是64位等各種處理器，Linux己經被移植到多種硬件平臺。同時，Linux還是一個免費軟件，并已公開源代碼，只要不違反GPL協(xié)議，就可以自由應用和發(fā)布Linux。這里主要完成的工作是，在硬件設計完成后進行驅動的開發(fā)，完成操作系統(tǒng)到我們終端的移植工作。會話層使用SIP/SDP協(xié)議，其中SIP負責會話的建立、管理和終止；SDP負責會話的協(xié)商，包括傳輸方式的選擇等協(xié)商工作；在程序中，使用一個SIP的庫exosip2,來構成標準的SIP信令。建立了會話后，采集攝像頭的數據，然后進行編碼，同時采集音頻的數據，然后打包成RTP (實時傳輸協(xié)議)包，然后通過TCP/IP發(fā)送給遠端的會話參與者；同時也接受遠端發(fā)來的圖像和音頻數據，然后通過進行圖像解碼工作，利用軟件解碼音頻，然后把圖像回放，即通過顯示器進行顯示，同時把音頻數據放到WM9714芯片，則在耳機上就能聽到遠端發(fā)來的聲音。這里會話建立的過程，是通過eXosip2庫來完成，主要工作構建SIP消息，并解析SIP消息，完成會話的建立和協(xié)商等工作。會話建立后，利用mediastreamer2采集圖像數據和音頻數據形成音、視頻流，然后通過ORTP庫把這些數據封裝成RTP包，再通過Iinux的TCP/IP協(xié)議把數據發(fā)送出去。在會話建立后，音視頻的接受是在同時進行的，這里的過程和發(fā)送相反，先接收數據，然后解析，最后再回放。SIP (Session Initiation Protocol,會話發(fā)起協(xié)議)是一個重要的信令協(xié)議,它正在迅速被電信業(yè)采用，以構建下一代應用程序。SIP SIP協(xié)議是VolP系統(tǒng)中運用最廣泛的信令控制協(xié)議，它保證電話呼叫的順利實現(xiàn)和話音質量，占據核心地位。SIP協(xié)議和SDP(Session Description Protocol,會話描述協(xié)議)、RTP(Real Time Transport Protocol,實時傳輸協(xié)議)等相關協(xié)議配合能為用戶提供一套完整的IP電話業(yè)務解決方案，這也是現(xiàn)在SIP協(xié)議的主要應用領域。通過利用SIP擴展，SIP還可以為用戶提供一些高級業(yè)務，例如語音郵件、呼叫轉移、第三方呼叫控制、電話會議和視頻電話等。作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述微處理器包含MFC模塊。微處理器包含MFC模塊，對圖像數據進行硬件編碼、解碼，確保視頻數據傳輸的流暢性，達到更好的圖像處理效果。MFC是Multi Format Codec的縮寫，中文釋義:多格式編碼器，是微處理器內部一種支持多種硬件編碼方式的硬件電路，能夠編碼/解碼MPEG-4/H.263/H.264 (30fps)等多種格式的多媒體影像。作為本實用新型進一步的優(yōu)選方案，還包括數字相機接口，數字相機接口與微處理器連接。數字相機接口用于直接與數字相機連接，提供另一種視頻采集方式，使本教學培訓終端的使用方式更加靈活。作為本實用新型進一步的優(yōu)選方案，還包括WIFI模塊，WIFI模塊設置在盒體中并與微處理器連接。通過設置WIFI模塊，實現(xiàn)圖像及語音的近距離交互。作為本實用新型進一步的優(yōu)選方案，還包括無線網卡插槽，無線網卡插槽設置在盒體的側壁上并與微處理器連接。通過設置無線網卡插槽，在無線網卡插槽中插入無線網卡，實現(xiàn)無線上網，進行圖像及語音的無線遠程交互。作為本實用新型進一步的優(yōu)選方案，還包括USB接口，USB接口設置在盒體的側壁上并與微處理器連接。通過USB接口可以實現(xiàn)軟件系統(tǒng)的簡易升級，以及文件的傳輸。作為本實用新型進一步的優(yōu)選方案，還包括串行接口，串行接口設置在盒體的側壁上并與微處理器連接。通過設置串行接口，用于鼠標、鍵盤等的連接，使得操作更加方便。本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點:本實用新型采用嵌入式技術，構建具有視頻及語音的傳輸功能的終端盒，在軟件上采用SIP (會話發(fā)起協(xié)議)，實現(xiàn)視頻及語音的傳輸，實現(xiàn)終端與終端之間、終端與手機之間、終端與計算機之間的交互，適用于遠程教學培訓，結構簡單，成本較低，更適用于組建遠程教學培訓的教室或遠程會議室。

圖1是本實用新型優(yōu)選實施方式的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和本實用新型的優(yōu)選實施方式做進一步的說明。[0035]如圖1所示，這種基于SIP的教學培訓終端，包括顯示器1、攝像頭2、話筒3、耳機4和終端盒5，終端盒5包括盒體501、包含MFC模塊的微處理器502、圖像采集模塊503、音頻控制器504、按鍵模塊505、顯示接口 506、模擬視頻輸入/輸出接口 507、以太網接口 508、數字相機接口 509、WIFI模塊510、無線網卡插槽511、USB接口 512和串行接口 513 ;微處理器502、圖像采集模塊503和WIFI模塊510均設置在盒體501中；按鍵模塊505設置在盒體501的頂部外面，按鍵模塊505與微處理器502連接；音頻控制器504、顯示接口 506、模擬視頻輸入/輸出接口 507、以太網接口 508、數字相機接口 509、無線網卡插槽511、USB接口 512和串行接口 513均設置在盒體501的側壁上；以太網接口 508、數字相機接口 509、WIFI模塊510、無線網卡插槽511、USB接口 512和串行接口 513均與微處理器502連接；顯示器I通過顯示接口 506與微處理器502連接；話筒3和耳機4通過音頻控制器504與微處理器502連接；攝像頭2通過模擬視頻輸入/輸出接口 507與圖像采集模塊503連接，圖像采集模塊503與微處理器502連接；盒體501的側壁上還設置有電源接口 514和電源開關 515。上述包含MFC模塊的微處理器502采用三星公司的S3C6400或S3C6410應用處理器芯片。上述圖像采集模塊503采用TVP5150芯片。上述音頻控制器504采用AC97控制器。上述以太網接口 508采用RJ45接口。視頻及語音的傳輸過程如下:圖像采集模塊503通過模擬視頻輸入/輸出接口507 (CVBS IN/0UT)采集攝像頭2的模擬視頻信號，并進行編碼，轉化為數字視頻信號，然后上傳給微處理器502，在微處理器502通過其自帶的MFC模塊進行硬件編碼、壓縮，最后通過以太網接口 508傳送給遠程終端；遠程終端的視頻信號通過以太網接口 508傳輸給微處理器502，在微處理器502通過其自帶的MFC模塊進行硬件解壓、解碼，然后通過顯示器I進行顯示；音頻控制器504采集話筒3的音頻信號，上傳給微處理器502經軟件編碼后，通過以太網接口 508傳輸給遠程終端；遠程終端的音頻信號經以太網接口 508傳輸給微處理器502，經軟件解碼后，通過音頻控制器504輸出給耳機4，進行音頻播放。采用嵌入式技術，構建具有視頻及語音的傳輸功能的終端盒5，在軟件上采用SIP (會話發(fā)起協(xié)議)，實現(xiàn)視頻及語音的傳輸，實現(xiàn)終端與終端之間、終端與手機之間、終端與計算機之間的交互，適用于遠程教學培訓，結構簡單，成本較低，更適用于組建遠程教學培訓的教室或遠程會議室。此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其各部分名稱等可以不同，凡依本實用新型專利構思所述的構造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包括于本實用新型專利的保護范圍內。本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本實用新型的結構或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種基于SIP的教學培訓終端，包括顯示器、攝像頭、話筒和耳機，其特征是:還包括終端盒，終端盒包括盒體、微處理器、圖像采集模塊、音頻控制器、按鍵模塊、顯示接口、模擬視頻輸入/輸出接口和以太網接口 ；微處理器和圖像采集模塊均設置在盒體中；按鍵模塊設置在盒體的頂部外面，按鍵模塊與微處理器連接；音頻控制器、顯示接口、模擬視頻輸入/輸出接口和以太網接口均設置在盒體的側壁上；顯示器通過顯示接口與微處理器連接；話筒和耳機通過音頻控制器與微處理器連接；攝像頭通過模擬視頻輸入/輸出接口與圖像采集模塊連接，圖像采集模塊與微處理器連接；以太網接口與微處理器連接；圖像采集模塊通過模擬視頻輸入/輸出接口采集攝像頭的模擬視頻信號，并進行編碼，轉化為數字視頻信號，然后上傳給微處理器，在微處理器進行編碼、壓縮，最后通過以太網接口傳送給遠程終端；遠程終端的視頻信號通過以太網接口傳輸給微處理器，在微處理器進行解壓、解碼，然后通過顯示器進行顯示；音頻控制器采集話筒的音頻信號，上傳給微處理器經軟件編碼后，通過以太網接口傳輸給遠程終端；遠程終端的音頻信號經以太網接口傳輸給微處理器，經軟件解碼后，通過音頻控制器輸出給耳機，進行音頻播放。
2.如權利要求1所述的基于SIP的教學培訓終端，其特征是:所述微處理器包含多格式編碼器。
3.如權利要求1或2所述的基于SIP的教學培訓終端，其特征是:還包括數字相機接口，數字相機接口與微處理器連接。
4.如權利要求1或2所述的基于SIP的教學培訓終端，其特征是:還包括WIFI模塊，WIFI模塊設置在盒體中并與微處理器連接。
5.如權利要求1或2所述的基于SIP的教學培訓終端，其特征是:還包括無線網卡插槽，無線網卡插槽設置在盒體的側壁上并與微處理器連接。
6.如權利要求1或2所述的基于SIP的教學培訓終端，其特征是:還包括USB接口，USB接口設置在盒體的側壁上并與微處理器連接。
7.如權利要求1或2所述的基于SIP的教學培訓終端，其特征是:還包括串行接口，串行接口設置在盒體的側壁上并與微處理器連接。
專利摘要本實用新型涉及一種基于SIP的教學培訓終端，包括顯示器、攝像頭、話筒、耳機和終端盒；終端盒包括盒體、微處理器、圖像采集模塊、音頻控制器、按鍵模塊、顯示接口、模擬視頻輸入/輸出接口和以太網接口；微處理器和圖像采集模塊均設置在盒體中；按鍵模塊與微處理器連接；音頻控制器、顯示接口、模擬視頻輸入/輸出接口和以太網接口均設置在盒體的側壁上；顯示器通過顯示接口與微處理器連接；話筒和耳機通過音頻控制器與微處理器連接；攝像頭通過模擬視頻輸入/輸出接口與圖像采集模塊連接，圖像采集模塊與微處理器連接。采用嵌入式技術，構建具有視頻及語音的傳輸功能的終端盒，實現(xiàn)視頻及語音的傳輸，適用于遠程教學培訓，結構簡單，成本較低。
文檔編號G09B5/06GK202996084SQ20122065773
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月4日 優(yōu)先權日2012年12月4日
發(fā)明者吳少通, 閆敬文 申請人:廣東利浩信息科技有限公司