基于LTE实现宽带固定台视频通话、远程维护的方法与流程

基于lte实现宽带固定台视频通话、远程维护的方法
技术领域
1.本发明涉及数字集群无线通信设备领域，特别涉及一种基于lte实现宽带固定台视频通话、远程维护的方法。


背景技术：

2.目前市场上的固定台主要基于tetra窄带核心网开发，由于窄带资源的限制，仅支持语音通话、短数据通信功能，功能单一，且业务数据传输速率较低。并且由于固定台是安装在车站的车控室里的，而每条线路会有很多的车站，当固定台故障或者固定台需要升级时，维护人员需要到每个车站进行拷贝日志或升级，对现场维护造成很大的困难。随着lte系统无线专网解决方案的蓬勃发展，原有基于tetra窄带核心网的固定台已经不能满足现在市场的日益丰富的功能需求。由于宽带核心网的无线集群通信在地铁上应用才刚刚起步，市场上现有宽带固定台也只是在满足窄带业务需求的基础上增加了视频通话功能，依然未解决现场维护困难的问题。


技术实现要素：

3.鉴于现有技术存在的受tetra窄带核心网的资源限制造成的功能单一、维护困难，以及现有宽带固定台维护困难的问题，本发明研制了一种基于lte实现宽带固定台视频通话、远程维护的方法，该固定台基于lte宽带核心网开发实现，除了支持基于tetra窄带核心网的语音通话、短数据通信、本地维护功能，还支持宽带核心网视频通话功能，同时充分利用宽带核心网带宽大的优势，实现远程维护功能，满足行业功能需求。
4.本发明采取的技术方案是：一种基于lte实现宽带固定台视频通话、远程维护的方法，所述实现方法利用宽带固定台作为运行平台，基于lte宽带核心网实现，宽带固定台中预装宽带集群app软件，步骤如下：注册入网：所述宽带固定台开机，控制单元将注册信息通过lte信道机向lte宽带核心网发起入网请求，当入网成功后，所述lte信道机将入网成功的信息通过所述控制单元解析注册成功的信息后，将注册状态通过显示单元显示；语音通话功能：完成注册入网后，操作所述显示单元选择号码发起呼叫，所述显示单元将发起语音呼叫信息经过所述控制单元对发起语音呼叫信息进行处理后，通过所述lte信道机向lte宽带核心网发起语音呼叫请求，当呼叫建立成功后，通过对音频数据的采集发送和接收播放完成语音通话；视频通话功能：完成注册入网后，操作所述显示单元选择号码发起视频呼叫，所述显示单元将发起视频呼叫信息经过所述控制单元对发起视频呼叫信息进行处理后，通过所述lte信道机向lte宽带核心网发起视频呼叫请求，当视频呼叫建立后，通过对音频数据的采集发送和接收播放、对视频数据的采集发送和接收播放完成视频通话；短数据通信功能：完成注册入网后，操作所述显示单元选择号码发送短信，所述显示单元将短数据信息经过所述控制单元对短数据信息进行处理后，通过所述lte信道机向lte宽带核心网发送短数据；本地维护：完成注册入网后，当需要拷贝本地日志时，将u盘插入接口单元的usb或otg接口，通过所述控制单元对u盘插入信号进行处理后发送至所述显示单元，所述显示单元显
示u盘插入提示，操作显示单元进行日志拷贝，将所述控制单元本地日志拷贝到u盘；当需要对本地程序进行升级时，将u盘插入接口单元的usb或otg接口，通过所述控制单元对u盘插入信号进行处理后发送至显示单元，显示单元显示u盘插入提示，操作显示单元进行程序升级，将所述控制单元本地程序完成升级；远程维护：完成注册入网后，当需要远程拷贝日志时，操作控制中心电脑上的网管软件，向指定所述宽带固定台发送远程维护请求，请求中携带拉取日志信息，所述lte信道机将接收到的远程维护请求通过所述接口单元发送至控制单元，所述控制单元对远程维护请求进行处理后，将本地日志上传至控制中心网管电脑上；当需要对程序进行远程升级时，操作控制中心电脑上的网管软件，向指定所述宽带固定台发送远程维护请求，请求中携带升级信息，所述lte信道机将接收到的远程维护请求通过接口单元发送至控制单元，所述控制单元对远程维护请求进行处理后，从中心网管电脑上下载升级的程序并完成升级；所述宽带固定台通过宽带集群app软件，完成语音通话功能、视频通话功能、短数据通信功能、本地维护和远程维护。
5.所述注册入网中控制单元解析注册成功的信息方法为，调用注册入网接口进行入网，入网接口调用后分别开始执行监听信号变化和监听入网状态，当监听信号状态发生改变后，获取信号值，并更新到界面显示信号，当监听入网状态发生改变后，判断入网是否成功，若入网成功，则更新界面的注册状态，若入网失败，则延迟5秒后再次执行注册入网接口。
6.所述语音通话中控制单元对发起语音呼叫信息的处理过程为，监听呼叫状态，当呼叫状态发生改变后，根据呼叫参数判断当前呼叫信息，当为语音单呼或语音组呼时，在原有应用程序组件上更新界面，然后开始录音，并根据呼叫暂态变化判断话权及通话状态，当呼叫结束时，结束录音并将呼叫信息存储进数据库。
7.所述语音通话中对音频数据的采集发送和接收播放的处理过程为，音频数据采集发送时，控制单元通过接口单元的手柄采集本地音频数据，将pcm编码格式的音频数据编码为amr格式的音频数据，并通过信道机接口发送至lte信道机，由lte信道机通过天线发送至lte宽带核心网，完成音频数据的采集发送；音频数据接收播放时，lte信道机将接收到的对方讲话的音频数据通过信道机接口发送至接口单元，接口单元将音频数据发送至控制单元，控制单元将音频数据由amr编码格式解码为pcm编码格式后发送至扬声器，由扬声器进行播放，从而完成音频数据的接收播放。
8.所述视频通话中控制单元对发起视频呼叫的处理过程为，监听呼叫状态，当呼叫状态发生改变后，根据呼叫参数判断当前呼叫信息，当为视频呼叫时，弹出新应用程序组件显示视频，然后开始录像，并根据呼叫暂态变化判断话权及通话状态，当呼叫结束时，结束录像并将呼叫信息存储进数据库。
9.所述视频通话中对视频数据的采集发送和接收播放的处理过程为，视频数据采集发送时，控制单元通过接口单元的摄像头采集本地视频数据，将yuv编码格式的视频数据编码为h264格式的数据，并通过信道机接口发送至lte信道机，由lte信道机通过天线发送至lte宽带核心网，完成视频数据的采集发送；视频数据接收播放时，lte信道机将接收到的对方视频数据通过信道机接口发送至接口单元，接口单元将视频数据发送至控制单元，控制单元将视频数据由h246编码格式解码为yuv编码格式后发送至显示单元，由显示单元进行视频的显示，从而完成视频数据的接收显示。
10.所述短数据通信中控制单元对短数据信息的处理过程为，监听短消息业务，当接收到短消息后，将短消息内容存入缓存区，在缓存区中进行协议解析，解析完成后更新到界面，提示用户接收到新消息，同时将短消息内容存储进数据库。
11.所述本地维护中控制单元对u盘插入信号的处理过程为，当u盘插入设备后，获取u盘根路径，当需要进行升级时，查找apk文件，判断apk文件程序名与当前程序名是否相同，如果不是，则界面提示无法安装，如果是则继续判断apk文件版本是否高于当前版本，如果不是，则界面提示无法安装，如果是则界面提示点击安装，用户点击安装后可完成升级操作；当需要进行日志拷贝时，则检查目标文件夹剩余空间是否足够，如果不是，则界面提示无法传输，如果是则开始传输，从而完成日志的拷贝。
12.所述远程维护中控制单元对远程维护请求的处理过程为，创建ftp客户端后，递归获取需要传输的所有文件路径，解析网管消息，如果网管消息为apk升级，则查找apk文件，判断apk文件程序名与当前程序名是否相同，如果不是，则向网管发送失败消息，如果是则继续判断apk文件版本是否高于当前版本，如果不是，则向网管发送失败消息，如果是则开始下载apk，当apk下载完成后，自动执行apk安装，即可完成远程升级；如果网管消息为日志拷贝，则对本地日志文件进行压缩，然后开始上传到指定路径，上传完成后向网管发送成功消息，即可完成远程日志上传。
13.所述宽带固定台由控制单元、接口单元、显示单元、按键单元、扬声器、手柄、摄像头、lte信道机、电源单元组成，用于支持语音通话、视频通话、短数据通信、本地维护、远程维护功能；所述宽带固定台与所述接口单元连接用于实现控制单元的接口扩展，与所述显示单元连接用于实现界面显示和触摸操作的功能，与所述按键单元连接用于实现按键控制的功能，与所述扬声器连接用于实现提示音和通话声音的播放；所述接口单元与所述手柄连接用于实现语音通话时话权的申请和释放功能，与所述摄像头连接用于实现视频业务时本地视频的采集，与所述lte信道机连接用于实现宽带固定台的注册入网功能，与所述电源单元连接用于为宽带固定台供电；所述接口单元的调试接口用于外部计算机对宽带固定台的软件开发调试，广播接口与广播厂家连接用于实现车站广播功能，usb接口和otg接口用于u盘文件拷贝和对宽带固定台的本地升级。
14.本发明所产生的有益效果是：该宽带固定台基于lte宽带核心网实现，除了支持基于tetra窄带核心网的语音通话、短数据通信、本地维护功能，还支持宽带核心网视频通话功能，同时充分利用宽带核心网带宽大的优势，实现远程维护功能，解决了市场现有固定台功能单一，现场维护困难的问题，满足行业功能需求。
附图说明
15.图1为本发明的电路连接框图；图2为本发明的软件总体框图；图3为本发明的注册入网流程图；图4为本发明的语音业务流程图；图5为本发明的视频业务流程图；图6为本发明的短消息业务流程图；图7为本发明的本地维护流程图；
图8为本发明的远程维护流程图;图9为本发明的系统连接框图。
具体实施方式
16.以下结合附图对本发明作进一步说明：参照图1，一种宽带固定台，由控制单元、接口单元、显示单元、按键单元、扬声器、手柄、摄像头、lte信道机、电源单元组成。控制单元作为本系统的核心处理单元，通过60芯连接器与显示单元连接，通过50芯连接器连接接口单元，通过串口连接按键单元，通过模拟音频接口连接扬声器。控制单元采用核心板和底板的形式，核心板cpu采用freescale公司的imx6q处理器，处理器是4核心，cortex-a9架构，主频1.2ghz。1gb ddr3 sdram，2gb nand flash存储器，核心板为工业级，板载1路1000m网络接口、4路ttl串口、mic和spk音频、1路usb-host、1路otg、4路uart串口、lvds接口、hdmi接口、gpio，底板为核心板提供电源、拓展功能。控制单元基于android操作系统，通过对android系统的定制化开发以及驱动和应用层的连接适配，可实现对gpio、串口、液晶屏、pwm、音频编解码、网口、摄像头、sata硬盘、按键中断、usb、otg的驱动控制。控制单元android系统首次烧写时拨动启动模式的拨码开关，otg接口通过双头usb连接线连接到pc端，并给设备加电，系统将自动进行recovery模式，在pc端操作烧写系统的软件，根据提示选择相应的操作，待完成后将拨码开关拨到正常启动模式，此时将宽带固定台重新加电，系统将正常启动。
17.接口单元用于将控制单元上的接口引出转化为对外接口，以及完成对系统的供电控制，所以接口单元选用单片机lpc1765芯片完成串口输出和控制。接口单元包括手柄接口、摄像头接口、调试接口、广播接口、usb接口、otg接口、电源接口、信道机接口；通过手柄接口与手柄连接，通过摄像头接口与摄像头连接，通过信道机接口与lte信道机连接，通过电源接口与电源单元连接。接口单元的调试接口、广播接口、usb接口、otg接口为对外接口，按键单元包括紧急按键和请呼按键，用于发起紧急呼叫和对调度的请呼。
18.lte信道机采用拆板的方式，用于实现宽带固定台设计更加轻薄，为防止单元间可能出现的干扰问题，拆出的信道机单元在宽带固定台内预留屏蔽腔位置，给信道机板做单独屏蔽腔处理，单元上易发热器件贴导热垫传导到壳体上散热。
19.显示单元由7寸液晶屏和触摸屏组成；电源单元供电使用ac220v输入，输出12v/5a的电源适配器给宽带固定台供电；扬声器使用8欧姆，3w扬声器，采用内置方式，扬声器输出采用功放芯片max98400b，功放为d类，增益可调，双路音频最大输出功率可达10w。
20.参照图2本发明软件总体框图，由ui界面和后台程序组成，其中后台程序包括u盘模块、rtc模块、看门狗模块、音视频编解码模块、配置文件模块、整机参数模块、日志模块、数据库模块、录音管理模块组成，其中ui界面作为显示业务处理过程中1、2、3级界面，并接收触摸操作输入；后台程序的u盘模块用于实现u盘升级应用程序，日志、录音拷贝；rtc模块用于读写时间数据；看门狗模块用于控制看门狗定时器，实现定时喂狗；音视频编解码模块用于对音视频通话进行编码和解码，其中音频参数为amr、12.2kbps编码速率、20ms采样间隔、字节对齐方式和节省带宽模式，视频参数为h.264、25帧/秒、cif(355*288)、720p（1280*720）；配置文件模块使用ini类型配置文件，用于配置系统联系人、ip地址、端口号；整机参数模块使用sharedpreference存储整机设置参数，包括音量、亮度、本地号码；日志模块使
用txt文件存储系统操作日志、故障日志、用户日志；数据库模块存储采用sqlite数据库，存储通信录、呼叫记录、调令记录；录音管理模块用于存储录音数据、录音回放、录音导出。
21.参照图3注册入网流程，程序开始启动后，调用注册入网接口进行入网，入网接口调用后分别开始执行监听信号变化和监听入网状态，当监听信号状态发生改变后，获取信号值，并更新到界面显示信号，当监听入网状态发生改变后，判断入网是否成功，若入网失败，则延迟5秒后再次执行注册入网接口，若入网成功，则更新界面的注册状态，流程结束。
22.参照图4语音业务流程，开始进入监听呼叫状态，当呼叫状态发生改变后，根据呼叫参数判断当前呼叫信息，当为语音单呼或语音组呼时，在原有应用程序组件上更新界面，然后开始录音，并根据呼叫暂态变化判断话权及通话状态，当呼叫结束时，结束录音并将呼叫信息存储进数据库，流程结束。
23.参照图5视频业务流程，开始进入监听呼叫状态，当呼叫状态发生改变后，根据呼叫参数判断当前呼叫信息，当为视频呼叫时，弹出新应用程序组件显示视频，然后开始录像，并根据呼叫暂态变化判断话权及通话状态，当呼叫结束时，结束录像并将呼叫信息存储进数据库，流程结束。
24.参照图6短消息业务流程，开始进入监听短消息业务，当接收到短消息后，将短消息内容存入缓存区，在缓存区中进行协议解析，解析完成后更新到界面，提示用户接收到新消息，同时将短消息内容存储进数据库，流程结束。
25.参照图7本地维护流程，开始，当u盘插入设备后，获取u盘根路径，当需要进行升级时，查找apk文件，判断apk文件程序名与当前程序名是否相同，如果不是，则界面提示无法安装，如果是则继续判断apk文件版本是否高于当前版本，如果不是，则界面提示无法安装，如果是则界面提示点击安装，用户点击安装后可完成升级操作；当需要进行日志拷贝时，则检查目标文件夹剩余空间是否足够，如果不是，则界面提示无法传输，如果是则开始传输，从而完成日志的拷贝，流程结束。
26.参照图8远程维护流程，开始，创建ftp客户端后，递归获取需要传输的所有文件路径，解析网管消息，如果网管消息为apk升级，则查找apk文件，判断apk文件程序名与当前程序名是否相同，如果不是，则向网管发送失败消息，如果是则继续判断apk文件版本是否高于当前版本，如果不是，则向网管发送失败消息，如果是则开始下载apk，当apk下载完成后，自动执行apk安装，即可完成远程升级；如果网管消息为日志拷贝，则对本地日志文件进行压缩，然后开始上传到指定路径，上传完成后向网管发送成功消息，即可完成远程日志上传，流程结束。
27.实施例1，参照图9，基于lte实现宽带固定台视频通话、远程维护的方法，在宽带固定台中预装宽带集群app软件；通过ac220v转dc12v适配器接入电源单元，通过天线采用无线方式接入lte宽带核心网，通过调试接口与外部计算机连接，通过广播接口与广播厂家连接，通过usb接口或otg接口与u盘连接；手持终端通过无线接入lte宽带核心网，控制中心网管通过有线接入lte宽带核心网；宽带固定台接入电源后，按下按键单元上的开机键，可实现宽带固定台的开机。
28.当需要对宽带固定台进行调试时，外部计算机可对宽带固定台实时调试，调试内容包括代码的实时下载、代码的实时运行状态、日志的实时显示等。当需要对宽带固定台所处的车站进行站内广播时，工作人员可通过操作宽带固定台的操作界面，选择广播组，按下
手柄上的ptt按键，发起广播组的呼叫，此时宽带固定台将采集到的手柄上麦克风的音频数据通过广播接口发送至广播厂家，广播厂家接收到音频数据后，将在站厅内广播播放该音频数据。当宽带固定台开机后，会通过天线采用无线方式向lte宽带核心网发起注册，当注册成功后，显示单元界面将显示信号强度和注册状态。当需要与lte宽带核心网环境内的其他手持终端进行语音通话时，工作人员可操作界面输入指定终端的号码或从联系人中找到该终端，发起对指定手持终端的语音呼叫，当呼叫发起后，对应手持终端将收到该呼叫，并伴有振铃提示，同时宽带固定台将通过显示单元界面显示正在呼叫对方，并伴有呼叫提示音，当操作手持终端接听后，工作人员可使用宽带固定台与该手持终端进行通话，当通话结束时，双方可操作挂断按键结束通话。
29.宽带固定台的手柄具备两种模式，分别为摘机模式和挂机模式，通话期间工作人员讲话通过手柄的麦克风采集后发送，当为摘机模式时，宽带固定台通话期间的提示音、通话声音将通过手柄上的扬声器播放，当为挂机模式时，宽带固定台通话期间的提示音、通话声音将通过控制单元连接的扬声器播放。
30.语音通话中宽带固定台对音频数据的采集发送处理为，宽带固定台的控制单元通过接口单元采集手柄上麦克风的音频数据，将采集到的pcm格式的音频数据编码为amr格式的音频数据，通过接口单元发送到信道机，信道机通过天线发送至宽带核心网，宽带核心网将发送至指定手持终端，指定手持终端对音频数据解码后可进行播放。语音通话中宽带固定台对音频数据的接收播放处理为，宽带固定台的天线将接收到的手持终端编码后的音频数据发送至信道机，信道机通过接口单元发送至控制单元，控制单元接收到音频数据后将amr格式的音频数据解码为pcm格式，并发送到扬声器进行播放。
31.当需要与lte宽带核心网环境内的其他手持终端进行视频通话时，工作人员可操作界面输入指定终端的号码或从联系人中找到该终端，发起对指定手持终端的视频呼叫，当呼叫发起后，对应手持终端将收到该呼叫，并伴有振铃提示，同时宽带固定台将通过显示单元界面显示正在呼叫对方，并伴有呼叫提示音，当操作手持终端接听后，工作人员可使用宽带固定台与该手持终端进行通话，并可在双方的显示屏上分别显示对方的视频画面，当视频通话结束时，双方可操作挂断按键结束视频通话。视频通话中对音频数据的采集发送和接收播放与语音通话功能中对音频数据的采集发送和接收播放的处理过成一致。视频通话中宽带固定台对视频数据的采集发送处理为，宽带固定台的控制单元通过接口单元采集摄像头本地的视频画面，将采集到的yuv格式的视频数据在本地显示单元进行显示，并编码为h264格式的视频数据，通过接口单元发送到信道机，信道机通过天线发送至宽带核心网，宽带核心网将发送至指定手持终端，指定手持终端对数据数据解码后可进行显示。视频通话中宽带固定台对视频数据的接收播放处理为，宽带固定台的天线将接收到的手持终端编码后的视频数据发送至信道机，信道机通过接口单元发送至控制单元，控制单元接收到视频数据后将h264格式的视频数据解码为yuv格式，并发送至显示单元进行显示。
32.当需要与lte宽带核心网环境内的其他手持终端进行短数据通信时，工作人员可操作界面编辑短信后向指定手持终端发送，指定手持终端接收到后，可显示接收到的短信内容。当需要对宽带固定台进行本地日志拷贝时，工作人员将u盘接入usb接口或otg接口，当宽带固定台识别到u盘接入后，界面会弹出提示u盘插入，操作界面日志拷贝按键，宽带固定台会检索本地所有的日志文件，并将所有日志文件拷贝到u盘中。日志主要包括main、
system、event、crash四种，其中main日志的内容是这四种中最全的，包含了其他三种的所有内容，用于对宽带固定台运行状态的完整记录，system日志用于记录宽带固定台android系统的运行状态，event日志用于存储用户操作宽带固定台的记录，crash用于记录宽带固定台的异常状态。
33.当需要对宽带固定台进行本地升级时，工作人员把升级包提前拷入u盘后，将u盘接入usb接口会otg接口，当宽带固定台识别到u盘接入后，界面会弹出提示u盘插入，操作界面程序升级按键，宽带固定台会在u盘文件目录中检索升级包程序，并将检索到的升级包程序拷贝到宽带固定台内，然后自动执行程序升级。
34.宽带固定台自动执行升级的过程为，将拷贝到本地的apk文件，在当前app程序内打开并执行安装，安装完成后，当前app程序退出运行，此时安装完后的app程序将替换调当前app程序，并启动运行。当需要对宽带固定台进行远程日志拷贝时，工作人员可操作控制中心网管对该宽带固定台发送日志上传控制，宽带固定台接收到日志上传信息后会检索本地所有的日志文件，并对所有日志文件进行压缩打包，通过无线采用ftp的方式将日志文件上传至控制中心网管的指定文件目录中，工作人员可从控制中心网管上查看或者拷贝该宽带固定台的日志，日志类型同上。当需要对宽带固定台进行远程升级时，工作人员把升级包提前拷入控制中心网管的指定目录后，可操作控制中心网管对该宽带固定台发送远程升级控制，宽带固定台接收到远程升级信息后会通过ftp方式连接控制中心网管，并向指定文件目录中检索升级包程序，并将检索到的升级包程序下载到宽带固定台内，然后自动执行程序升级。宽带固定台自动执行升级的过程为，将下载到本地的apk文件，在当前app程序内打开并执行安装，安装完成后，当前app程序退出运行，此时安装完后的app程序将替换调当前app程序，并启动运行，注册入网后自动向控制中心网管发送安装成功的信息。
35.基于上述实施例，可实现宽带固定台语音通话功能、视频通话功能、短数据通信功能、本地维护和远程维护。