基于STB 和SIP 視頻通信軟件設(shè)計及測試

在視頻通信信令協(xié)議中，SIP 協(xié)議憑借自身特有的優(yōu)點(diǎn)成為研究與應(yīng)用的熱點(diǎn).有線電視信號已從模擬轉(zhuǎn)向數(shù)字，數(shù)字機(jī)頂盒是其過度的橋梁，能夠使模擬電視用戶同樣觀看到數(shù)字信號頻道的節(jié)目.但是目前的數(shù)字機(jī)頂盒尚沒有提供適合于散戶安裝的簡易視頻交互通信功能，具備這種功能的數(shù)字機(jī)頂盒具有極大的市場與應(yīng)用價值.在此背景下，本文嘗試實(shí)現(xiàn)數(shù)字機(jī)頂盒間的簡易視頻交互，以便在一般機(jī)頂盒技術(shù)上附加視頻電話功能等.

1 總體軟件結(jié)構(gòu)

本文使用C 語言編程完成相關(guān)軟件功能，總體軟件結(jié)構(gòu)流程圖如圖1 所示.前半部分主要是實(shí)現(xiàn)STB 與SIP 終端之間的通信連接，后半部分主要是實(shí)現(xiàn)瀏覽器與視頻通信模塊之間的連接.

視頻通信的具體流程如下：

1. 將攝像頭連接到SIP 終端上，然后將SIP 終端連接到STB上.

2. 將STB 鏈接到有線電視網(wǎng)絡(luò)上，同時將STB 連接到電視機(jī)上.

3. 登錄STB 的WEB 頁面，通過好友界面，選擇好友，并發(fā)起呼叫.

4. 呼叫接通后，通過電視，開始進(jìn)行視頻通話.

1.1 STB 與SIP 終端之間的通信流程設(shè)計

一.STB 與門戶之間的通信流程

STB 與門戶之間總共有2 個接口：心跳接口和呼叫接口.

(1)心跳接口

接口功能：提供給機(jī)頂盒開機(jī)時發(fā)送信息，給門戶，以便門戶好管理用戶狀態(tài).

接口走向：機(jī)頂盒→門戶Portal.

(2)呼叫接口

接口功能：在門戶上呼叫好友之后，門戶會返回好友的呼叫信息，而通過這些信息，機(jī)頂盒可以呼叫對方的SIP 終端.

接口走向：門戶Portal→機(jī)頂盒

二.STB 與SIP 之間的流程

STB 通過門戶拿到好友的DN 以及好友的SIP 終端的IP 和端口之后，開始與好友的SIP 終端建立連接，當(dāng)這個連接建立成功之后，就可以通過STB 和sip 終端，進(jìn)行視頻通訊.好友的音視頻信息可以通過電視播放出來.

這個流程總共包含2 個接口：心跳接口和呼叫接口.

(1)心跳接口：STB 與自己的SIP 終端之間保持心跳.

接口走向：自己的SIP 終端→ STB

Server 端：STB.

(2)呼叫接口：STB 呼叫好友的SIP 終端.

接口走向：好友的SIP 終端→自己的STB

Server 端：STB

1.2 瀏覽器與視頻通信模塊之間的接口函數(shù)設(shè)計

用戶發(fā)起呼叫時，呼叫窗口通過瀏覽器顯示來，因此需要設(shè)計瀏覽器與視頻通信模塊之間的接口函數(shù).需要的函數(shù)為庫函數(shù)和接口函數(shù).庫函數(shù)為瀏覽器庫函數(shù)：D_Browser_AppNotify,從視頻通信模塊傳遞狀態(tài)，觸發(fā)瀏覽器工作.接口函數(shù)包括：

D_SIP_Play :傳遞視頻通訊參數(shù).

D_SIP_Stop :關(guān)閉視頻通訊.

D_SIP_SetWindow :設(shè)置視頻窗口位置.

D_SIP_GetWindow :獲得視頻窗口顯示位置.

D_SIP_AV_Start :開啟視頻通訊視音頻.

D_SIP_AV_Stop :關(guān)閉視頻通訊的視音頻.

2 視頻通信軟件系統(tǒng)測試

2.1 視頻通信功能測試

為了驗證軟件設(shè)計的可行性，本文進(jìn)行了模擬測試，設(shè)備連接如圖2 所示.

測試步驟如下：

2.1.1 進(jìn)入系統(tǒng)

a) 通過導(dǎo)視菜單進(jìn)入到視頻通信的頁面，具體步驟是【導(dǎo)視】→【通訊】→【視頻通話】;

b) 在該頁面選擇【視頻通訊】選項，進(jìn)入到視頻通信的首頁.

c) 頁面從左至右分為三個區(qū)域：好友列表區(qū).呼叫和刪除區(qū)以及添加好友區(qū).

2.1.2 添加好友

a) 進(jìn)入到視頻通訊首頁，然后點(diǎn)擊“添加好友”,進(jìn)入到好友添加列表.

b) 通過遙控器選中選中輸入框“請輸入好友的聯(lián)系方式”,然后通過遙控器上的數(shù)字鍵輸入好友的號碼.

c) 輸入號碼后，按遙控器確定鍵，會提示添加成功.

d) 之后選中頁面上的“返回”將返回到好友列表.

2.1.3 視頻呼叫

a) 主叫：主叫模式是指通過導(dǎo)視菜單進(jìn)入到視頻通訊首頁，并發(fā)起對好友的呼叫.進(jìn)入到視頻通訊首頁，選擇某個好友，點(diǎn)擊呼叫按鈕，進(jìn)入到呼叫等待頁面.若呼叫失敗，將進(jìn)入到呼叫失敗頁面;若呼叫成功，則將進(jìn)入到視頻通話的頁面.按掛斷按鈕，將返回到好友列表頁面，即視頻通訊首頁.

b) 被叫是指沒有進(jìn)入到視頻通訊模塊，這時收到好友的來電請求，彈出來電提示框.接收來顯請求，選擇全屏模式，則會全屏顯示好友的視頻.

2.1.4 終止視頻通話

a)在瀏覽器模式下終止視頻通話.則可以直接在通話的頁面上，選擇 “終止視頻通話”,則返回視頻通話首頁.在視頻通訊首頁，若按遙控器的“退出”鍵，將退出首頁面，返回電視觀看狀態(tài).

2.2 視頻通信SIP 協(xié)議測試

在視頻通信呼叫過程中，利用Wireshark 抓包軟件，即可獲得呼叫過程的SIP 信令協(xié)議數(shù)據(jù).Wireshark 是一個網(wǎng)絡(luò)封包分析軟件，安裝使用方便，其功能是擷取網(wǎng)絡(luò)封包，并盡可能顯示出最為詳細(xì)的網(wǎng)絡(luò)封包資料，從而可以分析協(xié)議.

本文主要測試SIP 信令協(xié)議中的會話邀請.應(yīng)答與終止信令即一個完整的會話建立與終止過程.STB_A 分配一個用于測試的fSipDn = 8012.fSipIp = 10.171.0.2,STB_B 分配的用于測試的fSipDn = 8013.fSipIp = 10.171.0.3.當(dāng)STB_A 向STB_B 發(fā)起呼叫建立會話時，使用wireshark 抓包工抓取數(shù)據(jù)包.

從實(shí)驗數(shù)據(jù)可知STB_A 為主叫方，STB_B 為被叫方，呼叫建立過程為：

1.STB_A 向STB_B 發(fā)出INVITE 類的SIP 請求消息，STB_B 注冊的域中有一個代理服務(wù)器，請求消息被10.27.81.31(代理服務(wù)器)接收.

2.10.27.81.31 收到INVITE 類請求消息后，向STB_A 發(fā)回狀態(tài)碼為100 的響應(yīng)消息，說明請求已經(jīng)收到.

3.10.27.81.31 依據(jù)收到的INVITE 類請求消息產(chǎn)生新的INVITE 類請求消息“代理”STB_A 向STB_B 發(fā)出INVITE 類請求消息.

4.STB_A 向10.27.81.31 發(fā)送ACK 類請求消息，說明已經(jīng)收到了INVITE 請求消息的最終響應(yīng).

5.10.27.81.31 將ACK 消息轉(zhuǎn)發(fā)給STB_B,到此為止表明呼叫建立成功.

6.通信結(jié)束，STB_A 首先掛機(jī)，向代理服務(wù)器發(fā)出BYE 類請求消息.

7.10.27.81.31 向STB_A 發(fā)送200OK 響應(yīng)消息，說明釋放呼叫.

8.10.27.81.31 將BYE 消息轉(zhuǎn)發(fā)給STB_B.

9.STB_B 向10.27.81.31 發(fā)送200OK 響應(yīng)消息，說明會話結(jié)束.

從功能測試結(jié)果和抓取的實(shí)驗數(shù)據(jù)可知，該系統(tǒng)能夠正常工作，完成要求的功能;SIP 服務(wù)器與SIP 終端也能正常工作，達(dá)到了預(yù)期的效果.

3 總結(jié)

本文設(shè)計了基于STB 和SIP 視頻通信軟件設(shè)計，并對其進(jìn)行測試.在軟件上設(shè)計了STB 與SIP 終端之間的通信流程的建立過程，通過設(shè)置心跳接口和呼叫接口來實(shí)現(xiàn)呼叫的建立，并用C 語言編寫相關(guān)代碼實(shí)現(xiàn).此外還設(shè)計了瀏覽器與視頻通信模塊之間的通信流程圖，并編寫了接口函數(shù).最后對軟件進(jìn)行測試，測試結(jié)果表明系統(tǒng)能夠正常工作.