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| 多媒体无线数据加密网关的设计与实现 摘 要 目前，武警部队肩负着重大事件保障、押运押解勤务等诸多任务，“任务频繁、远离驻地、独立作战”等问题油然而生，所以，为构建高效的指挥网络，需要搭建一套动态勤务管控系统，可实时传输视频、语音等相关信息到指挥中心，实现武警日常勤务作业中可视化的指挥调度功能。该系统是提升武警部队信息化管理与应急处置能力的重要工程。本文将针对武警动态勤务系统的应用需求，提供适用广、功能强、性能高的终端设备。 本文所介绍的多媒体无线数据加密网关，可实现武警动态勤务系统中对终端设备的需求。多媒体无线加密网关的应用模式为可进行视频上传、视频下发、语音单呼、语音组呼、短信发送等多种功能，基本满足了武警动态勤务的需求，可以更好的完成大型活动的保障及实现指挥中心对车载前方现场情况的指挥。以实现任务全时可监控、全程可定位、全域可通联、全程可指挥。 本文着重介绍多媒体无线加密网关的设计方法。首先，将网关划分为路由板卡和视频板卡两部分分别进行设计，路由板卡主要完成无线拨号、NAT转化、DHCP地址分配等功能，视频板卡主要完成音视频编解码、与视频服务器信令面对接等功能。然后，按照功能将板卡划分为多个功能模块，对每一个模块进行分别编码设计，此模块划分架构可以为同类产品提供参考和借鉴。最后，模块间的交互灵活使用了共享内存、配置文件、消息队列，每个应用程序配套一块共享内存、一个消息队列和一个配置文件。共享内存负责存储当前的模块状态供查询；消息队列负责接收其他模块的消息；应用程序主体处理具体业务并向其他模块发送消息；配置文件存储并提供模块的默认配置。 本网关的设计亮点为采用了物理门卫式加密。预留保密模块位置，通过自定义帧，路由模块与保密模块进行交互，打通通路。之后，音视频数据经过保密模块的加密后，进行发送，到密码机之后，进行解密，送至视频服务器。保证了数据发送的安全性。同时，本网关支持无保密模块时，使用跳线代替保密模块的明通使用模式。 最终，本论文设计的多媒体无线数据加密网关，不光可以满足武警执勤时对多种业务功能的需求；同时，编码时功能模块划分的架构，共享内存、配置文件、消息队列间配合使用的思路，也可以作为同类网关产品的参考样本；另外，加密业务使用自定义帧与保密模块交互的方法，也是本文的亮点之一。 关键词：网关设备 多媒体业务 加密业务 目 录 第一章 引言 1 1.1 课题背景 1 1.2 课题任务 3 1.2.1 软件功能需求 3 1.2.2 加密需求 4 1.2.3 性能管理 4 1.2.4 配置管理 5 1.2.5 软件可测性 5 1.2.6 软件性能需求 6 1.3 论文结构 6 2.1 软件设计原则 7 2.1.1 通信协议设计原则 7 2.1.2 模块设计原则 7 2.2 路由软件总体 7 2.2.1 软件运行环境及开发平台 7 2.2.2 软件功能划分 7 2.2.3 软件子系统划分 8 2.2.4 功能设计原则 8 2.3 视频软件总体 9 2.3.1 软件开发环境及开发平台 9 2.3.2 软件功能划分 9 2.3.3 驱动功能划分 11 2.4 软件接口设计 12 2.4.1 视频单元软件接口设计 12 2.4.2 路由单元软件接口设计 12 2.5 系统部署 12 2.6 本章小结 13 第三章 路由单元功能设计 14 3.1 INIT模块设计 14 3.1.1 功能设计 14 3.1.2 流程设计 14 3.2 SEND 8001模块设计 16 3.2.1 功能设计 16 3.2.2 流程设计 16 3.3 AUTO IPIP自动建链模块设计 18 3.3.1 功能设计 18 3.3.2 流程设计 18 3.4 DAEMON守护模块设计 20 3.4.1 功能设计 20 3.4.2 流程设计 20 3.5 本章小结 21 第四章 视频软件子系统功能设计 23 4.1 命名规范约定 23 4.2 库函数封装调用约定 23 4.2.1 基础库封装范围 23 4.3 单元功能设计 24 4.3.1 驱动层模块设计 24 4.3.2 编解码库设计 25 4.3.3 文件系统设计 25 4.3.4 模块框架设计 26 4.3.5 启动流程 28 4.3.6 Web模块设计 29 4.3.7 MediaMgr模块设计 33 4.3.8 SipMgr模块设计 42 4.3.9 Console模块设计 45 4.3.10 Daemon模块设计 47 4.4 本章小结 50 第五章 系统应用流程描述 51 5.1 初始化流程 51 5.2 业务流程 51 5.2.1 多媒体上传 51 5.2.2 多媒体下发 53 5.2.3 对讲 54 5.2.4 PTT组播 57 5.2.5 平台广播 61 5.2.6 GPS数据 62 5.2.7 RFID 63 5.2.8 平台对设备参数获取及更改 64 5.2.9 报警 66 5.3 数据传输设计 67 5.3.1 RFID数据传输策略 67 5.3.2 GPS数据传输策略 67 5.3.3 语音优先传输策略 67 5.4 本章小结 68 第六章 总结与展望 69 6.1 论文工作总结 69 6.2 问题和展望 69 参考文献 71 致 谢 73 |
