（机械制造及其自动化专业论文）基于jmf的远程视频诊断系统设计与实现.pdf

摘要摘要随着计算机和互联网通信技术的快速发展，在经济全球化发展趋势的推动下，网络信息技术已经广泛渗透到经济和社会的各个方面。网络视频会议系统是基于互联网技术实现的虚拟会议，在这个平台上，地域分散的计算机可以通过网络传送各自的信息，进行实时信息交流与资源共享、协同工作。这大大节省工作人员的时间和精力，消除地域限制，提升群体工作质量和效率，进而提高企业及社会的综合效益。本文首先对网络视频会议系统的现状及趋势进行了广泛调研与分析，进而系统地研究了软件开发技术和管理方法，通过对j m f ( j a v am e d i af r a m e w o r k ) 技术、r t p r t c p 协议、音视频压缩及网络传输安全的综合分析，最后结合地质勘探远程诊断系统实际的特点，在系统开发中应用相关的软件开发技术和管理方法，实现远程诊断会议系统的设计与开发。本文主要完成以下相关内容：1 对软件开发周期、过程模型进行系统的研究，介绍如何根据实际应用开发选定相应的模型；进行有效的需求分析，充分发挥其在整个开发阶段的作用与意义；结合软件配置管理、软件人员管理等进行软件项目管理。2 深入研究j m f 框架结构、网络传输协议r t p r t c p 和音视频压缩等相关理论知识，引入m p e g 4 标准压缩算法，并介绍如何通过加密来实现网络传输的安全。3 详细阐述了如何利用p o w e r d e s i g n e r 等设计工具来进行系统的需求分析，并在此基础上进行系统分析与方案设计，对系统进行体制结构设计、用户界面u i设计、数据库设计、功能模块划分。另外，讨论如何结合软件开发工具制定相应的开发周期、项目版本管理等。4 对每个功能模块进行详细设计和开发工作，通过建立信息分析器来分析传输信息的类型。基于j m f 和网络传输协议r t p r t c p 实现音视频多媒体的发送与接收；通过s o c k e t 技术与服务器资源管理实现诊断图片的共享；采用组播方式，通过s o c k e t 技术实现系统文本交流和文件传输功能；运用对称密码的方法来实现系统的安全性管理；最后对系统网络结构和硬件设备进行详细的配置。本文通过上述系统方案，结合j m f 技术和软件管理方法设计并开发了地质勘探远程诊断系统，取得了预期的成果。关键词：j m f ，视频会议，r t p r t c p ，音视频传输，软件开发技术a b s t r a c ta b s t r a c tw i t ht h er a p i dd e v e l o p i n go fc o m p m e ra n di n t e m e tc o m r n u n i c m i o n , d r i v e nb yt h ee c o n o m i cg l o b a l i z a t i o n ，n e t w o r kt e c h n o l o g yh a sb e e ni n f i l t r a t i n gi n t ov a r i o u ss p h e r e so fe c o n o m ya n ds o c i e t y v i d e oc o n f e r e n c es y s t e mi sav i r m a lc o n f e r e n c eb a s e do ni n t e r n e tt e c h n o l o g y o nt h i sp l a t f o r m ，r e g i o n a l l yd e c e n t r a l i z e dc o m p u t e r sc a nt r a n s m i tr e s p e c t i v ei n f o r m a t i o nv i an e t w o r k , e x c h a n g er e a l t i m ei n f o r m a t i o n , s h a r er e s o u r c e s ，a n dr e a l i z ec s c w ( c o m p u t e rs u p p o r t e dc o o p e r a t i v ew o r k ) t h i sc a ng r e a t l ys a v es t a f f st i m ea n de n e r g y , e l i m i n a t er e g i o n a lr e s t r i c t i o na n dp r o m o t et h et e a mw o r kq u a l i t ya n de f f i c i e n c y , t h u si m p r o v et h ei n t e g r a t i v eb e n e f i t so fe n t e r p r i s e sa n dt h es o d e t y t h i sp a p e rm a k e sac o m p r e h e n s i v er e s e a r c ha n da n a l y s i so ft h es t a t u sa n dt h et r e n d so fv i d e oc o n f e r e n c es y s t e m ，t h e ns y s t e m a t i c a l l ys t u d i e ss o f t w a r ed e v e l o p m e n tt e c h n o l o g ya n dm a n a g e m e n t i ta c h i e v e st h ed e s i g na n dd e v e l o p m e n to fr e m o t ed i a g n o s e ss y s t e mw h i c hi su s e di ng e o l o g i ce x p l o r a t i o nb ys y n t h e t i ca n a l y s e so fj m f ( j a v am e d i af r a m e w o r k ) t e c h n o l o g y , r t p r t c pp r o t o c o l s ，a u d i o & v i d e oc o m p r e s s i o ns y s t e ma n dn e t w o r kt r a n s m i s s i o ns e c u r i t y , f i n a l l yc o m b i n i n gr e m o t ed i a g n o s i ss y s t e m ，a n da p p l y i n gc o r r e s p o n d i n gs o f t w a r ed e v e l o p m e n tt e c h n o l o g ya n dm a n a g e m e n ti ns y s t e md e v e l o p i n g t h i sp a p e rm a i n l yi n c l u d e ss u c ht h i n g sa sf o l l o w s 1 s y s t e m a t i c a l l ys t u d ys o f t w a r ed e v e l o p m e n tc y c l ea n dp r o c e s sm o d e l ，i n t r o d u c eh o wt oc h o o s er e l e v a n tm o d e la c c o r d i n gt op r a c t i c a la p p l i c a t i o nd e v e l o p m e n t b ye f f e c t i v ea n a l y s i so fr e q u i r e m e n t , m a k ef u l lu s eo fi ti nt h ew h o l ed e v e l o p m e n t m a n a g es o f t w a r ep r o j e c tb yc o m b i n gs o f t w a r ec o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n ta n ds o f t w a r ep e r s o n n e lm a n a g e m e n t 2 s t u d yi n t e n s i v e l ys u c hr e l e v a n tt h e o r i e sa sj m f , i n t e r n e tt r a n s m i s s i o np r o t o c o lr t p r t c pa n da u d i o & v i d e oc o m p r e s s i o n ,a n da p p l yt h es t a n d a r dc o m p r e s s i o na r i t h m e t i cm p e g 4 ，a n dp r e s e n th o wt oi m p l e m e n tt h es e c u r i t yo fi n t e r n e tt r a n s m i s s i o nb yu s i n gt h ee n c r y p t i o nm e t h o d 3 e x p o u n dh o wt ou s ed e s i g nt o o l sl i k ep o w e r d e s i g n e rt om a k et h es y s t e mi ir e q u i r e m e n t sa n 越y s i s b a s e do nt h ea b o v e ，a n a l y z es y s t e m ，d e s i g nt h ec o n c e p t ，a n dd e v i s e 血es y s t e ms t m c t u r e ，u s e ri n t e r f a c eu id e s i g n ，d a t a b a s ea n dt h ec l a s s i f i c a t i o no f触l c t i o nm o d u l e s f u r t h e r m o r e ，p r e s e n th o wt om a k er e l e v a n td e v e l o p m e n tc y c i ea n dp r o j e c tv e r s i o nm a n a g e m e n tw i t ht h eh e l po fs o f t w a r ed e v e l o p m e n tt o o l s 4 h a t e n s i v e l yd e s i g na n dd e v e l o pe a c hf u n c t i o nm o d u l e ，t h e nb y1 n f oa n a l y z e r ，d e c i d et h et y p eo ft r a n s m i t t e di n f o r m a t i o n w i t ht h eh e l po fj m fa n dn e 俩o r kt r a n s m i s s i o np r o t o c o lr t p r t c p , a t t a i na u d i o v i d e om u l t i m e d i as e n d i n ga i l dr e c e i v i n 鬣u s i n gs o c k e t t e c h n o l o g ya n ds e r v e rr e s o u r c em a n a g e m e n t ，s h a r et h ed i a g n o s t i cp i c t u r e s ；b yt h ew a yo fm u l t i c a s t i n g ，u s es o c k e tt e c h n o l o g yt oc o 眦u n l c a t es v s t e mt e x ta n d 仃a n s m i tf i l e s ；a p p l y i n gs y m m e t r i cc r y p t o g r a p h y , s t r e n g t h e ns y s t e ms e c u r i t ym a n a g e m e n t ；f i n a l l yd e p l o yt h es y s t e mn e t w o r ka n dh a r d w 甜e b a s e do nt h es t a t e da b o v e ，t h ep a p e rd e v i s e sa n dd e v e l o p sr e m o t ed i a g n o s e ss y s t e mw h i c hi su s e di ng e o l o g i ce x p l o r a t i o nw i t ht h eh e l po fj m fa n ds o r w 盯em a l l a g e m e n t ，a n dt h ep r o s p e c t i v ee f f e c th a sb e e na t t a i n e d k e yw o r d s ：j m f ，v i d e o c o n f e r e n c e ，r t p r t c p ，v i d e o a u d i ot r a n s m s s i 。n ，s 。觚眦d e v e l o p m e n ts k i l l s ，h l独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：号志嗲日期：1关于论文使用授权的说明年台月f 罗日本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定)签名：童查堕导师签名：垒生堡h 厂- 、日期：t ，7 年月t 妇第一章引言1 1 论文的研究来源与背景第一章引言随着计算机和互联网技术的快速发展，在经济全球化发展趋势推动下，网络信息技术已经广泛渗透到经济和社会的各个方面，深刻地影响并改变着人们的工作和生活方式。网络视频会议系统是基于互联网技术实现的虚拟会议，它糅合了文本、图形、动画、音频、视频等多媒体信息来实现视听一体化的交流。通过这个交流平台，地域分散的个体可以利用计算机通过网络传输各自的各种信息，进行实时信息交流与共享、开展协同工作中各种信息的处理，如数据共享等，从而营建一个多人共享的工作空间，最终共同完成一个任务。这大大节省工作人员的时间和精力，消除或减少他们在空间上的相互分隔的障碍，提升群体工作质量和效率，进而提高企业、机构乃至社会的整体效益。地震资料采集是一种地球物理勘探方法，它利用人工地震作为激发震源，使用高精密检波器检测来自大地的震动反馈( 反射信息) ，从而获取地球浅、中部地层响应信息。其工作的中心是要获取地质专家期望得到的有效目的层的反射信息，从而推断地下地质情况，推测含油、含气的可能性。为判断是否采集到有效反射信息，将某一区域试验采集数据输入计算机，经过一系列处理后，得到一些能够反映地下地质情况的图件一称之为地震剖面。根据这些试验剖面，来确定采集方案。对于复杂地区，往往要经过多次试验才能确定采集方案，这需要具有丰富勘探经验的专家来确定，而专家数量有限，要求每个地区都有足够的技术专家是不可能的。因此，勘探专家往往奔波于各个施工区域之间，将大量时间耗费在旅途上，造成人力、物力上极大的浪费，降低了工作效率。为此，构建一个利用互联网技术的地质勘探远程诊断系统，可以使专家远程研究分析施工区域资料，以确定施工方案，这样可以充分利用专家的作用，提高整个勘探工作效率，同时也减轻专家们的劳动强度，这即为本文研究的来源。本文设计并实现一个具体软件视频会议应用系统一地质勘探远程诊断系统。电子科技大学硕士学位论文1 2 论文研究意义和主要内容在经济、政治和文化不断发展的今天，人与人之间的交流越来越频繁。视频会议系统( v i d e o c o n f e r e n c es y s t e m ) 由于它的实时性、视听一体化、不受地域限制等优点，具有很广泛的应用前景：1 企业产品开发和客户服务。在很大程度上提高员工的生产效率，特别是对分支机构较多的企业，效益则更为明显。2 ，远程教育和技术培训。通过远程教学与培训系统，学习人员能更方便地参加特殊教育、继续教育和专业技术培训。3 远程诊断。专家或技术人员与用户进行远程咨询和诊断，通过远程诊断系统可以对诊断数据、图片、资料进行异地传输，专家们不受地域限制进行商议和协同工作。4 远程监控。控制中心平台通过网络控制和管理监控前端，主要负责信号、音频、视频的收集和各种外围设备的控制，经常用于企业生产线监控。此外，在市场调查和情报检索、科研合作和工程设计、员工招聘等方面视频会议系统还有众多的应用。本文首先通过分析视频会议系统的技术特点与企业应用需求，结合软件开发技术，进而研究基于j m f 的视频诊断会议系统的设计与实现技术，最终实现这样的目标：通过在协作成员之间传送文本、图像、音视频等信息，彼此间真实、直观的进行交流，大大节省了工作的时间和精力，消除或减少其在空间上相互分隔的障碍，提升整体工作质量和效率，进而提高企业、机构乃至社会的综合效益。基于上述研究目标，确立如下主要研究内容：分析和论述了视频会议系统在整个社会协同工作中的重要作用和地位；详细阐述当前国内外视频会议系统的现状与发展趋势，并介绍软件视频会议的相关技术；系统研究软件开发技术与项目管理方法；研究网络传输相关协议r t p 和r t c p 、j m f 技术、音视频压缩算法、网络传输及网络安全性等：根据企业的实际需求进行选型，设计并开发相应的视频诊断系统。2第一章引言1 3 论文的组织结构本文共分为六章：第一章介绍了本文研究的主要来源与背景，并引入研究的主要内容。第二章阐述了网络视频会议系统的研究现状、相关技术和发展趋势等。第三章系统地对现有的软件开发技术与项目管理方法进行深入讨论。第四章深入研究远程视频诊断系统的相关核心技术，主要包括网络协议r t p r t c p 、j m f 技术、音视频压缩算法、网络传输、网络安全性等。第五章结合系统需求对地质勘探远程诊断系统进行详细的设计并具体完成功能的实现。第六章对全文进行了总结并提出下一步工作的方向。3电子科技大学硕士学位论文第二章网络视频会议系统人类进行通信的方式经历了不同历史时期的更换：从远古时代的烽火传讯、飞鸽传书，驿马邮递，到近代的电报、电话、传真等邮政电信业务，进而到现在基于i n t e m e t 的e m a i l 、即时通信及视频通信业务。有研究表明，人们接收的有效信息5 5 来自于面对面的视觉效果，3 8 依赖语音，而只有7 依赖于内容。由电话、传真和电子邮件等单一媒体提供的传统语音和文字通信已经不能满足人们的需要，一种集数据、图形、图像、音频和视频等多种媒体信息，超越时空的崭新交流方式正在被广泛应用。这就是将计算机的交互性、通信的分布性和多媒体的实时性完美的结合起来的视频会议系统。视频会议系统的发展经历了一个较为漫长的阶段，由于受到网络状况、音视频处理技术、设备费用等诸多因素的阻碍，发展相对缓慢。但最近几年随着网络技术飞快发展、计算机处理速度快速提升及设备价格的不断下降，大量相应的视频会议产品应运而生，受到众多厂商和用户的青睐。2 。1 国外视频会议系统的研究现状从上世纪6 0 年代开始，许多发达国家开始对模拟视频会议系统进行研究，1 9 6 4年第一代视频会议产品一可视电话在美国贝尔实验室诞生。在压缩编码技术的推动下，视频会议系统从模拟信号向数字信号系统转化，从上世纪8 0 年代开始，多媒体技术、计算机输入输出标准、算法标准、误码校验标准及一系列互通的模式转换标准的制定，视频会议系统得到快速发展，形成商品化的视频会议系统。美国c o r m e l l 大学在1 9 9 5 年推出了第一个成功的基于i n t e r n e t i n t r a n e t 网络的实验性桌面视频会议系统一c u s e e m e 。同年，a p p l e 公司发布了一种跨平台的q u i c k t i m e 多媒体技术，这实现了在不同的操作平台上的连接，允许个人电脑用户在不同地域共享实时资源，是第一套基于软件的系统，虽然显示的图像较小、清晰度较差，但它展示了视频会议系统的优势，同时也使业界掀起了研究的热潮。m i c r o s o f t 公司在1 9 9 6 年推出n e t m e e t i n g ，它的特点在于其应用共享、白板、文字聊天、文件传输和音视频传输，成为各类桌面会议系统的标准构件，为后来视频会议系统的迸一步发展打下了良好的基础。1 9 9 8 年美国p i c t u r et e l 公司的4第二章网络视频会议系统l i v e l a n 是当今运行在p c 平台的具有典型意义的桌面视频会议系统，它具有动态监视网络能力的功能，根据网络负载自动调整视频信号，既保证桌面会议顺利进行，又不使网络超载。目前已经有数十种基于口组播的桌面视频会议投入商业运行，如微软的n c t s h o w 、e m u “v e 图像公司的e m u l i v es e r v e r 、s t a r b u r s t 通讯公司的s t r e a r n w o r k ss e r v e r 等l l j l 引。国际电信联盟( i n t e r n a t i o n a l t e l e c o m m u n i c a t i o n su n i o n ，r r u ) 发布了一系列的视频会议标准，目的用来解决互操作性问题，主要有：用于i s d n 网群视频会议的h 3 2 0 ；用于局域网视频会议的h 3 2 3 ；用于p s t n 视频会议的h 3 2 4 ；用于a t m和b i s d n 视频会议的h 3 1 0 。其中1 9 9 7 年3 月发布的h 3 2 3 协议为那些与i n t e m e t和h a t r a n e t 相连的视频会议系统提供了互通的标准，这标志着视频开始由专网进入p 宽带网络。此后，视频会议逐步成熟，功能完善、性能提高、造价下降，这些都为基数庞大的企业用户应用视频会议铺平了道路。目前在美国视频会议系统己渗透到政府、商业、金融、交通、服务、教育等各行业，其中远程教育和远程医疗占了相当大的比重。在远程教学方面，许多美国大企业利用视频会议系统为员工提供培训，m i t 和d u k e 等大学也都在远程教育方面进行了很大投资。特别是9 1 1 事件之后，美国出现了企业集团、个体大规模采购与使用视频会议系统的热潮，据国际著名多媒体视频和通讯领域权威市场调研机构w a i n _ h o u s e 调查，有9 1 的商业企业倾向于采取视频会议的工作方式。国外比较著名视频会议系统的有威康( v c o n 以色列) ，宝利通( p o l y c o m 美国) ，泰德( t a n d b e r g 挪威) 。2 2 我国视频会议系统的研究现状中国的视讯业发展已有1 0 年的历程。发展之初视频会议系统只是针对政府、金融、集团公司等高端市场，主要在专网中运行，造价很高，预算往往高达百万、千万元。受2 0 0 3 年s a r s 的影响，中国视频会议系统市场突破了以往的平缓发展局面，开始步入稳步快速发展阶段。据中国权威信息与通讯技术( i n f o r m a t i o na n dc o m m u n i c a t i o n st e c h n o l o g y ，i c t ) 研究咨询机构计世资讯( c c wr e s e a r c h ) 报告显示：2 0 0 4 年，视频会议系统市场总体销售额为1 8 7 亿元，2 0 0 5 年数额达到2 3 1亿元，相对2 0 0 4 年增长幅度为2 3 5 ，而2 0 0 6 年则达到2 7 9 亿元，比上一年同比增长2 0 8 。在2 0 0 6 年中国视频会议系统市场总体销售额中，宝利通、华为3 c o m 、泰德电子科技大学硕士学位论文的销售额占3 8 ，其他品牌销售额排名依次为：中兴通讯、s o n y 、威速( v 2 ) 等。总体上2 0 0 6 年中国视频会议系统市场保持平稳增长，但从市场销售额上看，以硬件视频会议产品为主的厂商增长速度相对平缓，而软件视频会议产品在市场中的比重增长十分迅速。在中国政府、金融、能源、通信、交通、医疗、教育等重点行业机构中视频会议设备的用户比例达到了2 3 ，视频会议系统已经成为我国行业信息交流和传递的重要手段。随着宽带的日益普及和人们对于视频会议系统产品认识的不断增强，未来3 年内，政府混网、企业公网的应用将继续呈现增长态势，前景广阔；通信、增值等运营市场，将有望迅速启动f 3 1 。我国对视频会议系统的研究启动比较慢，中国第一台拥有自主知识产权的i s d n 可视电话2 0 0 1 年7 月才研制成功，不过发展速度很快，研究开发的桌面视频会议系统大多是面向l a n 、i s d n 或p s t n 。其中有国防科技大学的基于校园网的多点会议系统、中科院声学所开发的基于h 2 6 1 的视听多媒体桌面视频会议系统、北京邮电大学研究的基于口的简单桌面会议电视系统等。目前我国正着手建设宽带i p 网络、基于i p 的多媒体通信网络及高速信息示范网，这会增加对i p 视频会议业务的需求，其应用前景非常广洲训。目前国内比较著名的视频会议系统是华为公司v i e wp o i n t 8 0 0 0 系列，包括v i e wp o i m 8 6 2 0 m c u ，v i e wp o i n t 8 0 2 0 终端。v i e wp o i n t 8 6 2 0 m c u 符合h 3 2 0 ，t 1 2 0标准支持6 4 个e 1 ，9 6 个v 3 5 终端或1 2 8 个i s d n 终端，支持混合方式，终端多画面和速率协议适配。中兴公司z x m v0 3 2 0 0 ，由硬件和软件两部分组成，配件完成网络接口，音视频处理，也提供e 1 ，v 3 5 ，i s d n 接口，视频只切换，不作图像编解码处理。音频做到完全混音，软件则完成会议控制及管理。2 3 软件视频会议系统相关技术随着计算机科学技术的飞速发展和互联网技术的广泛应用，影响软件视频会议发展的几个因素均已突破，软件视频会议快速发展所需的技术基础都已经逐渐成熟，以下相关技术将在新的软件视频会议系统中得到广泛应用【5 】【6 】。组播( m u l t i c a s t ) 技术。组播技术实现了网络中点到多点的数据信息的高效传输，与之相对应的单播( 一对一的传输) 和广播( 一对所有人的传输) 技术相比较，可以减少数据传输量。在因特网中设计了组播方案，并预留了一些口地址作为组播地址。但由于设备能力、安全等因素，i p 层次上的组播无法在广域网范围内实现。因此，目前比较看好的是应用层组播，本质上是通过多个单播实现“组播”6第二章网络视频会议系统的效果，但同时弓j 入了诸如动态负载均衡等技术，效果会优于简单的多个单播。q o s 技术。由于i p 网络执行“尽最大可能提供服务”的策略，对所有数据一视同仁。而视频会议系统传输的数据的重要性是不同的，如少量的视频数据丢失可能影响不大。但认证信息丢失会导致整个会议呼l 失败。q o s 的目的是在现有条件下尽可能获得好的效果，如保证重要的数据优先得到传输，必要的情况下，可以丢弃一些相对不重要的数据等。q o s 可以在不同的层次上实现，由于口网络不提供q o s ，因此视频会议系统的q o s 需要在应用层上实现。而应用层的q o s 技术需要与编解码器等其它部件配合才能发挥优点。新的编解码技术。更好的质量和更少的带宽占用一直是视频会议系统研究的目标和方向。因此，编解码技术，尤其是图像编解码技术的发展，将有效推动视频会议系统的应用。视频会议系统的编解码必须是能够实时应用的，要求延时不能太大，这就限制了一些压缩编码技术的使用。i t u 推出了h 2 6 4 的图像编解码标准，在同样图像质量的情况下，h 2 6 4 编码数据量仅为h 2 6 3 的5 0 左右，但其编解码的复杂性上升。h ，2 6 4 编码复杂性是h 2 6 3 的三倍、解码复杂性是h 2 6 3 的两倍。h ，2 6 4 被i s o 批准为m p e g 4 的图像编解码标准，许多厂商已经开始提供支持h 2 6 4 标准的产品。信息安全技术。h 3 2 3 系统是一个开放的系统，基本上没有考虑安全性的问题，解决信息安全问题刻不容缓。目前，用于视频会议系统的信息安全技术主要有蕊大类。第一类是加解密技术：该类技术的目的是防止信息被非法盗用，可以用于音视频数据的加密。该技术已经广泛用于数字电视的加密频道中，基本原理是在发送端对要发送的数据加密，同时在授权的接收端( 拥有相应的解密密钥) 对接收的数据解密。加解密技术可以有很多的变化，比如使用第三方加解密体系可以对不同的用户授权不同的接收频道。第二类是数字签名：该类技术的目的是防止有人伪造和篡改信息，同时也可以对事件具体追查责任人。可以用在身份认证、数据真实性验证、电子文档的签名等场合。2 4 视频会议系统的发展趋势在标准协议、应用等方面，未来的视频会议系统将呈现以下新的特点：系统开放化和软件化。在视频会议系统中，最重要的能力就是传输音视频，但由于音视频数据量很大，必须在传输前进行压缩编码，传输后解压缩，因此对终端计算篷力的要求比较离。冠时对带宽的要求也比较亮，随着p c 的普及、计算7电子科技大学硕士学位论文能力的不断增强和网络带宽的迅速增加，基于口网络和p c 的软件视频会议系统将是视频会议的一大发展趋势。协议类型发生转化。在视频会议系统发展的初期，由于口网还不是一个普遍的、坚强的、能够支持高带宽应用的网络，基于i s d n 线路、符合h 3 2 0 协议的产品占主要比例。而近几年p 网络的普及和性能的提高，使得符合h 3 2 3 协议的产品在整体市场中占有的比例急剧上升。由于h 3 2 3 协议专为局域网设计，尽管同时也可以应用于广域网中，但其网络的适应性不是很好，如h 3 2 3 系统不能支持防火墙穿透、不能支持n a t ( 网络地址转换) 。同时，h 3 2 3 协议还存在结构复杂、缺乏安全性等缺陷，因此新的协议和方案( 如s i p 协议) 将会补充到现有框架中【5 】。应用桌面化。随着商业环境的全球化趋势，远距离、低成本的即时沟通的需求越来越迫切，而桌面视频会议系统正好迎合了这种需求。由于使用的简便性和低成本的特点，基于软件的桌面视频会议系统将是发展趋势。功能多样化、系统化、单纯的音视频交流已经无法满足人们的需要，视频会议系统将朝着“可视协同工作平台的方向发展。可视协同工作可以提供音视频、文档、数据交换、协同浏览、应用程序共享等功能，从而满足用户更大范围的应用需要，如远程协同办公、商务会议、远程项目管理、客户服务、技术培训等等。此外，基于知识管理和内容管理的后台支持系统，将与视频会议系统有更加紧密的配合。虚拟合作应用服务将成为视频会议面向企业的核心功能之一。视频会议领域已经形成了以个人和企业为重心，以内容服务为主的应用服务市场。为用户提供视频点播、可视电话、远程教育、远程培训、互动娱乐、视讯会展、视讯会议、视讯贸易、视频商务、视讯游戏、远程招聘、视讯聊天，以及更深层次上的行业业务应用等服务，这些业务成为新的利润增长点。因此要针对个人和企业的不同要求，为其提供个性化的应用方案。如面向个人的点对点视频通讯服务，针对企业的通用会议或专业服务，以及面向最终用户和企业的网络教学培训等服务。从市场发展规律、视讯技术现状以及网络技术等多方面情况分析，推行视讯通信业务的公众化运营，使其尽快商用化，将是视讯通信业务发展的商业应用趋判3 1 。第三章软件开发技术和项目管理第三章软件开发技术和项目管理3 1 软件开发周期软件开发周期是指软件产品从概念设计到交付使用，直至最终退役的整个过程，一般包括计划、分析、设计、实现、测试、集成、交付、维护等阶段。从软件工程的角度讲，软件开发主要分为六个阶段：可行性分析和项目计划阶段、需求分析阶段、设计阶段、编码阶段、测试阶段、运行维护阶段【7 】 引。1 可行性分析和项目计划阶段确定待开发软件系统的总目标，给出它的功能、性能、可靠性以及接口等方面的要求：研究完成该项软件任务的可行性，探讨问题可能的解决方案，对资源、成本及进度进行合理的估算；制定完成开发任务的实施计划，连同可行性研究报告，提交管理部门审查。其主要内容包括所采用的软件过程模型、开发人员的组织、系统解决方案、管理的目标与级别、所用的技术与工具，以及开发的进度、预算和资源分配等。2 需求分析阶段对待开发软件提出的需求进行分析并给出详细的定义，准确地确定系统必须具备哪些功能；分析、整理和提炼所收集到的用户需求，建立完整的分析模型，在此基础上编写软件需求规格说明和初步的用户手册；通过评审需求规格说明，明确地描述软件的功能，列出软件必须满足的所有约束条件，并定义软件的输入和输出接口，确保对用户需求达到共同的认识与理解。3 设计阶段设计阶段的目标是决定软件怎么做，设计人员依据软件需求规格说明文档，确定软件的体系结构，进而对每个模块的实现算法、数据结构和接口等工作进行具体的描述，编写设计说明书，并组织设计评审。4 编码阶段将所设计的各个模块编写成计算机可以接受的、结构良好、清晰易懂的程序代码，并实现源程序注释等相关文档的编写。5 测试阶段设计测试用例，测试软件的各个组成模块，以检验软件的运行状况。再将各9电子科技大学硕士学位论文个模块集成起来，测试整个产品的功能和性能是否满足已有的规格说明，以确保软件质量。6 运行维护阶段已交付的软件一旦投入正式使用，对产品所做的任何修改就是维护，它是软件过程的一个组成部分，应当在软件的设计和实现阶段充分考虑软件的可维护性，用于纠正软件的错误，使得软件能够适应环境的变化及扩充软件的功能。结合软件开发各阶段，软件开发流程如图3 1 所示：软件开发流程图l 可疗性分褥l_3 2 软件开发过程模型图3 - 1 软件开发流程软件项目开发过程模型是指对软件项目开发过程的概念进行建模，从而能够实现在理论上对于软件项目开发过程进行量化分析。目前已经成熟的几种典型的软件过程模型有：瀑布模型( w a t e r f a l lm o d e l ) 、原型模型( p r o t o t y p em o d e l ) 、螺旋模型( s p i r a lm o d e l ) 、增量模型( i n c r e m e n tm o d e l ) 等同。1 0第三章软件开发技术和项目管理3 2 1 瀑布模型瀑布模型即传统生命周期模型，又称线性顺序过程模型。其核心思想是按工序将问题简化，将功能的设计与实现分开，便于分工协作，即采用结构化的分析与设计方法将逻辑实现与物理实现分开。它将软件生命周期划分为制定计划、需求分析、软件设计、程序编写、软件测试和运行维护等六个基本活动，并且规定了它们自上而下、相互衔接的固定次序。瀑布模型软件过程各阶段的基本任务如图3 2 所示：面面西云i h 墨竺堡竺垒塑璺!软件开发时期可行性研究需求分析问题性质、工程目标和规模的报告分析员：实际用户+ 负责人高层逻辑模型，准确和具l一体的工程规模和目标，成卜- 一分析员本，效益分析等可行性报告ll 。一为了解决的问题，目标系统必须做什么? 准确确定系统的功能系统的逻辑模型( 数据流图+ 数据字典+ 简要算法) l土，一如何解决这些问题卜_ 一软件模块结构划分总体设计f 二i 一软件维护时期如何具体地实现系统：每个模块的流程图( 程序的详细规格说明)苎芒要苎耋型整翌墓，使i _ _ 兰= 爿堡全型苎软件达到预定的要求广 r通过各种必要的维护活动，使系统持久地满足用户的需要软件维护图3 - 2 瀑布模型优点：a 瀑布模型是最早出现的软件开发模型，在软件工程中占有重要的地位，它提供了软件开发的基本框架，用于指导软件系统的分析、设计、编码、测试等。b 有利于大型软件开发过程中人员的组织与管理，有利于软件开发方法和工具的研究与使用，从而提高了大型软件项目开发的质量和效率。缺点：a 各个阶段的划分完全固定，阶段之间产生大量的文档，极大地增加了工作电子科技大学硕士学位论文量。b 通常情况下客户难以表达真正的需求，而这种模型却要求如此。c 由于开发模型是线性的，客户要等到开发末期才能看到程序运行的测试版本，早期的错误到此时才能发现，带来严重的后果，从而增加了开发的风险。d 采用这种线性模型，经常在过程的开始和结束需要等待其他成员完成其所依赖的任务才能继续进行，即为开发“堵塞 。3 2 2 原型模型由于在项目开发初始阶段开发人员对软件的需求认识往往不够清晰，项目开发返工在所难免。因此，可以先做试验开发，以探索可行性并弄清需求，通常把第一次得到的试验性产品称为原型( p r o t o t y p e ) 。实现这一模型的主要基本思想是：从需求收集开始，开发者和客户在一起定义软件的总体目标，标识已知的需求并且规划出需要进一步定义的区域；再进行“快速设计 ，集中于软件中那些对用户客户可见部分的表示( 如输入方式和输出格式) ，进一步细化待开发软件的需求，最终完成原型的创建。原型过程模型如图3 3 所示：停图3 3 原型模型快速原型是基于原型辅助软件开发的一种新思想。经过简单快速分析，快速实现一个原型，用户与开发者在试用原型过程中加强沟通与反馈，通过反复评价和改进原型，减少误解，响应变化，最终提高软件质量，其模型如图3 4 所示。通过调整原型使其满足客户的要求，同时也使开发者对系统所需开发功能有1 2第三章软件开发技术和项目管理更好的理解，这个过程是迭代的，先听取客户意见，再建造修改原型，最后客户测试运行原型。往复循环，直至客户对原型满意为止，开发步骤如下：原型使用需求分析需求说明j- - r _ ，i主设计= 设计说明广编码广一源程序清单广一主测试开发过程软件产品维护图3 _ 4 快速原型模型1 快速分析。在分析人员与用户密切配合下，迅速确定系统的基本需求，根据原型所要体现的特征描述基本需求以满足开发原型的需要。2 构造原型。在快速分析的基础上，根据基本需求说明尽快实现一个可运行的系统。这需要强有力的软件工具的支持，并忽略最终系统在某些细节上的要求，如安全性、坚固性、例外处理等，主要考虑原型系统能够充分反映系统的特性，而暂时忽略一切次要内容。电子科技大学硕士学位论文3 运行原型。这是发现问题、消除误解、开发者与用户充分协调的过程。4 评价原型。在运行的基础上，考核评价原型的特性，分析运行效果是否满足用户的愿望，纠正以往交互中的误解与分析中的错误，增添新的要求，满足由环境变化或用户的新想法引起的系统要求变动，提出全面的修改意见。5 修改。根据原型评价的结果进行修改。如果原型未满足需求说明的要求，即需求说明存在不一致的理解或实现方案不够合理，则需要根据明确的要求迅速修改原型。优点：a 快速实现一个可实际运行的系统初步模型，评审，以便更准确地获得用户的需求。b 强化沟通，降低风险，节省后期变更成本，目成功率。供开发人员和用户进行交流和缩短时间，提高开发效率和项c 通过实际运行原型，提供直接评价系统的方法，促使用户主动参与开发活动，加强了信息反馈，促进各类人员的协调。能尽早暴露系统实施后潜在的一些问题，减少误解，适应需求的变化，有效提高系统质量，同时也有利于用户培训和开发同步。缺点：a 对设计人员水平及开发环境要求较高。b 产品原型在一定程度上限制了开发人员的创新，没有考虑软件的整体质量和长期的可维护性。在多次重复改变原型的过程中，程序员会感到厌倦。c 系统的易变性对测试有一定影响，难于做到彻底测试，更新文档较为困难。3 2 3 螺旋模型螺旋模型是一个演化软件过程模型，它结合原型实现的迭代特征和线性顺序模型的过程控制优点，适用于规模较大的复杂系统。螺旋模型使得软件的增量版本的快速开发成为可能，软件开发是一系列的增量发布。螺旋模型被划分为若干个任务区域，典型情况下沿着顺时针方向划分为3 6个任务区域。如图3 5 所示，分别表达了不同方面的活动，即：客户交流。确定需求、选择方案、设定约束条件。1 4第三章软件开发技术和项目管理制订计划。定义资源、进度及其他相关信息。风险分析。评估技术及管理的风险，制订控制风险措施。实施工程。建立一个或多个系统应用表示。构造及发布。建造、测试、安装系统并提供用户支持( 如文档和培训) 。客户评估。评估软件系统表示并获得相应的客户反馈信息。优点：对于大型软件系统开发，这种模型是一个很好的方法。开发者和客户能够较好地对待和理解每一个演化级别上的风险。成本肛l 陵甜忻提、要翁矗蠢、。，一7 、风险分析，一7 、可运行赢赢夏原型2 耐。岬爆蒜一亨? 目需求誉置诂ii 卿试i 塑丛一一一阴双二与验证( 。，：粗现，实现i 浏试l 删试，实施工程i ，p 开发、验 芷。k ，下一产品图3 - 5 螺旋模型缺点：a 需要较高的风险分析评估技术，且成功依赖于这种技术。b 风险问题可能导致演化的方法失去控制。c 过多的迭代次数会增加开发成本，延迟提交时间。3 2 4 增量模型增量模型融合了瀑布模型的重复应用部分和原型实现的迭代特征，采用随着日程时间的进展不断迭代的线性序列，每一个线性序列产生软件的一个可发布的“增量 。在增量模型中，软件被作为一系列的增量构件来设计、实现、集成和测电子科技大学硕士学位论文试，每个构件是由多个相互作用的模块所提供特定功能