（计算机应用技术专业论文）基于com技术的电信可视自助服务系统的设计与实现.pdf

摘要 随着我国加入w t o ，电信市场已逐渐由卖方市场向买方市场过渡， 电信行业正面临着新的机遇和挑战。采用自助服务，降低服务成本， 提高服务效率是电信行业面临的紧迫任务。目前，电信自助服务设备 仅能提供查询打印话费等有限的功能。因此，设计并实现一种能够提 供多种综合电信业务服务的自助服务系统是本课题的出发点。 近年来，随着网络技术的发展和通信技术的日益成熟，基于网络 的音视频会议系统已成为国内外研究的一个热点。本文提出了一种将 实时音视频会议系统应用到自助服务领域中来扩展自助服务设备功 能的方案。首先，在介绍电信行业自助服务发展现状基础上，揭示研 究可视自助服务系统这一课题的背景和意义；接着，对可视自助服务 系统的网络拓扑结构和逻辑结构进行分析和设计，并着重分析了音视 频通信模块的性能和功能需求；再次，介绍了利用c o m 组件技术实 现一套基于n e t m e e t m gs d k 的电信可视自助服务系统，系统中采用 线程调度方式来处理多个自助终端并发访问服务器的问题。在系统中 集成视频会议功能后，可视自助终端除具有查询打印话单、交费等功 能外，还可以提供手机开户等一般自助终端不能提供的功能，能够办 理大多数人工营业厅所提供的电信业务。因此，可视自助服务系统将 极大的缓解人工营业厅的服务压力。 关键词：自助服务，视频会议，c o m 编程，多线程，w n s o c k 编程 a b s t r a c t 晰mc h i l l a se n 衄i n t 0w t o ，t e l e c o m m i l i l i c a t i o 邶m d u s 廿y e s n e wo p p o m n i t i e sa l l d c i l a l l e n g e s ni s u r g e n t f o rt e l e c o ms e r v i c e p r o 、，i d e r st or e d u c e 吐l es e i c ec o s ta i l dm i s e 啪p l o ) ，e e se m c i e n c yb y p r o v i d i n g l 仁s e i c e c 咣n t l y m es e l 0 辩i c et e 衄i n a lf o rt e l e c o mc 孤 o n l yo f f 酹l i m i t e df h i l c t i o 邶，s u c ha sd i s p l a y i n g 锄dp r i m i i l gc h 鹕e t h e r e f o r e ，m ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fas e l b s e r v i c es y s t e mw h i c h c 锄o f f 酹m o r et e l e c o ms e i c e si st i l et a r 霉r e to f 吐l i sp a p e r i nr e c e my e a r s ，w i t hm ed e v e l o p m e n to ft i l e n e t w o r k i i l ga n d c o m m l n l i c a t i o n t e c t l i l o l o g i e s ， d e oc o n f e r e n c e s y s t e mb a s e do n n e t w o r kh a sb e c o m eah o t s p o ti i lm i sr e s e a r c hf i e l d t 1 1 i sp 印e rd e s i 龃sa s o l l l t i o nt oe ) c t e n d i n gf i = m c t i o n a l i t i e sp r o v i d e db ys e l f s e r v i c et e n l l i n a l n l r o u 曲印p l y i n gr e a l t i m e d e oc o n f e r e n c es y s t e mt e c l l i l o l o g ) ，i n t o s e l f s e r v i c es y s t e m f i r s to fa l l ，t l i sp 印e ri i l 协) d u c e st h es t a t u so ft i l e d e v e l o p m e n to f l f 二s e i c ei l lt e i e c o mf i e l d ，b a s e do nw h j c h ，t i l e b a c k g r 0 吼d 锄ds i 鲥f i c a n c eo fi m e r a c t i o ns e l 矗s e i c es y s t e ma r eo p e n e d o u t s e c o n d 堍m i sp a p e ra i l a l y s e sa i l dd e s i 乎培n l en e t 、o r kt o p o i o 勖o l o g i c a ls t m c 嘶o f l i ss y s t e m 锄dm u l t i i i l e d i ac o 舢i 】1 1 i c a t i o nm o d u l e f i n a l l y ， 也i s p 印e r i n t r o d u c e s i l l l p l 咖e n t a t i o n o fa nm t e r a c t i o n s e l f s e n ，i c es y s t 锄f o rt e l e c o mb 勰e do nn e t m 硎n gs d k u s m gc o m o b j e c t s n es y s t e mu s e sm u l t i m r e a dt e c l l i l o l o 影t od e a lw i m t 1 1 ep r o b l e m t l l a tm 卸ys e l o s e r v i c et e 肌i n a l sa c c e s st 1 1 es e n ，e rc o n c u n e n t l y a r e r a d d i n gv i d e oc o n f e r e n c e 劬c t i o n ，t 1 1 es e l f s e r v i c et e l m i n a lc a np r o v i d e m o r es e r v i c e s ，s u c ha so p e n i i l ga na c c o u n t ，w t l i c ho t h e rs e l b s e i c e 咖i i l a l sw i t i l o u t c o n f e 咖c m g 劬c t i o nc 猢mo f f e r i n0 t h e rw o r d s ， s u c hs e l 仁s e r v i c et c 彻i n a lc a n 缸a n s a c ta l m o s ta sm a n vs e r v i c e sa st h e s e r v i c eh a l l t h e r e f o r e ，m es e l f - s e r v i c es y s t e mw i t l lc o n f 色r e n c m g 劬c t i o nw i l lg r e a t l yr e l i e v ep r e s s u r eo f t l l es e i c eh a l l k e yw o r d s ：s e l f s e n ，i c e ，d e oc o n f e r e n c e ，c o m p r o g r a m m i n g ， m u l t i t l l i e a d ，晰i l s o c kp r 0 伊a i l l i i l i n g n 原创性声明 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。尽我所知，除了论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 包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我 共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者签名：者哗 日期：丛钮月堡日 关于学位论文使用授权说明 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位 论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论 文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。 作者签名：整塾婆导师签铙迸b 期：五年土月竺日 硕士学位论文 第一章绪论 1 1 课题研究的背景 第一章绪论 当今的电信市场，已经由原来的中国电信为主的市场格局，变为中国电信、 中国移动、中国联通、中国网通、中国铁通和中国卫星通信集团公司“5 + l ” 的格局，由垄断迅速走向开放与竞争。广大电信消费者将具有更多的服务选择。 与此同时我国已经加入w i o ，国内的公众电信运营企业将迎接国际电信巨头 的竞争。电信市场也已逐渐由卖方市场向买方市场过渡，电信行业正面临着新 的机遇和挑战。 中国电信业市场潜力巨大。目前国内入固定电话网总人数是2 5 5 亿，去年 是2 1 4 亿。增加了4 1 0 0 万，入移动网总人数是2 5 7 亿，去年是2 0 6 亿，增加 了5 1 0 0 万【”。从目前的发展势头上看，2 0 0 5 年新增电信用户将很可能达到1 亿；中国的移动电话市场还有很大的上升空间，估计它的市场饱和值可以达到 4 亿多，那就是说还有两亿左右的市场等着电信商来抢。在未来的电信“战场”， 谁抢占了“年轻用户群”，谁就可能赢得最终的胜利，因为未来的电信消费将 越来越依赖于这个消费群体的消费【l 】面对机遇和挑战，各电信运营商在市场 细分、客户细分方面下功夫，开拓了个性化、差性化、标准化的服务。由于自 助服务能为客户提供高质量、高效率的电信服务，降低服务成本，提高服务人 员的工作效率而在电信行业中悄然兴起。 自助服务是指以交互作用的方式向客户提供使用现金或信用卡等自主付 款方式获取所需服务为基本特征，以方便、安全、高效和高科技含量而有别于 传统服务行业的一个全新的服务领域。它是集光，机、电、防伪识别、数字加 密、智能软件等技术于一体的高科技智能化产品。智能自助服务可以广泛应用 于交通、金融、电信、零售业以及社会服务等诸多领域，像金融领域银行业的 自动存取款，服务业的自动售票机、自动售货机、自动收费系统、纸硬币兑换 机、手机自助缴费机、自助查询机等都是自助服务范围，它改变了交易的模式， 能够让客户更多的参与到交易中来，增强了交互性和自主性。 近年来，电信运营商也纷纷推出自助服务以提高工作效率，降低服务成 本，获得更多利润。目前电信业务自助服务主要有两种形式：通过网络提供自 助服务和通过自助服务终端提供服务。网上自助服务主要提供以下几种服务： 话费查询、密码更改、报停复机、挂失申请、网上缴费等。用户一般通过此种 方式进行话费查询和密码修改等，而网上缴费一般采用银行信用卡方式，用户 硕十学位论文 第一章绪论 普遍担心银行帐号和密码在网络传输中被泄漏而很少进行网上缴费业务。由于 开户业务需要用户的身份证件、预缴话费和签名等，因而网上自助服务也无法 开展开户业务。同时，用户要使用网上自助服务还需要具备上网条件，因此， 使用网上自助服务的人群有限，而且对普通大众来说不很方便，不能满足客户 “随时随地”办理电信业务的需求。所以，网上自助服务难以为运营商赢得更 多客户，带来更多利润，也无法通过减少营业网点来降低成本。 目前通过自助服务终端提供电信业务自助服务应用较多的模式是通过简 易终端查询话费以及打印话费帐单。湖南省金融货币识别与自助服务平台工程 技术中心研制的自助营业亭能提供更多实用功能。在目前投入使用的自助营业 亭中已经实现了话费查询、话费缴纳、购卡和详单查询等业务，提高了营业厅 业务办理的效率。而且自助营业亭操作简单，适用人群范围较广。但是目前的 自助营业亭仍然无法提供手机开户、报停复机、密码修改等业务的自助服务， 对想办理该类业务的用户来说仍然很不方便，必须到营业网点才能完成。因此 有必要扩充现有自助服务营业亭的功能，使其真正成为2 4 小时营业的、无人 值守的、可办理各种电信业务的自助服务营业亭。 1 2 课题研究的现状 目前，电信自助服务设备不能提供手机开户、密码设置等功能，主要问题 在于办理这类业务时电信运营商无法通过自助服务设备获得顾客的身份验证 信息，顾客也无法咨询相关业务的信息。视频会议技术的迅速发展使得研制具 有视频会议功能的电信自助服务系统成为可能，从而使得顾客能够通过视频会 议向坐席代表咨询相关信息，通过视频会议的文件传输功能将身份证件资料传 给坐席。这样自助服务设备就能够提供诸如手机开户等多种电信综合业务。 1 2 1 视频会议系统的研究现状 视频会议系统最早是由贝尔实验室在2 0 世纪6 0 年代研制出来的，在7 0 年代就已经有多个系统投入使用。但直到2 0 世纪9 0 年代中后期，桌面视频会 议系统才出现商品化的软件系统h 4 1 。 美国c o 硼e l l 大学于1 9 9 5 年推出的c u s e e m e 是第一个成功的基于 i n t e m e 仉n 仃锄e t 网络的实验性桌面视频会议系统。随后，1 9 9 5 年a p p l e 公司发 布了q u i c k n m e 会议系统，能够举行视频会议，可在局域网上查看和播放多媒 体资料，但是它显示的图像小且模糊。 m i c r o s 0 赶公司在1 9 9 6 年推出的n e t m e e t i n g ，使桌面视频会议系统发展到 2 硕七学位论文 第一章绪论 群件、数据会议与音视频集成的新境界。n e t m e e l i i l g 的特点在与其应用共享、 白板、文字聊天和文件传输成为各类桌面会议系统的标准构件。 美国p i c t u 地t e l 公司1 9 9 8 年推出的l i v e l a l l 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，既保证桌面视频会议顺利进行又不使网 络超载。 国内在桌面视频会议系统研制方面一直比较落后。少数几个面世的系统， 大多采用面向连接的技术，如清华大学的m c o n f ( 1 9 9 7 ) 采用v f w 和m c i 等技 术，系统没有得到普及和推广【4 5 1 。 1 2 2 可视自助服务系统的研究现状 具有视频会议功能的自助服务系统的研究在国内外都比较少。m m 东京 研究实验室在1 9 9 8 年针对自助服务设备没有键盘、鼠标等外设的特点，设计 了一种在自助服务设备上实现视频会议功能的模型p q 。 国内电信自助服务系统的研制正处在上升时期。各公司针对市场开发了相 应的产品，如湖南金码科技发展公司的t b s s 系统，该系统的自助服务终端能 够提供话费查询打印、话费交纳等功能。而具有视频会议功能的自助服务系统 仍处于研究阶段。 1 3 课题研究的意义 在电信自助服务系统中增加视频会议功能，使得顾客能够通过网络与坐席 代表交流，并可将身份证图像资料传给坐席代表。因而，顾客能够借助自助服 务设备来办理手机开户、密码设置等电信综合业务，这种多功能的自助服务设 备将可以部分取代小型人工营业厅。研究电信可视自助服务系统的意义具体体 现在以下几个方面： 首先，该系统提供方便快捷的服务渠道，提高电信运营商的经济效益。自 助服务是一个全新的服务渠道，它所面向的最终使用者是各城市的广大市民。 它将传统产业经营和电子商务、多媒体信息服务有机的结合在一起，实现了一 种新型的电子化服务模式。自助服务系统提供与市民零距离的遍布大街小巷的 全天候不间断的服务渠道，受众面广，方便用户随时随地获得所需服务，能进 一步提高运营商的经济效益。 其次，降低投入成本，提高运营商的竞争力。具有视频会议功能的自助服 务系统通过拓展自助服务设备的功能，使得电信运营商不需新增营业网点而用 自助服务设备来为顾客提供近距离的服务，节约了投入成本，也将充分缓解高 硕十学伊论文第一章绪论 峰时人工营业厅的服务压力，克服了电信业不能提供2 4 小时服务的瓶颈问题。 自助式带来的差异化服务优势为客户带来便利，同时，更进一步强化了运营商 的客户服务能力，更为重要的是，自助服务系统作为一个高科技的平台系统， 与各电信企业的原有高科技品牌相结合将会大大提升原有品牌的高科技含量 及市场竞争力。 最后，有利于提高城市信息化、数字化建设水平。电信自助服务系统的成 功研制，也将带动其他行业自助服务的应用，如信息、银行、交通、商业、 旅游娱乐等诸多领域，满足社会公众缴费、购票、购物、购卡、电话、信 息查询等日常需求。自助服务系统借助成熟的宽带网络将遍布于城市各个角落 的自助服务终端联结成一个统一的自助服务平台，通过宽带高速信息网络实现 广泛的多媒体信息交互、通过成熟可靠的终端设备实现系统的高可用性。得益 于上述高科技手段的同步实施，自助服务系统不仅能够构建出一个新型的深入 市民大众日常生活的涉及各行各业的自助服务平台，而且还能大大提高各城市 的信息化、数字化建设水平。 1 4 课题来源及论文结构安排 本课题来源于湖南省会融货币识别与自助服务平台工程技术中心的国家 科技部攻关项目“基于货币识别的智能自助服务平台”的子课题。 第一章介绍国内外电信自助服务行业的发展现状，概括性描述电信可视自 助服务系统研究的背景以及这_ 二课题研究的意义。 第二章主要对可视自助服务系统进行分析和设计。阐述软件设计一般基本 原则，设计了系统的网络拓扑结构，对葺视频通讯模块进行性能分析和软件功 能设计，以及呼叫中心的设计。 第三章主要阐述实现可视自助服务系统所用到的相关技术，如c o m 技术、 w i n s o c k 技术、音视频通信技术等等。 第四章主要阐述可视自助服务系统的具体实现，包括开发环境和开发工具 的选择，网络通信模块和音视频通信模块的实现。 第五章描述系统的测试方法及测试结果的分析。 第六章全文总结及今后系统需要改进的方向。 4 硕十学位论文 第一二章可视自助服务系统分析与设计 第二章可视自助服务系统分析与设计 2 1 系统设计的原则 可视自助服务系统是集金融货币识别、网络通讯和计算机技术于体的实 时事务处理系统。为了确保系统的全面实施，增强系统的通用性、实用性和安 全性，在系统软件设计中严格遵守以下原则： ( 1 ) 软件设计模块化原则 软件设计应该是由那些易于替换、自成体系的基本模块构成的，这样大大 有利于初期的开发和后期的维护。模块化设计可以限制更改设计所造成的影响 范围，也就是说，可以在不影响其他模块结构的情况下改变一个模块的设计 例如，系统设计实现后，忽然发现某个初始设计存在错误，或某个设计虽然尚 未发现错误，但运行太慢而无法接受。对于这样的系统，模块化设计可以大大 减少变更设计所造成的危害和付出的代价。 ( 2 ) 确保系统的安全性和可靠性 由于自助服务设备是无人值守、2 4 小时运行的，所以系统必须满足自助应 用环境的特殊要求，具备自诊断和自恢复的功能。软件系统的安全性设计主要 考虑计算机病毒的危害以及意外事件的处理，如：用户误操作、电源故障、通 信网络故障、票据打印机故障等。硬件设备的可靠性要高，并通过软件机制来 保证数据的安全性和完整性；通过现金识别技术的综合运用，保证现金识别的 准确性，防范各种假币的攻击；数据库存储部分要保证数据的完整性、一致性 和安全性，防止恶意入侵和纂改；对于网络数据包要有加密和验证机制，保证 数据包在网络传输过程中不被泄漏和纂改。 ( 3 ) 确保系统的可扩展性 整个系统应具备良好的开放性和可扩展性。系统采用模块化设计，从总体 结构上保证了扩展性。自助终端可通过增添软硬件模块等简单方法来扩展系统 功能，通过升级单独的模块不断改进系统性能，通过更新现金关键数据特征， 实现现金识别模块的升级换代。管理通信子系统可通过增加或修改某一处理模 块来提高系统性能或适用业务需求的变化。 ( 4 ) 系统的易操作性 自助服务终端直接面向普通大众，要尽量符合绝大多数用户的使用习惯和 使用方式，用户界面要直观友好、通俗易懂，操作简单方便，数据表示无二义 性。对于管理系统而占，功能模块划分应简单清晰，数据表式和报表要符合行 硕十学付论文 第二章可视自助服务系统分析与设计 业标准，操作简单。 ( 5 ) 可管理性和可维护性 整个系统要易于维护和管理。能实时地监控自助服务终端的运营状况、交 易状况、告警信息，同时能根据状态信息和告警信息及时、方便、快捷地采取 相应的处理措施，从而保证系统的正常不问断地运行。 2 2 可视自助服务系统功能需求 电信行业的自助服务最仞只提供详单查询和打印功能。在自助终端集成现 金识别模块后，自助终端可以提供预存话费缴纳功能。这些功能的实现方便了 手机用户话费查询和缴纳。但是对于想要办理手机开户、报停复机、密码设置 等业务的用户来说仍然很不方便，因为这些业务的办理需要验证用户的身份资 料，并且用户可能需要实时询问一些与业务相关的事项，所有这些不能通过普 通的自助服务终端来实现，用户必须到营业网点由营业员人工办理这些业务。 随着手机用户的快速增多，办理这类业务需求也随之快速增长，给人工营业厅 带来很大的压力。因此，有必要扩展自助服务设备功能使其满足用户方便快捷 办理这类业务的需求。 当前基于i p 网络的实时音视频通讯技术已经比较完善，许多基于硬件和 软件的音视频会议系统相继出现。将实时音视频会议技术应用到自助服务系统 中，让用户和营业员通过网络进行实时音视频交流，解决自助服务设备不能咨 询信息的难题，同时利用视频会议的文件传输功能可以将身份证识别仪采集的 身份证图像及信息传给坐席代表。这样，用户将可以通过可视自助服务设备办 理手机开户、报停复机、密码设置等电信综合业务。集成视频会议功能后自助 服务终端将增加手机开户、报停复机、过户、密码设置、在线帮助等功能，如 图2 一l 所示；管理通信子系统相应增加唑席管理功能，如图2 2 所示。 图2 1自助服务终端功能图 6 硕士学付论文 第二章可视自助服务系统分析与设计 图2 2 自助服务管理通信子系统功能图 2 3 系统软件体系结构 软件体系结构定义软件的局部和总体计算部件的构成，以及这些部件之间 的相互作用关系。部件包括客户、服务器、数据库、程序包，过程、子程序等 一切软件的组成成分。相互作用关系包括诸如过程调用、共享变量访问、消息 传递等。相互作用也包括具有十分复杂的语义和构成的关系，诸如客户，服务器 的访问协议、数据库的访问协议、网络的传输协议、异步事件的映射等。软件 的体系结构决定了一个系统的主体结构、宏观特性和具有的基本功能及其特 性，是整个软件设计成功的基础和关键所在【6 l 。 2 3 1 网络拓扑结构 可视自助服务系统主要用于自助办理电信综合业务，如手机开户、预存话 费、报停复机、密码设置、售卡等，主要由五部分组成：自助服务终端、客户 服务中心、通信管理子系统、呼叫中心、交易数据库服务器，通过网络将各部 分连接成一个有机整体，其拓扑结构如图2 3 所示。考虑到存在多个自助终端 并发请求业务，在呼叫中心和通信管理子系统前增加负载平衡器。管理通信子 系统主要完成以下功能：终端管理、普通业务( 不需可视化功能) 处理、交易 数据管理、通信管理、安全认证等。呼叫中心负责呼叫接入控制、自助服务终 端和营业员的身份认证、营业员坐席分配策略的设置( 如坐席空闲时长、坐席 服务时长、最近呼叫处理时间等) 、呼叫排队机制的建立等功能。 7 硕士学伊论文第二章可视自助服务系统分析与设计 运霞齑b o s s ：救搬麟髓舞箍l _ 一。匡琴 ； 警骂! 兰1 j 1r 阳埘中由 ；肇嘲晕甯窜肇 ：1 。_ l 一l 。1 一 | 量尊睁矗占缸蹦捻一 图2 3 可视自助服务系统网络拓扑结构图 2 3 2 系统逻辑结构 整个系统采用客户，服务器( c s ) 结构模式，即应用系统整体被分为两个 逻辑上独立分离的部分，自助终端和客户服务中心为“客户端”，通信管理 子系统和呼叫中心为“服务器端”，客户端完成数据显示和与用户交互，并 为完成特定的工作向服务器发出请求，服务器的任务是处理客户机的请求并返 回结果。c s 结构具有通信量小、响应速度快、易于扩充等优点。 1 客户服务器的结构分析 客户服务器的逻辑结构如图2 4 所示。客户方由用户交互界面、请求表 达及通信组成。用户交互界面用来接受用户的输入、提交用户的请求、显示返 回的结果。请求表达把用户的操作请求转换为合乎通信协议要求的表达形式。 通信部件负责实现与服务器的联系。服务器方由服务器接口、调度管理、事务 处理计算、共享资源管理及通信组成。客户和服务器之间具有通信连接机制， 并遵循公共的通信协议，包括请求的表达、返回结果的表达、连接关系和状态 的表达。服务器接口是提供给客户与服务器进行联系的窗口，它体现了服务器 所能提供的服务。事务处理计算负责完成接口所提供的各种计算和处理。共享 资源管理是服务器维持的内部公共信息和其他资源，它为请求的实现提供信息 资源。调度管理根据客户的请求和内部工作状态，管理客户的请求，调配系统 资源，快速高效地完成请求处理，并将结果返回给客户。 8 硕十学伊论文 第二章可视自助服务系统分析与设计 图2 4客户朋务器的逻辑组成 2 客户服务器的连接 ( 1 ) 连接发生的检测 服务器端随时都可能发生客户连接请求。显然，通过循环查询方式检查连 接的到来是不恰当的。因此，在服务器端设计一个守护进程( d m o n ) ，也称 服务器进程，它随系统的启动而运行。当没有客户请求时，守护进程处于等待 状态。每当有一个客户请求到达。服务器进程立即响应并产生资源分配和执行 处理，然后回到等待状态，准备接受下一个请求。 ( 2 ) 连接的方式 客户和服务器的连接有同步和异步两种方式。所谓异步方式是，客户的请 求一旦发出并得到服务器的确认，客户立即返回去执行自身的其他程序逻辑， 待到服务器完成请求的操作后，才把结果通知客户。而同步方式在客户发出请 求后在未得到返回结果前，它一直处于完全的等待状态，不执行任何自身的程 序逻辑。由于异步方式会给客户部件的设计增加许多复杂度，它必须维持尚未 得到返回结果的请求记录并解释返回结果，将其储存在正确的空间中。而且自 助服务终端需要实时响应用户的请求，向服务器方提交请求后除了等待结果并 无其他程序逻辑要执行。因此，系统连接采用同步方式。 ( 3 ) 连接的协议 客户和服务器之间传送的只是字符信息。该信息的意义需要根据连接协议 经过分析处理转达特定的意义。 客户和服务器的连接协议由数据包格式确定。数据包分为请求包和应答包 两种，都采用相同的数据包格式，包括包头和包体两部分，如表2 1 所示。 9 硕十学伊论文 第二章可视白助服务系统分析与设计 表2 1 数据包格式 序号名称长度说明 1 包头标示1 6 位 2 摘要3 2 位 由m d 5 算法对密钥和数据包加密生成 3 包长度 1 6 位 仅为包体长度 4交易流水2 0 位 业务流水号，标志每笔具体交易 号 5 标志l 位l 表示成功o 表示失败，仅适用于响府包 6 服务类型1 2 位 7 业务号码2 0 位 8 终端编号8 位 9 包编号5 位标志该笔流水的第几包数据 l o 最后一包l 位 在进行多包发送的情况下，该标志用以标明是否为最后 标志一个数据包。l 最后一包数据；o 有后续包 l l错误码5 位 在标志为失败时需要检查该错误码 1 2 包体变长对于不同的服务类型，其清求包和戍答包的包体具有不 同的内容，由返营商b o s s 系统提供 包头包括终端编号、交易流水号、服务类型、业务号码、错误编码等字段， 包头信息实际上代表通讯双方的通讯协议，包头信息的内容将直接影响到接收 方对于数据包的处理；包体存储实际需要的业务数据，它是办理业务所需的输 入参数。包头长度固定，而包体长度根据业务类型不同而变化，在对数据包处 理时包体的长度可以通过包头中的数据包长度获取。 3 客户服务器的任务调度 服务器调度的基本问题是解决多客户访问和多请求并发执行的复杂性。作 为独立工作的服务器，无法确定什么时候会发生多少客户请求。它必须做好准 备，能够处理来自不同客户的请求，能够同时接受和处理多个相同或不同的请 求。 本系统采用线程方式调度。在服务器端建立一个随系统启动而运行的服务 器进程。当没有客户请求时该进程处于等待状态。每当有一个客户请求到达， 服务器进程立即产生一个线程，然后回到等待状态准备接受下一个请求。由线 程响应请求，处理完请求后撤销线程。 1 0 硕七学位论文 第_ 二章可视自助服务系统分析与设计 2 4 音视频通信模块分析与设计 2 4 1 音视频通信模块性能分析 可视化自助服务系统需要实现音视频实时传输，要求有比较好的网络性 能。对于音视频通信来说，传输带宽、传输延时、延时抖动、误码率是其最重 要的性能指标。 ( 1 ) 音频通信性能指标【7 8 9 l 。音频质量分为两级：电话质量和c d 质量。当 使用g 7 l l 标准时，电话质量音频要求6 4 k b p s ，c d 质量要求1 4 1 1 2 k b p s ，更现代 的语音编码和压缩算法允许3 2 k b p s 的电话质量和低于4 8 k p s 的准电话质量， c d 质量可被压缩至1 9 2 k b p s 或2 5 6 k b p s 。流的实时传输对传输延时的要求高度 依赖于多媒体应用。在交互式应用中，为了给用户实时的感觉，单程延时最大 值通常在1 0 0 一1 5 0 i n s 之间。在虚拟现实中单程延时不能超过4 0 r r i s 。在所有信 息类型中，实时音频对抖动最敏感。在虚拟现实中延时抖动不超过2 0 3 0 m s 。 当以计算机或工作站作为端系统进行话音通信时以c d 质量压缩音频来说，延 时抖动不能超过1 0 0 r 璐；对于电话质量音频来说，延时抖动不能超过4 0 0 m s 。 在对用户显示时，电话质量音频误码率应低于1 酽，c d 质量音频误码率应低 于l o 。，而在压缩格式下应低于1 0 4 。 ( 2 ) 视频通信性能指标【7 s 9 】。视频质量分为5 级：h d t v ，演播质量，广播 质量，v c r 质量和低速率视频会议质量。未压缩全分辨率高帧频 玎) 1 v 要求 2 g b p s ，可以使用m p e g - 2 等压缩方法减少值2 0 一3 4 k b p s 。演播质量对未压缩 的数据流要求1 6 6 m b p s ，视频会议在目前采用h 2 6 1 等压缩方法时要求 1 1 2 k b p s ，采用m p e g 4 压缩方法时要求6 4 k b p s 甚至3 2 k b p s ，可以使用3 8 4 k b p s 提供高质量的视频会议。为了同步展现多媒体信息，实时运动视频数据流与音 频数据流必须同步传输。在这种情况下，对传输延时和延时抖动的要求通常由 音频数据流决定。延时抖动对于h d t v 不应超过5 0 m s ，对于广播质量不应超 过1 0 0 n 坞，对于视频会议不应超过4 0 0 m s 。在数据压缩后误码率对于h d t v 不 应超过l o 。o ，对于广播质量不应超过1 0 4 ，对于视频会议质量不应超过1 旷。 以上延时和抖动是对于端系统用户来说的。实际上，传输延时包括链路延 时和成帧时间等组成因素，因此网络链路延时、抖动应该比端到端时更小。 可视化自助服务系统只需要客户和营业员进行比较流畅的音视频交流，并 且由于在办理业务的过程中，客户和营业员不会有太大的移动，因此，对音频 视频性能要求不高。音频达到准电话质量，视频达到低速率视频会议质量就能 满足系统可视交流的基本要求。 硕+ 学伊论文 第_ 二章可视自助服务系统分析与设计 2 4 2 音视频模块软件功能设计 在软件功能结构上，视频会议功能分为5 个层次与7 个模块【3 5 1 ，具体结构 模型如图2 5 所示。 用户操作界面 】en 音视$ n 通信 阿 臣 囱囱 f r t 非t c p l n1c w n q s o c k 1 c 儿 音视频连接u d p 数据连接t c p 儿1 c i n c e m e 们。a n 图2 5 视频模块功能结构图 以下是几个主要模块的功能设计。 1 通信服务模块。 能集中处理各种媒体产生的信息流的调整、传输等一系列问题，完成相 应进程的数据的连接；保证网络传输的效率，以维护一定的系统性能。 2 音视频子系统。 完成视频音频信息的实时采集，实时压缩本地媒体产生的数据，实时解 压缩和播放远地媒体产生的并经过网络传送过来的数据，为客户和坐席代表提 供实时“面对面”的交流方式，包括以下几个模块。 ( 1 ) 视频模块。为双方提供实时的视频传输机制，使双方的形象部可以 实时显示在操作界面上，主要完成视频数据的采集、编码、发送、 接收、解码、回放等功能。 ( 2 ) 音频模块。为双方提供实时的对话机制，使双方都能听到对方的讲 话。主要完成音频数据的采集、编码、发送、接收、解码、混音、 回放等功能。 硕士学位论文 第二章可视白助服务系统分析与设计 ( 3 ) r t p r t c p 模块。完成音视频流的同步，以及回放的次序性和连贯性。 3 数据交互子系统。 主要为通信双方提供各种通信控制命令，及音视频以外的交流形式和协作 方式，包括以下几个模块。 ( 1 ) 控制命令。客户和坐席之间的各种控制命令，包括参加和退出会议、 维护会议状态等功能。 ( 2 ) 文字交流模块。客户和坐席之间进行音视频通信的同时可以进行文字 交流。由于自助服务终端没有键盘和鼠标，因此，文字交流主要足坐席端 将某些信息( 如身份证信息) 发送给自助服务终端让客户确认。 2 4 3 视频质量影响因素分析 影响视频质量的因素有：图像分辨率、帧速率、音频编解码器、视频编解 码器等。 1 图像分辨率 图像分辨率是指组成一幅图像的像素密度的度量方法。对同样大小的一幅 图，组成该图的图像像素数目越多，则说明图像的分辨率越高，看起来也就越 逼真，但数据量也就越大。h 3 2 3 视频会议系统支持两种图像分辨率m ：q c i f 和c i f 。c i f 格式的图像分辨率为3 2 5 2 8 8 ，q c i f 格式的图像为c i f 格式的1 4 大小，其分辨率为1 7 6 1 4 4 。 2 帧速率 帧速率是指在视频会议中图像被刷新的速率，用每秒显示的帧数( f p s ) 来表示。h 3 2 3 系统支持的帧速率有：7 5 、1 0 、1 5 、3 0 。过低的帧速率将使得 动作看起来有跳跃的感觉，帧速率越高动作越连贯 3 音频编解码器 在多媒体通信标准中，音频编码标准主要有g 7 1 1 、g 7 2 2 、g 7 2 3 1 、 g 7 2 8 、g 7 2 2 等。他们的性能标准如表2 2 所示。 表2 2 音频编码器的性能 编码标准速率( k b p s )延时( m s ) 运算速度声音质量 ( m i p s )( m o s ) g 7 1 1 6 4 ( 5 6 ，4 8 )00 0 l4 7 硕十学伊论文第二章可视自助服务系统分析与设计 续上表 g 7 2 26 40 g 7 2 81 62 52 8 4 3 g 7 2 3 1 5 3 6 33 02 0 3 6 4 3 g 7 2 9 a 8l o2 5 4 3 4 视频编解码器 视频编码标准主要有h 2 6 l 和h 2 6 3 等。h 2 6 l 标准采用帧内压缩和帧间 压缩技术，压缩后的数据速率为p 6 4 k b p s ( p ：l 3 0 ) 。h 2 6 1 支持c i f 和q c i f 的分辨率。h 2 6 3 是在h 2 6 l 的基础上开发的图像编码标准，用于低速率通信 的图像编码，目标是改善在调制解凋器上传输的图像质量。 在可视自助服务系统中，主要根据网络的带宽并兼顾音视频质量来选择。 图像分辨率设为1 7 6 1 4 4 ，帧速率为1 5 帧秒，音频编码采用g 7 2 3 1 标准， 视频编码采用h 2 6 3 标准。这样选择使得者视频质垦能够满足系统的需要且系 统网络带宽占用较小。 2 5 呼叫中心的设计 呼叫中心( c a i ic e m e r ) 源于3 0 年前的民航业【1 0 1 ，其最初的目的是为了 能更方便地向乘客提供咨询服务和有效处理乘客投诉。早期的呼叫中心，顾客 只能通过拨通指定的电话与客户代表进行交流。c t i ( c o m p u t e rt e l 印h o n y i n t e g m t i o n ) 技术的出现和发展，给呼叫中心赋予了新的内容和活力，使呼叫中 心得到了迅速的发展。 本系统中呼叫中心负责可视化自助服务终端和营业员坐席的身份认证、呼 叫接入控制、营业员坐席分配策略的设置( 如坐席空闲时长、坐席服务时长、 最近呼叫处理时日j 等) 、呼叫排队机制的建立等功能。 2 5 1 坐席管理 呼叫中心维护一张表，记录着所有坐席状态，如表2 3 所示。坐席按服务 类型分组，不同的服务请求由相应组的坐席来解答，这样有利于提高坐席的服 务效率。坐席每次登陆或退出系统时都会向呼叫中心报告，以使呼叫中心及时 更改该坐席的连接状态。坐席选择按空闲时长最长的策略进行。呼叫中心将某 个坐席分配出去为客户提供服务时将其空闲状态设置为“忙”，而当客户办理 完业务时，坐席也会向呼叫中心报告，以使呼叫中心将其空闲状态设置为“空 t 4 硕士学付论文 第二章可视自助服务系统分析与设计 闲”。 表2 3 坐席状态表 列名列类型属性 备注 s e a t i d v a r c h a r ( 1 0 )营业员工号主键 i p a d d r e s s v a r c h a r ( 2 0 )i p 地址 s o c k e t - h a n d l e 1 0 n g连接句柄 c o n n e c t e d v a r c h a r ( 2 ) 连接状态l 、连接，o 、断开 u s e r a b l e v a r c h a r ( 2 )空闲状态l 、空闲，o 、忙 s e r v i c e t i m ei n t 空闲时长 s e r v i c e t y p e v a r c h a r ( 1 0 ) 服务类型 坐席数量设置具有可伸缩性，主要根据自助终端的使用频率、业务量的统 计分析以及可用带宽来灵活地增加或减少坐席的数量， 2 5 2 呼叫建立过程 自助终端呼叫营业员坐席过程如图2 6 所示自助服务终端将用户选择 的业务类型传给呼叫中心；呼叫中心判断有无空闲坐席，若有则按坐席选择策 略选择业务最轻的营业员坐席将其讲返回给终端；终端通过该m 呼叫营业员 坐席，坐席自动接受呼叫，并告知自助终端，至此，呼叫已建立。用户通过自 助服务终端和营业员视频交流完成手机开户等业务。 图2 6 呼叫建立过程示意图 1 5 硕十学伊论文第_ 二章可视自助服务系统分析与设计 2 6 本章小结 本章分析了软件设计的一般原则，提出了一种将视频通信技术应用到电信 行业自助服务系统中以扩展自助服务设备功能的方案，并对系统网络拓扑结构 进行了设计，同时，对关键模块音视频通信模块的功能和性能进行分析和 设计。 1 6 硕十学付论文 第三章可视自助服务系统中的相关技术 第三章可视自助服务系统中的相关技术 具有视频会议功能的自助服务系统采用了多媒体技术、数据压缩技术和网 络通信技术等大量先进技术。要成功实现这个系统，就必须对相关技术如c o m 技术、音视频技术、t c p 佃通信技术、多线程技术作深刻的了解。这垦简要介 绍一下可视自助服务系统中使用的相关技术。 3 1c o m 技术简介 c o m ( 组件对象模型) 是一个二进制标准，不仅定义了组件程序之间进行交互 的标准，并且提供了组件程序运行所需的环境。c o m 为w i n d o w s 提供了统一的、 面向对象的、可扩充的通讯协议。这意味着描述一个对象的可执行代码( d l l 或e 】【e 文件的代码) 可以被其他对象执行，即使两个对象使用不同的语言来编写 的，它们可以用c o m 标准来进行通信湖。 3 1 1c o m 接口 在c o m 中，对于客户来说，一个组件就是一个接口集。客户只能通过接口 才能同c o m 组件进行交互【“】。 在c + + 中，可以使用抽象基类来实现c o m 接口。由于一个c 0 m 组件可 以支持任意数目的接口，因此对于此类组件，可以用抽象基类的多重继承来实现 它。实质上，接口都是纯抽象基类，它所包含的函数都是纯虚函数，都必须通过 虚函数表v t a b l e 来调用。而c o m 组件就是从这些纯抽象基类继承下来的派生类， 它实现了这些函数。图3 一l 显示了客户、接口与对象属性之间的关系。 圉3 一i 客户接口与组件对象之间的关系 1 7 硕七学侍论文第二章可视自助服务系统中的相关技术 c o m 组件有一个最基本的接口i u n k n o w i l ，所有的c o m 接口部继承了 i u r l l 【r l o w n 。它包含三个函数，分别是q l i e r y i i l _ t c 哟_ c e ，a d d r e r e l e a 。 q u e r y i r l t e 曲c e 用于查询组件实现的其他接口。a d d r e f 和r e l e a s e 实现的是一种 名为引用计数的内存管理技术c o m 组件将维护一个称为引用计数的数值。当 客户从组件取得一个接口时，此引用计数增l ，当客户使用完某个接口时，组件 的引用计数值减l 。当引