（计算机应用技术专业论文）基于局域网的音频实时记录和监听系统的设计与实现.pdf

产 l c l a s s i f i e di n d e x ：t p 3 9 3 9 u d c ：6 2 0 3 d i s s e r t a t i o nf o rt h em a s t e r d e g r e ei ne n g i n e e r i n g t h ed e s i g n a n di m p l e m e n t o f r e c o r d i n ga n d m o n i t o r i n gs y s t e m c a n d i d a t e ： c a oh u i s u p e r v i s o r ： p r o f w a n gx i a o h o n g a c a d e m i cd e g r e ea p p l i e df o r ：m a s t e ro f e n g i n e e r i n g s p e c i a l i t y ： d a t eo fs u b m i s s i o n ： d a t eo fo r a le x a m i n a t i o n ： u n i v e r s i t y ： c o m p u t e ra p p l i c a t i o nt e c h n o l o g y s e p t e m b e r , 2 0 0 9 d e c e m b e r , 2 0 0 9 h e b e iu n i v e r s i t yo fs c i e n c ea n d t e c h n o l o g y 一 作 式标明。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发 表或撰写过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 靴做储獬：张 一 川年帅。k 指导撕签名缈如 1 即月骺 河北科技大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本 人授权河北科技大学可以将本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和汇编本学位论文。 口保密，在一年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 d 不保密。 ( 请在以上方框内打“ ) 学位论文作者签名： 川年1 旯| 6 日 指导教师签名_ 唆彳知 吵气年蝴 - - ， 域网监昕产生的背景做了介绍，局域网监听是网络和多媒体技术快速发展的产物； 其次对局域网监听所用到的相关知识做了比较深入的研究，包括：局域网技术、数 字音频理论基础和w m s o c k e t 编程原理，这些都是实现局域网音频监听的基础；然后 对所用到韵关键技术：混音技术、多线程技术、w i n d o w s 底层音频服务以及读写x m l 文件做了研究。混音是在对系统记录的音频终端的通话进行回放时用到的，它是将 某一个音频终端发送的音频和接收的音频进行混合，真实的再现通话情景。传统的 实现混音的技术是利用d i r e e t s o u n d 对动态音频流进行混合，本文根据系统的实际情 况采用了一种不同的方法，即利用控件叠加然后用程序控制控件的同步。多线程技 术是本系统采用的一种重要的技术，目的是提高系统的整体效率。由于音频终端发 送话音数据的频率可能会很高，快时约为3 0 m s 发送一个音频数据包，并且还伴随着 数据库操作，这就对音频记录和监听系统的整体效率有着很高的要求，在设计过程 中，分析了多线程之间的同步，并抛弃了过去“暴力 结束线程的方法，采用了等 待事件让线程自动退出的方法结束线程，从而达到了提高效率、使系统更加稳定可 靠的目的。w i n d o w s 底层音频服务是针对音频驱动程序编程，是实现监听的重要基 础。 为了更好的论证本文所提出的观点，开发了基于局域网的音频记录和监听系统， 该系统实现了对同处于一个局域网内的多个音频终端进行语音记录和语音监听，为 了完善录音和监听功能，还设计并实现了如下功能：用户管理、查询呼叫日志、日 志导出：日志删除、臼志导入和话音回放。 关键词音频实时记录；音频实时监听；混音技术；多线程技术；局域网 河北科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t a l o n gw i t ht h ep o p u l a r i z a t i o no fc o m p u t e rt e c h n o l o g yi na l lf i e l d so ft h ec o m m u a i t y , i th a sb e e ni n f l u e n c i n ga l l a s p e c t so fp e o p l e sl i f e f o l l o w i n g w i t ht h ec o m p u t e r t e c h n o l o g y , t h en e t w o r k 钯c h n o l o g yh a sb ek n o w na n db ep a i dm u c ha t t e n t i o nb yt h e p e o p l e i nr e c e n ty e a r s , s o m en e wt h i n g s ( f o re x a m p l en e tp h o n ea n dn e tc o n f e r e n c e ，e r e ) b e c o m em o r ea n dm o r ec o m m o ni np e o p l e sw o r ka n dl i f e i no r d e rt om a n a g ea n dm a k e u s eo f t h e mb e t t e r , t h et e c h n o l o g yo fn e t - b a s e da u d i or e c o r d i n gd e v e l o p e dr a p i d l y t h i sa r t i c l ed e e p l ys t u d i e dt h eb a s i cp r i n c i p l ea n di m p l e m e n to fa u d i or e c o r d i n ga n d m o n i t o r i n gi nt h el o c a l a r e an e t w o r k f i r s t l y , i n t r o d u c e dt h eb a c k g r o u n do ft h el a n m o n i t o r , i ti sa i n e v i t a b l ep r o d u c to ft h er a p i dd e v e l o p m e n to ft h en e t w o r ka l lm u l t i m e d i a t e c h n o l o g y ；s e c o n d l y ，s t u d i e dr e l e v a n tt h e o r e t i c a lk n o w l e d g e ，i n c l u d i n gl a nt e c h n o l o g y , t h e o r e t i c a lf o u n d a t i o no fd i g i t a la u d i oa n dp r o g r a m m i n gp r i n c i p l eo fs o c k e ta l lt h e s ea r e t h eb a s i so fl & nm o n i t o r si m p l e m e n t ；t h i r d l y ，s t u d i e dt h ek e yt e c h n o l o g y ，i n c l u d i n g m i x i n ga u d i ot e c h n o l 0 9 3 ；m u l t i - t h r e a d e dt e c h n o l o g ya n dw i n d o w ss e r v i c eo fb o t t o m a u d i o m i x i n ga u d i oi su s e dw h e nr e p l a y i n gt h ea u d i of i l et h a th a sr e c o r d e d ，i tm i x e st h e a u d i oo n et e r m i n a lr e c e i v e sa n ds e n d s ，r e a p p e a r st h ec a l l i n gs c e n et r u l y l - r a d i t i o n a l m i x i n ga u d i ot e c h n o l o g yu s e sc d i r e c t s o u n dt om i xt h ed y n a m i ca u d i os t r e a m ，t h i sp a p e r u s e dan e wm e t h o do fc o n t r o l s o v e r l a pa n dt h e np r o g r a m m i n gt oc o n t r o lt h e i r s y n c h r o n i z a t i o na c c o r d i n gt ot h es y s t e m sa c t u a ls i t u a t i o n m u l t i - t h r e a d e dt e c h n o l o g yi s v e r yi m p o r t a n ti nt h es y s t e mf o rt h ep u r p o s eo fi m p r o v i n gt h ee f f i c i e n c yo ft h es y s t e m t h ef r e q u e n c yo fa u d i ot e r m i n a ls e n d sd a t ap a c k e tm a yb ev e r yh i g h ，i tc a r lb er e a c h5 0 s ， a n dt h e r ea r es o m ed a t a b a s eo p e r a t i o n sa tt h es a m et i m e ，s o ，t h e s em a k eh i g l ld e m a n d st o t h es y s t e m i nt h ep r o c e s so fd e s i g n , d e e p l yr e s e a r c h e dt h es y n c h r o n i z a t i o no ft h e m u l t i - t h r e a da n da b a n d o n e dt h eo l da n dv i o l e n ta p p r o a c ho ft e r m i n a t i n gat h r e a d ? u s e dt h e m e t h o do fw a i t i n ge v e n ta n da u t o m a t i c a l l yq u i t ，a c h i e v e dt h ep 唧o s eo fi m p r o v i n g e f f i c i e n c ya n dm a k i n gt h es y s t e mm o r es t a b l ea n dr e l i a b l e i no r d e rt ov a l i d a t et h ev i e wa b o v e ，d e v e l o p e dl o c a la r e an e t w o r kb a s e da u d i o r e a l - t i m er e c o r d i n ga n dm o n i t o r i n gs y s t e m ，t h es y s t e ma c h i e v e da u d i or e c o r d i n ga n d m o n i t o r i n go fm u l t i - t e r m i n a li nt h es a m el o c a la r e an e t w o r k i no r d e rt op e r f e c tt h e f u n c t i o no fr e c o r d i n ga n dm o n i t o r i n g , w ea l s od e s i g ns o m eo t h e rf u n c t i o nm o d ea sf o l l o w s ： u s e rm a n a g e m e n t , s e a r c h i n gc a l ll o g ，i m p o r t i n gc a l ll o g ，d e l e t i n gc a l ll o g ，e x p o r t i n gc a l l l o ga n da u d i or e p l a y i n g 一 河北科技大学硕士学位论文 目录 摘要。i 第1 章绪论二：1 1 1 研究背景和意义1 1 1 1网络的发展”1 1 1 2 多媒体技术的发展2 1 1 3 科学意义与应用前景4 1 2 国内外研究现状4 1 3 本论文的研究内容和结构安排5 第2 章音频实时记录和监听系统的理论基础7 2 1 局域网技术7 2 1 1 局域网的概念j 7 2 1 2 局域网的特点一7 2 1 3 局域网的基本组成7 2 1 4 局域网的拓扑结构8 2 1 5 网络传输协议8 2 1 6 网络传输方式1 0 2 2 数字音频理论基础。”1 0 2 2 1 声音的数字化1 0 2 2 2p c m 编码技术11 2 2 3 数字音频的存储结构1 2 2 3w i n s o c k 编程原理1 4 2 3 1w i n d o w ss o c k e t s 概述1 4 2 3 2w i n s o c k 编程原理”15 2 4 本章小结1 6 第3 章关键技术研究1 8 3 1混音技术1 8 3 1 1 利用d i r e e t s o u n d 实现混音1 8 3 1 2 本系统所采用的混音方法2 0 3 2 多线程技术”2 0 3 2 1 线程与进程2 0 3 2 2 线程的调度机制和优先级控制2 1 目录 3 2 3 线程同步机制2 2 3 2 i 4 线程间的通信2 3 3 2 5 本系统中对线程结束方法的改进2 3 3 3 底层音频服务一2 4 3 3 1 - w i n d o w s 下音频的采集、播放模式2 4 3 3 2 底层音频服务的主要内容”2 4 3 3 3 底层音频服务相关的数据结构2 4 3 3 4 底层音频服务的回调机制2 5 3 3 5 底层音频设备驱动的打开流程2 6 3 4x m l 文件存储格式2 7 3 a 1x m l 文件格式简介2 7 3 4 2v c 读写x m l 文件的方法2 8 3 5 本章小结2 8 第4 章音频实时记录和监听系统的功能需求一3 0 4 1 音频实时记录和监听系统的功能需求3 0 4 2 音频实时记录和监听系统的用例分析3 0 4 3 用户管理功能需求3 1 4 4 呼叫日志管理功能需求3 2 4 5 语音记录功能需求3 2 4 6 语音回放功能需求：3 2 4 7 语音监听功能需求“3 3 4 8 本章小结3 4 第5 章音频实时记录和监听系统的实现。3 5 5 1 系统概述3 5 5 2 系统开发环境3 5 5 3 基本原理3 5 5 4 系统各模块设计说明3 6 5 4 1用户管理3 6 5 4 2 呼叫日志管理4 l 5 4 3 语音回放5 0 5 4 4 语音记录5 4 5 4 5 语音监听5 5 5 5多线程同步的实现”5 8 5 6 系统性能量性分析5 9 河北科技大学硕士学位论文 5 7 本章小结6 0 结论6 1 参考文献6 3 致翰 - 6 6 第1 章绪论 第1 章绪论 1 1 研究背景和意义 。 1 1 1 网络的发展 网络技术的发展最初可以追溯到2 0 世纪5 0 年代，当时人们尝试把独立发展的 通信技术和计算机技术联系起来，使得在技术上为今后的计算机网络的出现做好了 准备，同时建立了一些基础的理论性的概念。这个时期，计算机技术正处于第一代 电子管计算机向第二代晶体管计算机过渡的时期。第一代计算机的特点是其操作指 令是为特定任务而编制的，每种机器有各自不同的机器语言，功能受到限制，速度 也很慢；另一个明显特征是使用真空电子管和磁鼓来储存数据。第二代计算机用晶 体管代替电子管，还有现代计算机的一些部件：打印机、磁带、磁盘、内存、操作 系统等。计算机中存储的程序使得计算机有很好的适应性，可以更有效地用于商业 用途。在这一时期出现了更高级的c o b o l ( c o m m o nb u s i n e s s o r i e n t e dl a n g u a g e ) 和 f o r t r a n ( f o r m u l at r a n s l a t o r ) 等语言，以单词、语句和数学公式代替了二进制机器 码，使计算机编程变得更加容易。这个时候的通信技术经过几十年的发展已经初具 雏形了，正是这时奠定了今后网络发展的基础，为网络的出现做好了前期的准备。 有了第一阶段的理论基础，网络进入了第二个发展阶段，即上个世纪的六十年 代。当时，正值冷战时期，美国为了防止其军事指挥中心如果被苏联摧毁后，军事 指挥出现瘫痪，于是开始设计一个由许多指挥点组成的分散指挥系统，以保证当其 中一个指挥点被摧毁后，不至于出现全面瘫痪的现象。并把几个分散的指挥点通过 某种通讯网连接起来成为一个整体。这样，终于在1 9 6 9 年，美国国防部高级研究计 划管理局( a r p aa d v a n c e dr e s e a r c hp r o j e c t sa g e n c y ) ，把4 台军事及研究用电脑主机 联接起来，于是a r p a n e t 网络诞生了，a r p a n e t 是计算机网络发展中的一个里程 碑，是i n t e r a c t 出现的基础。这个时候，a r p a n e t 技术还不具备推广的条件。所以 这个时期，网络仅仅是用于军事。在某种意义上讲，是冷战促使了网络的诞生【l 】。随 着网络的出现，诞生了一种新的通信技术，这就是分组交换技术，它是随计算机实 现网络通讯而产生的。这种技术是将传输的数据加以分割，并在每段前面加上一个 标有接受信息的地址标示，从而实现信息传递的一种通讯技术。分组交换技术也是 六十年代网络发展的重要标志之一。 差不多是每十年就是一个阶段，二十世纪七十年代中期，网络发展进入了第三 个阶段。随着计算机技术的快速发展，出现了个人电脑。促进了网络技术的发展。 各种局域网、广域网发展迅速，计算机生产厂商也开始开发自己的计算机网络系统。 河北科技大学硕士学位论文 1 9 7 4 年a r p a 的鲍勃凯恩和斯坦福的温登泽夫合作，提出t c p i p 协议。 八十年代是网络发展中非常重要的十年，首先是1 9 8 3 年出现了可用于异构网络 的t c p i p 协议，作为b s du n i x 操作系统的一部分，t c p i p 协议得到了认可，并 逐步流行起。也就是这时，真正意义上的i n t e m e t 诞生了。时隔一年，日本建成了j u n e t 网络，( j a p a nu n i xn e tw o r k ) 。1 9 8 5 年，美国科学家基金会( n s f ) 组建n s f n e t ，美国 的许多大学、政府资助的研究机构甚至一些私营的研究机构纷纷把自己的局域网并 入n s f n e t 中，使得其迅速扩大，1 9 8 6 年，n s f n e t 网络奠定了其成为今后i n t e m e t 主干网的地位的基础，当时其速度是5 6 k b p s 。三年之后的1 9 8 9 年，i n t e m e t 的速度 已经提升为速1 5 4 m b p s ，也出现了最早的i n t e m e t 服务提供商( i s p ) ，伴随着 w w w ( w o r l dw i d ew e b ) 全球广域网的出现，诞生了世界上第一个超文本浏览器编辑 器。 1 9 9 1 年，i n t e m e t 开始用于商业用途，i n t e m e t 的商业化，成为其发展的强大推 动力，使得它以空前的速度迅速发展，服务器的增多，连入网络的计算机数目的增 多以及主干网速度的提升，都为商业的发展提供了广阔的空间，同时商业的发展也 影响着网络的发展【2 j 。 如今随着网络技术的成熟，高速局域网技术迅速发展，传输速率为1 0 m b p s 的 e t h e m e t 的广泛应用，i p 电话服务，更高性能的i n t e m e t 2 的发展，使得网络已经渗 入到了商业、金融、政府、医疗、科研、教育等各个社会部门。使得网络成为了我 们生活中不可缺失的一个重要组成部分。 1 1 2多媒体技术的发展 多媒体技术的概念起源于2 0 世纪8 0 年代初期，但真正蓬勃发展起来是在9 0 年 代。多媒体并不是新的发明，从某种意义上说，它是信息技术应用和发展的必然。 多媒体是在计算机技术、通信网络技木、广播电视技术等现代信息技术不断进步的 条件下，由多学科不断融合、相互促进而产生出来的。 自从1 9 4 6 年2 月世界上第一台电子计算机e n i a c 诞生以来，在短短五十多年 的历史中，计算机的发展已经历了电子管器件，晶体管，中小规模集成电略，大规 模和超大规模集成电路四个时代，计算机系统结构已发生了巨大的变化，随着研制 和开发出高性能的多媒体计算机设备和多媒体软件，使人们学会使用语言、音乐、 图形和图像、影像视频信息作为计算机输入输出的新的信息媒体，并使人机交互界 面更加友好完善。下面以几个著名公司开发的多媒体计算机系统来简要介绍多媒体 技术的发展。 1 9 8 4 年，美国a p p l e 公司为了改善人机界面，在研制的m a c i n t o s h 计算机中首 先引进了图形、图标窗口界面。并使用鼠标指点枝术来改善用户界面，一改d o s 文 字界面单调乏味的风格格，使计算机的交互界面焕然一新，受到广大用白的欢迎。 ：个：争 -一。烨p 一 - 一，i 冉。一# - i 。_ 一，一” 1 9 8 7 年3 月，美国r c a 公司推出了交互式数字视频系统d v i 。它以计算机技术 为基础，用标准光盘片来存储和检索静止图像、活动图像、声音和其他数据。后来 美国通用电气公司从r c a 公司购买了d v i 技术，i n t e l 公司在1 9 8 8 年又从通用电气 公司把d v i 技术买到手，并经过进一步的研究和改善，于1 9 8 9 年初把d v i 技术开 发成了一种可以普及的商品，后来又与计算机i b m 公司合作，联台推出了新一代的 多媒体技术产品a c t i o nm e d i a7 5 0 ，d v i 正式成为一个普及性商品化的产品投放市场。 随着多媒体技术的迅速发展，特别是多媒体技术的产业化，为了建立相应的标 准，1 9 9 0 年1 1 月，由m i c r o s o f t 、p h i l i p s 、n e c 等公司会同多家厂商召开了多媒体 开发者会议，制定了多媒体计算机m p c 标准1 0 ，成立了m p c 市场协会并规定今后 凡要使用m p c 这个标志，就必须按这个协会所规定的技术规格办理。19 9 3 年5 月 m p c 市场协会又发布了第二个多媒体个人计算机m p c 标准2 0 ，1 9 9 5 年6 月m p c 市场协会又公布了第三个多媒体个人计算机m p c 标准3 o 。 1 9 9 2 年到1 9 9 5 年，m i c r o s o f t 公司先后推出的w i n d o w s 3 1 ，w i n d o w s 9 5 操作系 统，不仅综合了原来w i n d o w s 所有的多媒体扩展技术，还增加了多个多媒体应用软 件如多媒体播放器( m e d i ap l a y e r ) 、录音机( s o u n dr e c o r d e r ) 等，而且还包括了一系列 支持多媒体技术的驱动程序、动态链接库以及o l e 技术，它们提供了w i n d o w s 的多 媒体应用编程接口m a p i 、媒体控制接口m c i 和乐器数字化接口m i d i ，成为事实上 的多媒体操作系统，获得了具大的商业成功。1 9 9 8 年8 月，m i c r o s o f t 公司在w i n d o w s 9 5 的基础上又推出了w i n d o w s 9 8 和w i n d o w s 2 0 0 0 操作系统，使得界面更加友好，性能 更加稳定、操作更加简便、多媒体功能更加更大。 在硬件方面为了适应多媒体技术的发展，i n t e l 公司从p e n t i u mp r o 开始，把 m m x ( m u l t i m e d i ae x t e n s i o n ) 多媒体扩展技术加入到了微处理机c p u 芯片中，c y r i x ， a m d 公司也纷纷响应，把m m x 技术加入到了他们生产的c p u 芯片中。以后i n t e l 公司又研制和生产p e n t i u m 2 、p e n t i u m 3 、p e n t i u m 4 高速c p u 芯片，使用高速传输速 率总线的主机板、大容量的存储空间以及高品质的显示器，加上音频卡和视频卡、 c d r o m 驱动器等，使计算机硬件性能的提高有了质的飞跃，极大地促进了多媒体 技术的发展，使个人计算机步入到了多媒体计算机时代1 3 j 。 ， 河北科技大学硕士学位论文 1 1 3 科学意义与应用前景 基于局域网的实时音频记录和监听技术正是网络和多媒体技术日益成熟的背景 下发展起来的，它具有如下特点： ( 1 ) 实时性实时性是指能够实时地反映被控计算机的运行状态并获取所需要 的数据。 ( 2 ) 一致性一致性是指控制端所获取的数据与被控端一致，即由被控端提供 回传数据。 ( 3 ) 可靠性和稳定性监控系统在运行过程中应该可靠稳定地运行。 ( 4 ) 简便好用监控系统的应用者多是管理人员，他们应用计算机的能力不是 很强，因此，一定要简便好用，图形界面简单 4 1 。 研究基于局域网的音频实时记录和监听技术对于研究广域网的音频监听技术， 有着非常现实的意义，而且对于某些特殊的行业也有着很大的应用价值，如机场、 港口、公安、安全、军事等要害部门的录音和监听，并且还应用在各种客户服务中 心、投诉中心等，为了解及时查询和发现事故原因以及提供准确可靠的原始录音记 录，发挥了巨大作用。 1 2 国内外研究现状 我国的网络正在快速发展之中，相应的问题也就显现出来，网络管理及其相关 的应用自然将越发重要，而监听技术正是网络管理和应用的基础，其意义自然重要， 因此监听技术的研究已是时事的要求。 网络监听是指利用网络技术获取网络数据封包，并进行相关协议分析，提取监 控人感兴趣的信息，音频监听技术就是获取网络终端的通话内容。在国内，匹1 ) 1 1 大 学江周研究的基于局域网的语音实时通信技术和南京工业大学徐军研究的无线网络 v o i p 监听技术在这方面有着代表作用，应该说，基于局域网的音频监听技术是无线 局域网络监听的基础【5 】。 目前绝大部分局域网为共享式以太网，即数据传输采取广播机制，当某个主机a 如果要发送一个消息给主机b ，其不是一对一的发送，而是会把数据包发送给局域 网内的包括主机b 在内的所有主机。在正常情况下，只有主机b 才会接收这个数据 包。其他主机在收到数据包的时候，看到这个目的地址跟自己不匹配，就会把数据 包丢弃掉。但是，若此时局域网内有台主机c ，其处于监听模式。则这台主机就会 接收这个数据包，并把数据内容传递给上层进行后续的处理，音频监听技术就是对 接收到的数据包进行解析，解析出其中的音频数据信息，然后利用多媒体等相关知 识将音频数据进行记录和播放，从而达到音频记录和监听的目的【6 - 1 6 1 。 在国外，以美国a v i o m 公司的数字音频传输系统和多通道监听系统( a - n e t t m 第1 章绪论 专利技术) 为代表，它在专业音频系统设计，保障高质量的信号远距离、实时传播等 方面都达到了很高的标准【6 】。 基于局域网的音频实时记录和监听系统借鉴了国内外研究成功案例的优点，同 时也具有自身的一些特点，比如：能够使用特殊行业，如军事、公安等部门在某些 情况下发送音频数据频率很高的环境中。 1 3 本论文的研究内容和结构安排 本论文利用网络传输理论、音频编码方式、文件操作以及数据库等技术对基于 局域网的音频记录和监听系统进行了系统深入的研究。 主要研究内容包括： 1 ) 基于网络传输的基本理论、文件操作、多线程等技术，研究局域网中音频数 据记录的基本原理，对局域网中音频数据包的传输、解析以及声音文件的形成进行 了深入的研究。 2 ) 基于音频编码方式、多线程、d i r e e t s o u n d 等技术，研究局域网中音频监听 的基本原理，对局域网中音频数据的实时播放进行了深入的研究。 3 ) 研究了音频记录的话音回放。局域网中的音频终端进行通话时，每一个终端 都会记录接收和发送两个方向的音频，话音回放包括：回放接收话音、回放发送话 音、混音回放。本文中重点研究了混音回放，即接收话音和发送话音的混音播放， 混音播放是在游戏和网络视频会议的开发中经常用到的技术，本次研究采用了与传 统的利用d i r e c t s o u n d 编程不同的方法，实现更加简单，方便。 4 ) 为了完善音频记录和监听的功能，研究了音频通话日志的管理。当局域网中 有终端进行通话时，主控计算机会纪录下本次通话的终端号、对端号码、呼叫方向、 呼叫时间等信息，这些信息便组成了本次通话的通话日志。通话日志的管理是实现 呼叫日志的查询、导入和导出。日志查询是通过指定的通话信息，如端口号、对端 号码、呼叫方向等信息查看呼叫日志；日志的导入是将以x m l 文件形式存储的通话 日志记录导入到数据库中，并拷贝相对应的音频文件；日志导出是将数据库中的通 话日志记录导出，形成x m l 文件，并拷贝相对应的音频文件。 5 ) 为了明确音频记录和监听系统使用者，研究了该系统的用户管理。 本论文的内容安排如下： 第1 章：绪论，介绍了论文的研究背景和意义、课题研究现状、论文的研究内 容和结构安排； 第2 章：基于局域网的音频记录和监听的基本原理，主要介绍了网络传输的基 本理论、音频编码技术以及多线程技术； 第3 章：关键技术研究，主要对系统实现过程中所使用的关键技术做了深入的 研究； 5 河北科技大学硕士学位论文 - i l _ _ i i _ l - _ _ _ _ - _ _ _ - _ _ - 目- l _ = = = _ _ _ l = l ；_ l _ 自目_ - - i - _ i i - _ _ _ l _ _ _ _ - _ i 第4 章：基于局域网的音频记录和监听系统的功能需求，主要介绍了该系统中 需要实现的基本模块； 第5 章：基于局域网的音频记录和监听系统软件的设计与实现，重点介绍了系 统的界面设计、活动分析以及关键内容的实现方法： 结论：总结本文的工作，指出了目前在研究中还存在的一些问题和不足，并给 出了下一步可能的研究方向和相关设想。 2 1 2 局域网的特点 局域网具有以下特点： 1 ) 地理范围小，是限定区域的网络，可以覆盖一个室，一幢楼宇，一个校园或 一个企业。 2 ) 通信速率较高，一般为基带传输，数据传输速率高，传输时延小( 一般为几 毫秒到几十毫秒) ，可以传输数字、非数字信息( 如语音、图像、视频等) 。 3 ) 误码率低，由于采用短距离基带传输，并且使用高质量的传输介质，所以误 码率低。 4 ) 使用方便，便于扩展，可靠性强。 2 1 3 局域网的基本组成 一个局域网的基本组成主要有： ( 1 ) 计算机局域网中的计算机包括服务器和客户机等。服务器在网络中提供 网络服务，如文件服务、打印服务、用户管理等；客户机用于用户登录网络，使用 网络服务等。 ( 2 ) 外围设备外围设备主要提供网络共享资源，如共享的输入输出设备、网 络打印机等。 ( 3 ) 网络设备网络设备用于数据传输转发，如集线器、交换机、路由器等。 ( 4 )网卡网卡是实现局域网物理连接与电信号匹配的接1 ：3 ，可完成局域网数 据的封装和解封装、链路控制和管理以及编码译码等工作。 ( 5 ) 通信介质局域网中可以使用同轴电缆，双绞线，光纤等有线传输介质和 无线电、微波、红外线等无线传输介质，以提供数据传输线路。目前常用的是有线 7 河北科技大学硕士学位论文 介质双绞线和光纤。 2 1 4 局域网的拓扑结构 网络中的计算机等设备要实现互联，就需要以一定的结构方式进行连接，这种 连接方式就叫做“拓扑结构 ，通俗地讲这些网络设备如何连接在一起的。目前常见 的网络拓扑结构主要有以下四大类： ( 1 ) 星型结构这种结构是目前在局域网中应用得最为普遍广泛的一种，在企 业网络中基本上都是采用这一方式。星型网络几乎是e t h e m e t ( 以太网) 网络专用， 它是由网络中的各工作站节点设备通过一个网络集中设备( 如集线器或者交换机) 连接在一起，各节点呈星状分布而得名。这类网络目前用的最多的传输介质是双绞 线，如常见的五类线、超五类双绞线等。星型拓扑机构具有容易实现、节点扩展移 动方便，维护容易，采用广播信息传送方式、网络传输数据快等特点。 ( 2 ) 环形结构这种结构的网络形式主要应用于令牌网中，在这种网络结构中 各设备是直接通过电缆来串接的，最后形成一个闭环，整个网络发送的信息就是在 这个环中传递，通常把这类网络称之为“令牌环网”。实际上大多数情况下这种拓扑 结构的网络不会是所有计算机真的要连接成物理上的环型，一般情况下，环的两端 是通过一个阻抗匹配器来实现环的封闭的，因为在实际组网过程中因地理位置的限 制不方便真的做到环的两端物理连接。环形拓扑结构具有实现简单、投资小、传输 速度快、维护困难、扩展性差等特点。 ( 3 ) 总线性结构在这种网络拓扑结构中所有设备都直接与总线相连，它所采 用的介质一般是同轴电缆( 包括粗缆和细缆) ，不过现在也有采用光缆作为总线型传 输介质的，如a t m 网、c a b l em o d e m 所采用的网络等都属于总线型网络结构。总线 型拓扑结构具有组网费用低、传输速率随着接入用户的增多而降低、扩展灵活、维 护容易、一次只能一个端用户发送数据等特点。 ( 4 ) 混合型拓扑结构这种网络拓扑结构是由前面所讲的星型结构和总线型结 构的网络结合在一起的网络结构，这样的拓扑结构更能满足较大网络的拓展，解决 星型网络在传输距离上的局限，而同时又解决了总线型网络在连接用户数量的限制。 这种网络拓扑结构同时兼顾了星型网络与总线型网络的优点，在缺点方面得到了一 定的弥补。 2 1 5 网络传输协议 网络传输协议或简称为传送协议( c o m m u n i c a t i o n sp r o t o c 0 1 ) ，是指计算机通信的 共同语言。现在最普及的计算机通信为网络通信，所以“传送协议 一般都指计算 机通信的传送协议，如：t c p i p 、n e t b e u i 等。然而，传送协议也存在于计算机的 其他形式通信，例如：面向对象编程里面对象之间的通信；操作系统内不同程序之 8 第2 章基于局域网的音频实时记录和监听的理论基础 间的消息，都需要有一个传送协议，以确保通信双方能够沟通无间。 ( 1 ) t c p f l p 协议( t r a n s m i s s i o nc o n t r o lp r o t o c o l f i n t e r n e tp r o t o c 0 1 ) t c p i p 即 传输控制协议网际协议，是一个工业标准的协议集，它是为广域f q ( w a n s ) 设计的， 是由a r p a n e t 网的研究机构发展起来的。t c p 是一种基于字节流的传输层 ( t r a n s p o r tl a y e r ) 通信协议，由i e t f 的i 江c7 9 3 说明。在简化的计算机网络o s i 模型 中，t c p 完成第四层所指定的功能，它的下层是口协议，t c p 可以根据d 协议提 供的服务传送大小不定的数据，口协议负责对数据进行分段，重组，在多种网络中 传送1 2 。o s i 七层参考模型如图2 1 所示。 主机a主机b 图2 1o s i 七层参考模型 f i g 2 1 o s is e v e nl a y e rr e f e r e n c em o d e l t c p 协议是为了在主机间实现高可靠性的包交换传输，它是面向连接的端到端 的可靠协议，在传输数据前，必须在发送方和接收方之间建立通信通道，它提供可 靠的、按序传送数据的服务。它支持多种网络应用程序，对下层服务没有多少要求， 它假定下层只能提供不可靠的数据报服务，它可以在多种硬件构成的网络上运行。 ( 2 ) u d p 协议( u s e rd a t a g r a mp r o t o c 0 1 ) u d p 协议即用户数据包协议，主要用 来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。包括网络视频会议系统在内的 众多的客户服务器模式的网络应用都需要使用u d p 协议。在o s i 七层模型中，它 与t c p 协议位于同一层。u d p 是无连