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基于Nios II的語(yǔ)音加密傳輸系統設計
作者：
時(shí)間：2010-12-07
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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(1)工作原理
通信發(fā)起方使用鍵盤(pán)撥對方號碼，Nios II控制系統采集到撥號信息，組裝成為MODEM撥號的AT命令，MODEM根據命令撥號；對方的MODEM接收到撥號信息，發(fā)出來(lái)電提醒，開(kāi)啟語(yǔ)音處理功能，雙方便可通信。MODEM對經(jīng)過(guò)加密的語(yǔ)音分組信息進(jìn)行封裝，使其適合在PSTN網(wǎng)絡(luò )上傳輸。接收方MODEM接收到數據包，對其解封裝，等待解密處理。在本系統中，MODEM工作于半雙工方式。
(2)MODEM與Nios II控制模塊的連接
系統要正常工作，需要MODEM與Nios II控制系統間進(jìn)行交互，用到的信號如圖8所示，各信號的功能如下：
通信傳輸模塊
圖8 通信傳輸模塊
DSR：表示MODEM電源已接上，已處于可用的狀態(tài)。
RTS：請求發(fā)送信號，串行通信接口用RTS來(lái)向MODEM表示發(fā)送數據的請求，該信號應控制MODEM進(jìn)入發(fā)送狀態(tài)或打開(kāi)MODEM的發(fā)送器。
CTS：清除發(fā)送信號，又稱(chēng)為允許發(fā)送，是MODEM對RTS的響應信號，表示MODEM已作好發(fā)送的準備，收到CTS后即可輸出發(fā)送的數據。
DCD：數據載波檢測信號，向終端設備表示MODEM已收到通信鏈路上的數據載波信號，通知另一方準備接收。
TXD：發(fā)送數據信號，把終端欲發(fā)送的數據串行送往MODEM。
RXD：接收數據信號，接收從MODEM串行發(fā)來(lái)的數據。
SG：信號地，連接設備和通信設備的信號地。
由于使用了公共電話(huà)網(wǎng)（PSTN），因此在上述7個(gè)信號的基礎上增加了DTR和RI兩個(gè)信號。振鈴指示RI通知系統，MODEM已收到交換臺送來(lái)的振鈴呼叫信號；然后系統啟動(dòng)數據準備好DTR信號送給MODEM作為對RI的響應。當RI和DTR信號握手聯(lián)絡(luò )上以后，MODEM才可以“接線(xiàn)”以建立通信鏈路；當數據傳送結束后，應復位這些信號以指示“拆線(xiàn)”，讓出通信鏈路。
2.2 Nios II控制模塊設計
控制模塊利用Nios II IDE集成開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行開(kāi)發(fā)，控制從撥號(接聽(tīng))、語(yǔ)音采集、編解碼、加解密、傳輸、掛機的整個(gè)系統工作。
2.2.1 建立通信
撥號用的鍵盤(pán)連接在DE1開(kāi)發(fā)板的PS2口上，采用中斷方式與處理器進(jìn)行交互。當控制模塊接收到鍵盤(pán)中斷后，讀取用戶(hù)按鍵信息。根據撥號信息，控制模塊通過(guò)RS232向MODEM發(fā)出相應含有撥號信息的AT命令，MODEM撥相應的號碼；接聽(tīng)方MODEM發(fā)出振鈴指示后，根據命令為通話(huà)雙方建立連接。
2.2.2 語(yǔ)音處理控制
Nios II控制模塊實(shí)現對語(yǔ)音處理的控制，其主要功能是讀取一個(gè)語(yǔ)音處理模塊的結果，并將其按將要進(jìn)行的處理寫(xiě)入下一個(gè)功能模塊?？刂颇K操縱I2C控制語(yǔ)音采集回放模塊采集語(yǔ)音并數字化，然后將數字語(yǔ)音信號送到編解碼模塊進(jìn)行編解碼，進(jìn)而調用Nios II自定義的AES指令，對數據進(jìn)行加密，最后通過(guò)MODEM發(fā)送數據。在接收方， MODEM讀取對方發(fā)送過(guò)來(lái)的語(yǔ)音數據，控制模塊調用Nios II自定義AES指令對數據進(jìn)行解密，再將解密后的數據寫(xiě)入語(yǔ)音編解碼模塊進(jìn)行解碼，最后調用語(yǔ)音采集回放模塊還原語(yǔ)音。
2.2.3 通信結束控制
在通話(huà)過(guò)程中，如果檢測到通信中斷或者通信一方結束通信的信息，則向各功能模塊發(fā)出復位信號，同時(shí)控制MODEM復位于待機狀態(tài)，通信結束。
本設計適用于對語(yǔ)音保密通信有需求的政府機關(guān)、軍隊等，也適合需要保密的商業(yè)通信。采用本系統用戶(hù)可以像使用普通電話(huà)機一樣，實(shí)現語(yǔ)音保密通信。本設計系統使用方便，通過(guò)調制解調器進(jìn)行連接，可以在現有的PSTN電話(huà)網(wǎng)上使用。如果將調制解調器改進(jìn)為CDMA DTU等無(wú)線(xiàn)調制方式，則用戶(hù)還可以進(jìn)行無(wú)線(xiàn)保密通信。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/166315.htm
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