android_liunx平台网络流媒体播放器的设计 毕业设计

JIUJIANGUNIVERSITY毕业论文题目ANDROID_LIUNX平台网络流媒体播放器的设计英文题目ANDROID_LIUNXPLATFORMNETWORKSTREAMINGMEDIAPLAYERDESIGN院系信息科学与技术学院专业计算机科学与技术姓名卓小义班级学号A081147指导教师于林峰二一二年五月摘要主要对ANDROID系统上音乐流媒体播放器的设计与实现和LINUX系统音乐流媒体服务器GNUMP3D的搭建。前者为客户端，后者为服务端。ANDROID是一个开源的系统，它底层是基于LINUX的操作系统，音乐流媒体播放器采用了ANDROID开源系统技术，利用JAVA语言和ECLIPSE编辑工具对播放器进行编写。同时给出了详细的系统设计过程、界面图及主要功能运行流程图，还对过程中遇到的问题和解决方法进行了详细的讨论，音乐播放器集播放/暂停、上一首、下一首、音量调节、歌名显示、音乐列表、播放进度调节等功能于一体，性能良好，在ANDROID系统中能独立运行。GNUMP3D服务器是一款小巧易用的流体服务器，搭建于LINUX平台，支持MP3、WAV、WMA、OGG、MOVIES和OTHERMEDIAFORMATS；小巧、容易安装、跨平台等。关键词安卓，开源系统，LINUX，播放器，GNUMP3D服务器ABSTRACTTHEPAPERMAINLYISTOTAKEONAMUSICPLAYERFROMSYSTEMDESIGNANDREALIZATIONANDLINUXSYSTEMMUSICSTREAMINGMEDIASERVERGNUMP3DCONSTRUCTIONTHEFORMERCLIENT,THELATTERFORTHESERVICESIDETAKETHESYSTEMISANOPENSOURCE,ITISBASEDONTHEOPERATINGSYSTEM,USETHELINUXMUSICPLAYEROFTHEANDROIDOPENSOURCESYSTEMTECHNOLOGY,USINGTHEJAVALANGUAGEANDEDITINGTOOLSFORPLAYERSTOECLIPSEPRESENTSTHEDETAILEDDESIGNPROCESS,THEPARTOFTHESYSTEMANDTHEMAINFUNCTIONSOFOPERATIONINTERFACEDIAGRAMOFHEIGHT,THISPAPERALSOFLOWPROCESSPROBLEMSANDSOLVINGMETHODSAREDISCUSSEDINDETAIL,ANDTHEMUSICPLAYEREPISODE,PAUSE,ANDNEXT,VOLUMEADJUSTMENT,LYRICSDISPLAYFUNCTIONS,SUCHASPERFORMANCEISGOOD,CANOPERATEINDEPENDENTLYINTHEANDROIDSYSTEMLINUXSYSTEMUBUNTU1010ISAVERYSTABLESYSTEM,BUILDINGINTHESERVERISVERYSTABLEGNUMP3DSERVERISACOMPACTANDEASYFLUIDSERVER,SUPPORTMP3,OGG,MOVIESANDOTHERMEDIAFORMATSSMALL,EASYINSTALLATION,CROSSPLATFORM,ETCKEYWORDSANDROID,OPENSOURCESYSTEM,LINUX,MEDIAPLAYER,GNUMP3DSERVER目录摘要IABSTRACTII1绪论11项目背景112开发目的213小结22系统需求分析21功能需求322系统结构图和流程图923系统界面需求1124系统性能需求1225运行环境需求1226小结123搭建音乐流媒体服务器GNUMP3D31GNUMP3D简介1332网络存储与本地存储的区别1333流媒体传输的优势1334GNUMP3D服务器搭建1435小结174ANDROID开发41ANDROID介绍1842搭建ANDROID开发环境2243ANDROID常用工具的使用2444ANDROID项目2545小结295ANDROID播放器功能实现51播放器功能实现3052菜单功能3253播放列表实现3354其他功能实现3455小结376系统测试61功能测试3862小结41总结43致谢43参考文献441绪论11项目背景当今社会的生活节奏越来越快，人们对手机的要求也越来越高，由于手机市场发展迅速，使得手机操作系统也出现了不同各类，目前市场上主要有三个手机操作系统，WINDOWSMOBILE，SYMBIAN，以及谷歌的ANDROID操作系统，其中占有开放源代码优势的ANDROID系统本文的音乐播放器就是基于谷歌ANDROID手机平台的播放器。ANDROID是谷歌于2007年公布的开放式源代码手机系统，它的开放性优于其它封闭式的手机系统，因此，任何人都可能根据自己的喜好将手机系统中的所有功能重新编写。这使得越来越多的人关注这个操作系统。网络音乐播放器就是基于ANDROID平台开发的。随着计算机的广泛运用，手机市场的迅速发展，各种音频视频资源也在网上广为流传，这些资源看似平常，但已经渐渐成为人们生活中必不可少的一部分了。于是各种手机播放器也紧跟着发展起来，但是很多播放器一味追求外观花哨，功能庞大，对用户的手机造成了很多资源浪费，比如CPU，内存等的占用率过高，在用户需要多任务操作时，受到了不小的影响，带来了许多不便，而对于大多数普通用户，许多功能用不上，形同虚设。针对以上各种弊端，选择了开发多语种的音频视频播放器，将各种性能优化，继承播放器的常用功能，满足一般用户（如听歌，看电影）的需求，除了能播放常见格式的语音视频文件，高级功能还能播放RMVB格式的视频文件。此外，还能支持中文、英文等语言界面。目前已经实现的功能有能播放常见音频文件的功能，如MP3，WAV等，拥有播放菜单，能选择播放清单，具备一般播放器的功能，如快进，快退，音量调节等。播放模式也比较完善，有单曲，顺序，循环，随机播放等模式。12开发目的欣赏音乐是最好的舒缓压力的方式之一，而播放音乐需要一款播放器，故用DLNA技术一种流媒体解决方案，目的是开发一个可以通过WIFI流传输来播放主流音乐文件格式的播放器，本设计的实现的这主要功能是播放MP3，WAV多种格式的音乐文件，并且能够控制上一曲，播放/暂停，下一曲，音量调节，视觉外观，播放列表和歌曲文件的管理操作等多种播放控制功能，界面简明，操作简单。包括两个子项目基于ANDROID手机平台的音乐流媒体播放器和LINUX平台流媒体服务器，使ANDROID手机拥有个性的流媒体播放器，在家居中可以随时播放电脑等设备上的海量歌曲，使手机显得更生动灵活化，与人们更为接近，让手机主人在家随时随地处于海量的音乐视频的旋律之中。使人们的生活更加多样化。也使设计者更加熟练ANDROID的技术和其它在市场上的特点13小结本章节主要说明该项目开发背景和开发目的。对目前网络播放器的需求和该项目所包含的子项目作了讲解。2系统需求分析21功能需求根据项目的目标，我们可获得项目系统的基本需求，以下从不同角度来描述系统的需求，并且使用用例图来描述，系统的功能需求，我们分成四部分来概括，即服务器搭建需求，播放器的基本控制需要，播放列表管理需求和播放器友好性需求。以下分别描述。211播放器的基本控制需求系统基本控制图如图21所示。图21系统基本控制图播放/暂停用例需求如表21所示。表21播放/暂停用例用例名称播放/暂停参与者用户目标使得用户可以播放或者暂停在播放列表中选中的歌曲前置条件播放器正在运行基本事件流1用户单击“播放/暂停”按钮2播放器将播或者暂停放列表中的当前的歌曲上一曲/下一曲用例需求如表22所示。表22上一首/下一曲用例用例名称上一首/下一曲参与者用户目标使得用户可以听上一首/下一曲歌曲前置条件歌曲正在播放或暂停基本事件流1用户单击“上一首/下一曲”按钮2播放器将播放上一首/下一曲歌曲音量加/减用例需求如表23所示。表23音量加/减用例用例名称音量加/减参与者用户目标使得用户可以加减音量当前音量前置条件歌曲正在播放基本事件流1用户单击“音量加/减”按钮2播放器当前音量加减进度条用例需求如表24所示。表24进度条用例用例名称进度条调整进度参与者用户目标使得用户可以听一首歌曲的任意部分前置条件歌曲正在播放或暂停基本事件流1用户拖动“进度条”2播放器将播放这一首歌曲的任意部分列表用例需求如表25所示。表25列表用例用例名称播放清单参与者用户目标使得用户可以进入播放清单前置条件程序在运行基本事件流1用户单击MENU菜单“显示曲目”按钮2播放器进入曲目列表212播放曲目列表管理需求当用户选中列表中某一项歌曲，就有需求如图22所示。图22播放器曲目选中的音乐播放用例需求如表26所示。表26播放用例用例名称播放参与者用户目标使得程序能播放选中的歌曲前置条件程序运行在播放列表中基本事件流1用户单击曲目名2跳转到播放界面，进入播放状态音乐列表删除用例需求如表27所示。表27删除用例用例名称删除参与者用户目标删除播放曲目中被选中的歌曲前置条件程序运行在播放列表中基本事件流1用户长按曲目名2弹出对话框，确定是否删除修改音乐列表用例需求如表28所示。表28修改歌曲名用例用例名称修改歌曲名参与者用户目标修改播放曲目中被选中的歌曲的歌曲名前置条件程序运行在播放列表中基本事件流1用户长按曲目名2弹出对话框，确定是否修改歌曲名213GNUMP3D服务器需求播放器向GNUMP3D服务器要播放列表时，服务器就有了需求如图23所示。图23GNUMP3D服务器214功能需求时序图分析播放界面就是一个控制台，相当于DLNA中的DMC（DIGITALMEDIACONTROLLER）,控制MEDIAPLAYER到服务器上去索取音乐源，并播放。ANDROID流媒体播放器由2个主要界面构成，主要实现的功能播放界面基本功能、歌曲列表界面；开机制动启动；解除键盘锁；获取服务器资源。ANDROID播放器时序图如图24所示。图24ANDROID播放器时序图22系统结构图和流程图该网络流媒体播放器是参照DLNA体系的逻辑划分整个系统应该具有以下部件数字媒体服务器DMS，数字媒体重放DMR和数字媒体控制器DMC。其中DMS负责提供音源（GNUMP3D服务器），DMR负责将接收到的媒体流重放，而DMC则负责接收用户的指令，并转化成控制信息到DMR。DMR与DMC集成在一起组成ANDROID播放器。逻辑图示如图25所示。图25系统逻辑图系统功能表如表29所示。表29系统功能表功能类别子功能子功能单击播放进入播放界面删除数据库同步更新歌曲列表长按重命名数据库同步更新播放/暂停播放歌曲线程启动时间更新暂停歌曲线程暂停时间暂停音量加/减当前音量加/减上一首播放列表索引变化寻找上一ID歌曲下一首播放列表索引变化寻找下一ID歌曲显示曲目播放列表链接服务器输入服务器地址链接成功播放界面播放界面菜单退出播放器确认退出系统功能结构图如图26所示。链接服务器ANDROID播放器播放界面播放列表播放/暂停上/下一曲音量加/减退出显示曲目修改歌曲名删除播放菜单图26系统功能结构图23系统界面需求音量、播放控制、菜单栏、列表等素材图标如图27所示。图27素材图标播放器界面、歌曲列表界、菜单栏界面要求布局合理，颜色舒适，控制按钮友好，为了减少开发工程量，图片素材多数为公司项目素材。24系统性能需求一个好的系统响应时间不应该太长，所以就有如下性能要求（1）连接服务器时，程序响应时间最长不能超过10秒；（2）当要求歌曲暂停时，程序响应时间最长不能超过5秒；（3）当要求加减音量时，程序响应时间最长不能超过5秒；（4）当要求歌曲上/下一首时，程序响应时间最长不能超过5秒；（5）当要求查看歌曲列表时，程序响应时间最长不能超过5秒。25运行环境需求（1）操作系统播放器ANDROID系统，服务器LINUX操作系统；（2）支持环境ANDROID2140版本；（3）开发环境ECLIPSE35ADT095、LINUX。26小结本章主要对该项目的需求做了详细说明，主要包括播放器的基本控制需求、播放曲目列表管理需求、GNUMP3D服务器需求、功能需求时序图分析、系统界面需求、系统性能需求等。3搭建音乐流媒体服务器GNUMP3D31GNUMP3D简介GNUMP3D服务器是一款小巧易用的流体服务器，支持MP3、OGG、MOVIES和OTHERMEDIAFORMATS。GNUMP3D服务器主页地址HTTP/WWWGNUORG/SOFTWARE/GNUMP3D。特点如下（1）小巧、容易安装和使用；安全稳定；（2）跨平台，支持LIUNX、UNIX和WINDOWS服务器安装和使用；（3）支持随机播放、支持按作者、日期索引、支持搜索等。32网络存储与本地存储的区别网络存储将音乐源存储在一台服务器上（GNUMP3D服务器），大家共享一个音乐源。只要在播放器端链接到服务器，就可以索要服务器上的音乐源进行播放。这样不但减少了存储资源，大家还可以共享。本地存储将音乐源存储在本地储存卡上，每一台播放器就要有一个存储音乐源的设备。不仅浪费存储资源，还不能共享资源。33流媒体传输的优势流媒体技术也称流式媒体技术所谓流媒体技术就是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放上网站服务器,让用户一边下载一边观看、收听，而不要等整个压缩文件下载到自己的计算机上才可以观看的网络传输技术。该技术先在使用者端的计算机上创建一个缓冲区，在播放前预先下一段数据作为缓冲，在网路实际连线速度小于播放所耗的速度时，播放程序就会取用一小段缓冲区内的数据，这样可以避免播放的中断，也使得播放品质得以保证。流媒体的传输需要合适的传输协议，目前在INTERNET上的文件传输大部分都是建立在TCP协议的基础上，也有一些是以FTP传输协议的方式进行传输，但采用这些传输协议都不能实现实时方式的传输。随着流媒体技术的深入研究，目前比较成熟的流媒体传输一般都是采用建立在UDP协议上的RTP/RTSP实时传输协议。为何要在UDP协议而不在TCP协议上进行实时数据的传输呢这是因为UDP和TCP协议在实现数据传输时的可靠性有很大的区别。TCP协议中包含了专门的数据传送校验机制，当数据接受方收到数据后，将自动向发送方发出确认信息，发送方在接收到确认信息后才继续传送数据，否则将一直处于等待状态。而UDP协议则不同，UDP协议本身并不能做任何校验。由此可以看出，TCP协议注重传输质量，而UDP协议则注重传输速度因此，对于对传输质量要求不是很高，而对传输速度则有很高的要求的视音频流媒体文件来说，采用UDP协议则更合适。流媒体技术为传统媒体在互联网上开辟更广阔的空间提供了可能。广播电视媒体节目的上网更为方便，听众、观众在网上点播节目更为简单，网上音视频直播也将得到广泛运用。流媒体技术将过去传统媒体的“推”式传播，变为受众的“拉”式传播，受众不再是被动地接受来自广播电视的节目，而是在自己方便的时间来接收自己需要的信息。这将在一定程度上提高受众的地位，使他们在新闻传播中占有主动权，也使他们的需求对新闻媒体的活动产生更为直接的影响。流媒体技术的广泛运用也将模糊广播、电视与网络之间的界限，网络既是广播电视的辅助者与延伸者，也将成为它们的有力的竞争者。利用流媒体技术，网络将提供新的音视频节目样式，也将形成新的经营方式，例如收费的点播服务。发挥传统媒体的优势，利用网络媒体的特长，保持媒体间良好的竞争与合作，是未来网络的发展之路，也是未来传统媒体的发展之路。34GNUMP3D服务器搭建搭建步骤为（1）下载GNUMP3D当前最新的版本是GNUMP3D295，有UNIX版本和WINDOWS版本下载。用LINUX操作系统，可以下载GNUMP3D295TARGZ或GNUMP3D295TARBZ2。AUDIOPLAYER网络流媒体服务器是在UBUNTU系统下运行的。（2）解压安装JOCERLYANDROID/WORK/STREAM_MEDIATARZXVFGNUMP3D298TARGZ；JOCERLYANDROID/WORK/STREAM_MEDIACDGNUMP3D298/；JOCERLYANDROID/WORK/STREAM_MEDIA/GNUMP3D298SUDOMAKEINSTALL。程序安装位置包括执行命令被安装到/USR/BIN目录GNUMP3DGNUMP3D2GNUMP3DINDEXGNUMP3DTOP；THEME被安装到/USR/SHARE/GNUMP3D目录；配置文件被安装到/ETC/GNUMP3D，/ETC/GNUMP3D/MIMETYPES，/ETC/GNUMP3D/GNUMP3DCONF；库文件被安装到/USR/LIB/PERL5/586/GNUMP3D目录；MAN被安装到/USR/MAN/MAN1/GNUMP3D1，/USR/MAN/MAN1/GNUMP3DINDEX1，/USR/MAN/MAN1/GNUMP3DTOP1，/USR/MAN/MAN1/GNUMP3DCONF1。（3）配置GNUMP3D的配置文件被存放在/ETC/GNUMP3D/GNUMP3DCONF，可以对配置文件进行修改。图31浏览器访问图GNUMP3D的THEMES被存放在/USR/SHARE/GNUMP3D/目录中，所以要想换THEME，可以在GNUMP3DCONF中指定，该服务器用的THEME为MUSICUS。可以汉化自己喜欢的THEME，把界面变成中文，汉化非常简单，因为是THEME是HTML网页，THEME存放在/USR/SHARE/GNUMP3D/目录中；比如我汉化了MUSICUS。效果图如图31所示。媒体文件在GNUMP3DCONF中的默认存放目录是/HOME/MP3，可以自定义服务器的媒体文件存放在/HOME/JOCERLY/MUSICS。（4）运行并访问服务器运行GNUMP3D流体服务器SUDOGNUMP3DDOSOMETHING为触发按钮后要做的事。播放/暂停按钮要随着播放状态一起改变，定义一个FLAG标志STATE_PLAY表示播放，STATE_PAUSE表示暂停。上一曲/下一曲按钮当被触发是也要改变其图标，用XML文件进行设计。以上一曲为例/LAST2表示按下按钮后的图标。52菜单功能521菜单界面菜单栏包括如图53所示显示曲目、连接服务器、退出。图53菜单栏522菜单功能实现（1）获取服务器歌曲列表的输入框。在MENU菜单3个选项之一为“连接服务器”，单击并弹出ALERTDIALOGBUILDER类设置的“服务器地址”输入框。“确定”后等待5秒钟左右，TOAST显示“连接服务器成功”，否则“连接服务器失败”；（2）从服务器中获取的是一串音乐名称组合在一起的一串字符串，需要解析成为字符串数组，以便传给MUSICLISTJAVA使用。解析过程自定义协议“”之间的是音乐名称，以“OVER”结束；/统计“的个数FORINTI0I然后加入RECEIVER注册声明542解除键盘锁ANDROID系统每次启动后屏幕上都有屏幕锁默认情况，设置开机自动启动的程序，要手动先解开屏幕锁才能自动启动。设想一下用代码控制自动解除屏幕锁，运行需要自动运行的程序，那样的效果就是一开机后就会自动的跳到改程序的界面上。控制屏幕锁源码在FRAMEWORK层FRAMEWORKSPOLICIESBASEPHONECOMANDROIDINTERNALPOLICYIMPL下的KEYGUARDMEDIATORJAVA和POWERMANAGERSERVICEJAVA中，可以直接改变其中的值，去掉屏幕锁；还有就是可以直接在需要自动启动的程序里面通过代码控制关掉屏幕锁，从而实现相同的效果。在需要自动启动的程序的ACTIVITY中加入几行代码就可以了KEYGUARDMANAGERKMKEYGUARDMANAGERGETSYSTEMSERVICECONTEXTKEYGUARD_SERVICE/得到键盘锁管理器对象KEYGUARDLOCKKLKMNEWKEYGUARDLOCK“UNLOCK“/参数是LOGCAT里用的TAGKLDISABLEKEYGUARD/解锁POWERMANAGERPMPOWERMANAGERGETSYSTEMSERVICECONTEXTPOWER_SERVICE/获取电源管理器对象POWERMANAGERWAKELOCKWLPMNEWWAKELOCKPOWERMANAGERACQUIRE_CAUSES_WAKEUP|POWERMANAGERSCREEN_DIM_WAKE_LOCK,“BRIGHT“/获取POWERMANAGERWAKELOCK对象,后面的参数|表示同时传入两个值,最后的是LOGCAT里用的TAGWLACQUIRE/点亮屏幕WLRELEASE/释放在ANDROIDMANIFESTXML添加权限这是在应用程序用代码控制实现的，当然启动比较慢，要先启动屏幕锁，自动关掉，在自动自动需要的程序。效果没有直接改变FRAMEWORK层下的代码那样明显啦。543获取服务器资源通过WIFI连接服务器，获取MP3服务器上的曲目列表，点击曲目，播放音乐。（1）搭建好MP3服务器，将曲目保存到服务器下的LISTTXT文件中；（2）在AUDIOPLAYERJAVA中获取从READDATAJAVA中GETHTML方法获取的服务器曲目列表，保存在MUSIC字符串数组中，并用BUNDLE绑定数据通过INTENT传递给MUSICLISTJAVA中。READDATAJAVA通过URL和HTTPURLCONNECTION解析服务器地址，以读取字符流的方式循环读取服务器文本中的内容。不过中文获取过来的是乱码，只能获取英文。55小结本章主要实现了ANDROID播放器的功能，主要包括播放主界面、音量和进度条、上一曲、播放/暂停、下一曲、菜单、播放列表、开机自动启动、解除键盘锁、获取服务器资源等。6系统测试测试就是利用测试工具按照测试方案和流程对产品进行功能和性能测试，甚至根据需要编写不同的测试工具，设计和维护测试系统，对测试方案可能出现的问题进行分析和评估。执行测试用例后，需要跟踪故障，以确保开发的产品适合需求。61功能测试根据需求进行软件的功能测试。（1）服务器端测试网页访问，方法输入服务器地址，如HTTP/172160118888/。效果如图61所示。千千静听访问，方法在千千静听下CTRLU打开一个输入框输入HTTP/172160118888/AAMP3。效果如图62所示。WINDOWSMEDIAPLAYER访问，方法在WINDOWSMEDIAPLAYER下CTRLU打开一个输入框输入HTTP/172160118888/AAMP3。效果如图63所示。LINUX下命令行访问，方法创建一个1MP3M3U文件，其中内容为HTTP/192168101558888/AAMP3，然后在命令行中输入EXAILE1MP3M3U。效果如图64所示。注由于测试时间不同，服务器IP则不一样，因为服务器IP是由路由器自动分配的。图61网页访问服务器图62千千静听访问图63WINDOWSMEDIAPLAYER访问图64LINUX下命令行访问（2）客户端测试主界面，测试项目上一曲、下一曲、播放/暂停、音量加、音量减、显示歌名。效果如图65所示。菜单功能，测试项目显示曲目、链接服务器、退出。效果如图66所示。播放列表，测试项目显示服务器全部歌曲、点击、长按。效果如图67所示。图65主界面图66菜单功能图67播放列表62小结本章主要对该项目的测试，包括服务端