基于Windows CE的嵌入式网络收音机

1、基于windows ce的嵌入式网络收音机目前，国内收音机设备还停歇在模拟收音技术阶段，而国外网络收音机均采纳专用集成芯片接收计划，成本昂扬且均以odm（原始设计创造商）方式投入市场，技术封闭且界面单调，这无疑给信息家电和数字化家庭信息化系统的推广增强了阻力。本设计将技术应用于实体网络收音机系统设计中，以samsung公司920t内核的s3c2440a为核心处理器，以windows ce操作系统为软件平台，通过加载须要的驱动程序和应用程序构建一个完整的实体网络收音机系统，通过网络衔接拜访国内外网络电台并猎取音频信息，下载播放并实现网络收音功能。系统可以通过有线衔接或者无线衔接(wifi)接入网

2、络，分析网络电台传输协议：对于采纳挨次流式传输mms协议的网络电台，利用windows ce系统自带的windows media player控件举行下载和播放；而对于采纳实时流式传输rtsp协议的网络电台，利用相应的运行库实现网络收音功能，并通过软件音频解码后发送到音频设备，实现解码播放。1 系统硬件设计系统结构框图1所示。系统包括核心处理器s3c2440a、支持802.11b/g的无线网卡、迅速以太网控制处理器dm9000网卡、i2s接腔调频编解码芯片uda1341声卡、存储器、usb外设和模块等。图1 系统结构框图s3c2440a最高频率可达400 mhz，其包含有丰盛的外围设备资源，支

3、持sdram的外部存储控制器、ac?97编接口和tft/stn液晶触摸屏接口。这些特性为系统的硬件设计提供了无数方便，能够在体积更小的单系统封装内提供更强大的运算与存储能力，同时削减产品用法的组件数量，让创造商开发出新型与独特功能设计的产品。2 软件系统设计操作系统采纳windows ce5.0。它提供了一个开放的标准基础平台，具有多线程、多任务、彻低抢占式的特点。其模块化设计使嵌入式系统和应用开发者能够便利地定制以适应不同的产品。windows ce包含4个主要模块：设备管理模块、对象存储模块、gwes模块和通信模块。除此之外，它还包括一些可选的操作系统模块，主要有以下几种：安装型设备驱动程

4、序、多媒体(声音)支持模块、com支持模块和windows ce外壳模块。windows ce模块化设计使嵌入式系统和应用程序开发者能够便利地定制以适应一系列产品的不同要求。platform. builder是微软公司为开发基于windows ce操作系统的可定制平台而设计的集成开发平台。它包括集成开发环境、平台生成器、sdk导出器、调试器、远程有用工具和器等，可以协助用户便利地设计和调试基于windows ce的平台。2.1 操作系统的定制图2 windows ce操作系统定制流程2所示，操作系统的定制主要包括bootloader(系统引导程序)的开发、oal(设备商适配层)的开发、本地驱动

5、程序的开发以及平台文件配置等。windows ce操作系统已为其中大部分硬件外设提供了可供参考的bootloader程序、oal程序和驱动源代码，为系统设计开发提供了样本程序，可有效提高开发的工作效率，削减重复性工作。针对本系统中采纳的核心处理器s3c2440a，bsp(板级支持包)可由samsung公司提供的smdk2440bsp包克隆生成，因此源代码配置文件只需要对系统新添加的模块举行设置，完整编译即可完成。本系统除了要加入一些系统级模块(例如文件系统支持、触摸屏支持等)之外，还要加入windows media player模块和via公司提供的无线网卡驱动模块。修改注册表中对应模块的设置

6、，即在platform.reg中添加对via公司无线网卡的支持：hkey_local_machinecommvnuwlc5"displayname"="vnt vt6656 wireless lan""group"="ndis""imagepath"="vnuwlc5.dll"添加对以太网控制器dm9000的支持：hkey_local_machinecommdm9ce"displayname"="dm9000 isa fast ethernet

7、adapter""group"="ndis""imagepath"="dm9isa.dll"2.2 sdk的生成sdk(软件开发工具包)是软件开发商提供应二次开发人员的针对性开发工具。sdk提供核心衔接支持，用来支持桌面操作系统与嵌入式系统之间的通信，开发人员通过它来用法开发工具与嵌入式操作系统举行应用程序的运行测试。在platform. builder集成开发环境里，针对定制的镜像文件(nk.bin)输出sdk。2.3 应用程序开发windows ce应用程序用法embedded visual c+集成

8、开发环境，并且需要详细平台的sdk支持。本系统利用platform. builder定制生成的sdk挺直举行开发，有效地提高了开发效率。目前，主要流媒体协议分为支持实时流式传输的rtsp协议和支持挨次流式传输的mms协议。如（中心人民广播电台2台）的地址格式，这类网络数字广播采纳rtsp协议来举行数据传输；如mms:/windows_media_server/sample.asf的地址格式，这类网络数字广播采纳mms协议来举行数据传输。图3 系统设计框图为了尽可能接收到全部网络电台，系统设计兼容两种传输协议。针对系统的特别性，适用于该计划的系统设计框图3所示。系统通过解析用户输入的网络电台网址

9、，辨别出所拜访电台支持的流媒体传输协议，针对两类不同协议作出实时响应，接收数据并播放。2.3.1 实时流式传输rtsp协议实时流协议rtsp，用于建立和控制时光同步的延续媒体流，以及控制具有实时特征的数据发送。rtsp提供控制机制，能够处理更高层的问题（例如会话建立和注册），在体系结构上工作在rtp、tcp、udp等协议的上层。正由于如此，rtsp可以很好地利用人们对现有工业标准的充实和提高，而不需要额外的优化工作。本系统采纳开源软件live库来实现rtp/rtcp协议，包括rtp/rtcp会话的建立、数据的接收。其主要任务是解析rtsp协议，通过describe、setup、play哀求来获

10、得音频数据格式，并将rtp包解包获得mp3帧数据，写入数据接收缓冲区。live库仅包含4个基本的类：basicusageenvironment、usageenvironment、groupsock以及livemedia。basicusageenvironment和usageenvironment负责任务的调度和环境的配置；groupsock负责socks套接字的创建以及相应信息（咨询信息和数据信息）的发送接收；livemedia是囫囵工程的核心，负责rtsp、session(subsession)和rtcpinstance的运转。在数据传输过程中，live库按照rtsp协议来建立会话描述。rt

11、sp会话的建立分为以下几个步骤： 建立用法环境对象，创建客户端。 由rtspclient对象向服务器发送option消息并接收回应。 发送describe哀求，并解析回应。 按照sdpdescription在mediasession中创建mediasession对象。 配置全部子会话对象。 由rtspclient对象向服务器发送setup消息并接收回应。 由rtspclient对象向服务器发送play消息并接收回应。接收到的经过压缩编码的mp3音频数据惟独经过解码后发送给音频设备，才干实现解码播放。为了缩短开发周期，本文用法libmad库来实现mp3解码。libmad库是一个开源的高精度mpe

12、g音频解码库，支持mpeglayer i、 mpeglayer ii和mpeglayer iii。libmad提供24位的pcm输出，彻低是定点计算，十分适合应用在没有浮点支持的平台上。用法libmad提供的一系列 api(应用程序编程接口)，就可以十分容易地实现 mp3 数据解码。为了使系统接收到的音频流数据能够正常解码并播放，系统采纳双线程(数据接收线程和音乐播放线程)、双缓冲(数据接收缓冲和音乐播放缓冲)操作。两个线程并发运行，且音乐播放线程运行速度较慢。假如网络速度较快，数据接收线程的接收缓冲区已满，而当前音乐播放线程正在播放音乐，那么数据接收线程必需停止接收数据。假如不让数据接收线程

13、进入等待状态，它会向来轮询音乐播放线程观看其是否需要数据。容易的轮询会铺张 cpu 资源，在这种状况下，有须要让数据接收线程进入等待状态。本系统用法信号量机制来动态控制线程的运行，有效地提高程序执行效率。2.3.2 挨次流式传输mms协议mms（microsoft media server，微软媒体服务器)协议由微软制定，用来拜访以及用于流式接收windows media服务器中的流文件，也是衔接windows media单播服务的默认办法。在windows media player中输入一个url以便衔接播放内容时要用法这个协议，当用mms协议衔接到发布点后，服务器会用法“协议翻转”来获得最

14、佳的衔接。windows ce操作系统自带windows media player组件，在操作系统定制时也特殊加入了该组件。windows media player 具有模块化体系结构，用户界面与音频和视频内容的播放功能互相自立，因此在本设计中只用法了其播放功能，并且将其外观功能躲藏，通过应用程序建立自己的应用界面。在应用程序中，只需要新建windows media player activex变量，设置其属性并调用open办法即可实现衔接和播放。2.4 界面设计人机界面设计首先要确立用户类型。嵌入式实体网络收音机定位于信息家电市场，因此界面设计要求操作容易、信息量最少以减小用户记忆负担，要有复原出错现场的能力，在系统内部处理工作要有提醒，尽量把主动权让给用户。工程利用visual studio 2005平台举行开发，挑选基于对话框结构模式设计，并且要求windows sockets支持和activex控件支持。按照系统分析，需要5个按钮控件(button control)、1个进度条控件(slider control)、1个树名目控件(tree contr