Menjelajahi mesin VoIP Mediastreamer2. Bagian 5

Materi artikel diambil dari saya saluran Zen.

Detektor nada

Terakhir Artikel Kami telah membuat pengukur level sinyal. Dalam hal ini kita akan belajar bagaimana mendeteksi sinyal nada.

Di masa lalu, ketika tidak setiap keluarga memiliki TV, dan setengah dari mereka berpindah saluran menggunakan tang, berita menarik muncul dalam ulasan pers teknis asing bahwa salah satu produsen TV melengkapi perangkat mereka dengan remote control nirkabel. Dari detailnya diketahui bahwa kendali jarak jauh dioperasikan tanpa baterai berkat penggunaan pendekatan yang tidak biasa - kendali jarak jauh bersifat mekanis dan merupakan gabungan dari alat musik - metalofon dan pistol. Drum revolver berisi silinder logam dengan panjang yang berbeda-beda, dan ketika pin tembak mengenai salah satunya, silinder tersebut mulai berdering dengan frekuensinya sendiri. Mungkin pada USG. Perangkat elektronik di TV mendengar sinyal ini dan, setelah menentukan frekuensinya, melakukan tindakan yang sesuai - mengganti saluran, mengubah volume, mematikan TV.

Hari ini kami akan mencoba merekonstruksi sistem transmisi perintah ini, menggunakan pengetahuan kami tentang media streamer.

Untuk mensimulasikan kendali jarak jauh, kita akan menggunakan teks dari contoh penghasil nada kita. Kami akan menambahkan kontrol frekuensi generator dari penekanan tombol dan penerima dengan decoder yang akan mengeluarkan perintah yang diterima ke konsol. Setelah perubahan, generator akan menghasilkan nada 6 frekuensi, yang dengannya kita akan mengkodekan perintah untuk menambah/mengurangi volume, mengganti saluran, menghidupkan/mematikan TV. Untuk mengkonfigurasi detektor, struktur berikut digunakan:

struct _MSToneDetectorDef{  
     char tone_name[8];     
     int frequency; /**<Expected frequency of the tone*/ 
     int min_duration; /**<Min duration of the tone in milliseconds */ 
     float min_amplitude; /**<Minimum amplitude of the tone, 1.0 corresponding to the normalized 0dbm level */
};

typedef struct _MSToneDetectorDef MSToneDetectorDef;

Sebuah detektor dapat diberikan 10 struktur ini, sehingga satu detektor dapat dikonfigurasi untuk mendeteksi sepuluh sinyal dua nada. Namun kami hanya akan menggunakan enam sinyal nada tunggal. Untuk mentransfer pengaturan ke detektor, metode MS_TONE_DETECTOR_ADD_SCAN digunakan.

Agar detektor memberi tahu kita bahwa sinyal dengan komponen frekuensi yang diinginkan telah tiba pada masukannya, kita harus menyediakan fungsi panggilan balik yang akan diluncurkan dalam kasus ini. Ini dilakukan dengan menggunakan fungsi tersebut ms_filter_set_notify_callback(). Sebagai argumen, ia menerima penunjuk ke filter, penunjuk ke fungsi panggilan balik, dan penunjuk ke data yang ingin kita teruskan ke fungsi panggilan balik (data pengguna).

Saat detektor dipicu, fungsi panggilan balik akan menerima data pengguna, penunjuk ke filter detektor, pengidentifikasi peristiwa, dan struktur yang menjelaskan peristiwa tersebut:

/** * Structure carried as argument of the MS_TONE_DETECTOR_EVENT**/
struct _MSToneDetectorEvent{ 
      char tone_name[8];       /* Имя тона которое мы ему назначили при настройке детектора. */
      uint64_t tone_start_time;   /* Время в миллисекундах, когда тон был обнаружен. */
};

typedef struct _MSToneDetectorEvent MSToneDetectorEvent;

Diagram blok pemrosesan sinyal ditunjukkan pada gambar judul.

Nah, sekarang kode programnya sendiri beserta komentarnya.

/* Файл mstest4.c Имитатор пульта управления и приемника. */
#include <mediastreamer2/msfilter.h>
#include <mediastreamer2/msticker.h>
#include <mediastreamer2/dtmfgen.h>
#include <mediastreamer2/mssndcard.h>
#include <mediastreamer2/msvolume.h>
#include <mediastreamer2/mstonedetector.h>

/* Подключаем заголовочный файл с функциями управления событиями
 * медиастримера. */
#include <mediastreamer2/mseventqueue.h>

/* Функция обратного вызова, она будет вызвана фильтром, как только он
 * обнаружит совпадение характеристик входного сигнала с заданными. */
static void tone_detected_cb(void *data, MSFilter *f, unsigned int event_id,
        MSToneDetectorEvent *ev)
{
    printf("                      Принята команда: %sn", ev->tone_name);
}

int main()
{
    ms_init();

    /* Создаем экземпляры фильтров. */
    MSFilter  *voidsource = ms_filter_new(MS_VOID_SOURCE_ID);
    MSFilter  *dtmfgen = ms_filter_new(MS_DTMF_GEN_ID);
    MSFilter  *volume = ms_filter_new(MS_VOLUME_ID);
    MSSndCard *card_playback =
        ms_snd_card_manager_get_default_card(ms_snd_card_manager_get());
    MSFilter  *snd_card_write = ms_snd_card_create_writer(card_playback);
    MSFilter  *detector = ms_filter_new(MS_TONE_DETECTOR_ID);

    /* Очищаем массив находящийся внутри детектора тонов, он описывает
     * особые приметы разыскиваемых сигналов.*/
    ms_filter_call_method(detector, MS_TONE_DETECTOR_CLEAR_SCANS, 0);

    /* Создаем источник тактов - тикер. */
    MSTicker *ticker=ms_ticker_new();

    /* Соединяем фильтры в цепочку. */
    ms_filter_link(voidsource, 0, dtmfgen, 0);
    ms_filter_link(dtmfgen, 0, volume, 0);
    ms_filter_link(volume, 0, detector, 0);
    ms_filter_link(detector, 0, snd_card_write, 0);

    /* Подключаем к фильтру функцию обратного вызова. */
    ms_filter_set_notify_callback(detector,
            (MSFilterNotifyFunc)tone_detected_cb, NULL);

    /* Подключаем источник тактов. */
    ms_ticker_attach(ticker,voidsource);

    /* Создаем массив, каждый элемент которого описывает характеристику
     * одного из тонов, который требуется обнаруживать: Текстовое имя
     * данного элемента, частота в герцах, длительность в миллисекундах,
     * минимальный уровень относительно 0,775В. */  
    MSToneDetectorDef  scan[6]=
    {
        {"V+",  440, 100, 0.1}, /* Команда "Увеличить громкость". */
        {"V-",  540, 100, 0.1}, /* Команда "Уменьшить громкость". */
        {"C+",  640, 100, 0.1}, /* Команда "Увеличить номер канала". */
        {"C-",  740, 100, 0.1}, /* Команда "Уменьшить номер канала". */
        {"ON",  840, 100, 0.1}, /* Команда "Включить телевизор". */
        {"OFF", 940, 100, 0.1}  /* Команда "Выключить телевизор". */
    };

    /* Передаем в детектор тонов приметы сигналов. */
    int i;
    for (i = 0; i < 6; i++)
    {
        ms_filter_call_method(detector, MS_TONE_DETECTOR_ADD_SCAN,
                &scan[i]);
    }

    /* Настраиваем структуру, управляющую выходным сигналом генератора.*/
    MSDtmfGenCustomTone dtmf_cfg;
    dtmf_cfg.tone_name[0] = 0;
    dtmf_cfg.duration = 1000;
    dtmf_cfg.frequencies[0] = 440;
    /* Будем генерировать один тон, частоту второго тона установим в 0.*/
    dtmf_cfg.frequencies[1] = 0;
    dtmf_cfg.amplitude = 1.0;
    dtmf_cfg.interval = 0.;
    dtmf_cfg.repeat_count = 0.;

    /* Организуем цикл сканирования нажатых клавиш. Ввод нуля завершает
     * цикл и работу программы. */
    char key='9';
    printf("Нажмите клавишу команды, затем ввод.n"
        "Для завершения программы введите 0.n");
    while(key != '0')
    {
        key = getchar();
        if ((key >= 49) && (key <= 54))
        {
                printf("Отправлена команда: %cn", key);
            /* Устанавливаем частоту генератора в соответствии с
             * кодом нажатой клавиши.*/
            dtmf_cfg.frequencies[0] = 440 + 100*(key-49);

            /* Включаем звуковой генератор c обновленной частотой. */
            ms_filter_call_method(dtmfgen, MS_DTMF_GEN_PLAY_CUSTOM,
                    (void*)&dtmf_cfg);
        }
        ms_usleep(20000);
    }
}

Kami mengkompilasi dan menjalankan program. Jika semuanya berfungsi dengan benar, maka setelah peluncuran kita akan mendapatkan perilaku program seperti ini:

$ ./mstest4
ALSA lib conf.c:4738:(snd_config_expand) Unknown parameters 0
ALSA lib control.c:954:(snd_ctl_open_noupdate) Invalid CTL default:0
ortp-warning-Could not attach mixer to card: Invalid argument
ALSA lib conf.c:4738:(snd_config_expand) Unknown parameters 0
ALSA lib pcm.c:2266:(snd_pcm_open_noupdate) Unknown PCM default:0
ALSA lib conf.c:4738:(snd_config_expand) Unknown parameters 0
ALSA lib pcm.c:2266:(snd_pcm_open_noupdate) Unknown PCM default:0
ortp-warning-Strange, sound card Intel 82801AA-ICH does not seems to be capable of anything, retrying with plughw...
Нажмите клавишу команды, затем ввод.
Для завершения программы введите 0.
ortp-warning-alsa_set_params: periodsize:256 Using 256
ortp-warning-alsa_set_params: period:8 Using 8

Tekan tombol apa saja dari “1” hingga “6”, konfirmasikan dengan tombol “Enter”, Anda akan mendapatkan daftar seperti ini:

2
Отправлена команда: 2
                      Принята команда: V-
1
Отправлена команда: 1
                      Принята команда: V+
3
Отправлена команда: 3
                      Принята команда: C+
4
Отправлена команда: 4
                      Принята команда: C-
0
$

Kami melihat nada perintah berhasil dikirim dan detektor mendeteksinya.

Pada artikel selanjutnya kita akan beralih ke transmisi sinyal audio melalui jaringan Ethernet menggunakan protokol RTP dan segera menerapkannya di remote control kita.

Sumber: www.habr.com