Истражување на VoIP моторот Mediastreamer2. Дел 5

Материјалот на статијата е преземен од моето зен канал.

Тонски детектор

Во последниот Член Создадовме мерач на ниво на сигнал. Во ова ќе научиме како да откриеме тонски сигнал.

Во старите времиња, кога секое семејство немаше телевизор, а половина од нив ги менуваа каналите користејќи клешти, во прегледите на странските технички печати се појавија интригантни вести дека еден производител на телевизор ги опремил своите уреди со безжичен далечински управувач. Од деталите се знаеше дека далечинскиот управувач работи без батерии благодарение на употребата на необичен пристап - далечинскиот управувач бил механички и бил хибрид на музички инструмент - металофон и револвер. Во барабанот на револверот имало метални цилиндри со различни должини, а кога иглата удрила во еден од нив, цилиндерот почнал да ѕвони на своја фреквенција. Веројатно на ултразвук. Електрониката во телевизорот го слушна овој сигнал и, откако ја одреди нејзината фреквенција, го изврши соодветното дејство - вклучете го каналот, сменете ја јачината на звукот, исклучете го телевизорот.

Денес ќе се обидеме да го реконструираме овој систем за пренос на команди, користејќи го нашето знаење за медиумскиот стример.

За да симулираме далечински управувач, ќе го користиме текстот на нашиот пример за генератор на тонови. На него ќе додадеме контрола на фреквенцијата на генераторот од притискање на копчињата и приемник со декодер кој ќе ги емитува примените команди на конзолата. По промената, генераторот треба да произведе тонови од 6 фреквенции, со кои ќе кодираме команди за зголемување/намалување на јачината на звукот, промена на каналот, вклучување/исклучување на телевизорот. За да го конфигурирате детекторот, се користи следнава структура:

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;

На детекторот може да му се дадат 10 од овие структури, така што еден детектор може да се конфигурира да детектира десет двотонски сигнали. Но, ќе користиме само шест еднотонски сигнали. За пренос на поставките на детекторот, се користи методот MS_TONE_DETECTOR_ADD_SCAN.

За да може детекторот да не извести дека на неговиот влез пристигнал сигнал со саканите компоненти на фреквенцијата, мора да му обезбедиме функција за повратен повик што ќе ја активира во овој случај. Ова е направено со помош на функцијата ms_filter_set_notify_callback(). Како аргументи, тој добива покажувач кон филтерот, покажувач до функцијата за повратен повик и покажувач до податоците што би сакале да ги пренесеме на функцијата за повратен повик (кориснички податоци).

Кога ќе се активира детекторот, функцијата за повратен повик ќе добие кориснички податоци, покажувач кон филтерот на детекторот, идентификатор за настан и структура што го опишува настанот:

/** * 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;

Блок-дијаграмот за обработка на сигналот е прикажан на насловната слика.

Па, сега самиот програмски код со коментари.

/* 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);
    }
}

Ја компајлираме и ја извршуваме програмата. Ако сè работи правилно, тогаш по стартувањето треба да добиеме нешто како ова однесување на програмата:

$ ./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

Притиснете кои било копчиња од „1“ до „6“, потврдувајќи со копчето „Enter“, треба да добиете нешто како оваа листа:

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
$

Гледаме дека командните тонови се успешно испратени и детекторот ги детектира.

Во следната статија ќе се свртиме кон пренос на аудио сигнал преку етернет мрежа со помош на протоколот RTP и веднаш ќе го примениме на нашиот далечински управувач.

Извор: www.habr.com