Verken VoIP-engine Mediastreamer2. Deel 5

Het materiaal van dit artikel is afkomstig van mijn zen-kanaal.

Tonale signaal detector

In het verleden artikel We hebben een signaalniveau meter gemaakt. In deze les leren we hoe we een tonale signaal kunnen detecteren.

In de oude tijden, toen niet elk gezin een televisie had en de helft van hen de kanalen met een tang wisselde, verscheen er een intrigerend nieuwsbericht in de buitenlandse technische pers: een van de televisiefabrikanten had zijn apparaten voorzien van een draadloze afstandsbediening. Uit de details bleek dat de afstandsbediening zonder batterijen werkte vanwege een ongebruikelijke aanpak — het was een mechanische afstandsbediening en een hybride van een muziekinstrument — een xylofoon en een revolver. In de trommel van de revolver zaten metalen cilinders van verschillende lengtes, en wanneer de hamer op een van hen sloeg, begon de cilinder te klingelen op zijn eigen frequentie. Vermoedelijk op ultrasoon niveau. De elektronica in de televisie hoorde dit signaal en, door de frequentie te bepalen, voerde het de bijbehorende actie uit — het kanaal wisselen, het volume aanpassen, de televisie uitschakelen.

Vandaag gaan we proberen deze systeem reconstructie voor het verzenden van commando's te maken, gebruikmakend van onze kennis van de media streamer.

Voor het imiteren van de afstandsbediening gebruiken we de tekst van ons voorbeeld van de tonale generator. We zullen frequentie controle van de generator toevoegen vanaf toetsenbordinvoeren en een ontvanger met een decoder, die de ontvangen commando's naar de console uit zal voeren. Na de aanpassing zou de generator tonale signalen van 6 frequenties moeten geven, waarmee we de commando's voor het verhogen/verlagen van het volume, het wisselen van het kanaal, het in-/uitschakelen van de televisie coderen. Voor het instellen van de detector gebruiken we de structuur:

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;

Aan de detector kunnen 10 van dergelijke structuren worden doorgegeven, zodat één detector kan worden ingesteld om tien bivariate signalen te detecteren. Maar we zullen slechts zes monotone signalen gebruiken. Voor het doorgeven van instellingen aan de detector, wordt de methode MS_TONE_DETECTOR_ADD_SCAN gebruikt.

Om de detector te laten weten dat er een signaal met de gewenste frequentiecomponenten binnenkomt, moeten we een callbackfunctie aanleveren die in dit geval zal worden aangeroepen. Dit gebeurt met de functie ms_filter_set_notify_callback(). Als argumenten ontvangt het een pointer naar de filter, een pointer naar de callbackfunctie en een pointer naar de gegevens die we aan de callbackfunctie willen doorgeven (gebruikersgegevens).

Wanneer de detector wordt geactiveerd, ontvangt de callbackfunctie de gebruikersgegevens, een pointer naar de detectorfilter, een gebeurtenis-ID en een structuur die de gebeurtenis beschrijft:

/** * 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;

Het structurele schema voor het verwerken van het signaal is weergegeven op de titelafbeelding.

En nu de code van het programma met opmerkingen.

/* 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);
    }
}

We compileren en starten het programma. Als alles goed werkt, zouden we na het starten ongeveer dit gedrag van het programma moeten krijgen:

$ ./mstest4
ALSA lib conf.c:4738:(snd_config_expand) Onbekende parameters 0
ALSA lib control.c:954:(snd_ctl_open_noupdate) Ongeldige CTL default:0
ortp-warning-Kan mixer niet aan kaart bevestigen: Ongeldig argument
ALSA lib conf.c:4738:(snd_config_expand) Onbekende parameters 0
ALSA lib pcm.c:2266:(snd_pcm_open_noupdate) Onbekende PCM default:0
ALSA lib conf.c:4738:(snd_config_expand) Onbekende parameters 0
ALSA lib pcm.c:2266:(snd_pcm_open_noupdate) Onbekende PCM default:0
ortp-warning-Vreemd, geluidskaart Intel 82801AA-ICH lijkt niets te kunnen, opnieuw proberen met plughw...
Druk op de commandoknop en vervolgens op invoeren.
Voer 0 in om het programma te beëindigen.
ortp-warning-alsa_set_params: periodsize:256 Gebruikt 256
ortp-warning-alsa_set_params: period:8 Gebruikt 8

Druk op willekeurige toetsen van "1" tot "6", bevestig met de toets "Enter", je zou ongeveer deze listing moeten krijgen:

2
Verzonden commando: 2
                      Ontvangen commando: V-
1
Verzonden commando: 1
                      Ontvangen commando: V+
3
Verzonden commando: 3
                      Ontvangen commando: C+
4
Verzonden commando: 4
                      Ontvangen commando: C-
0
$

We zien dat de commando tonen succesvol worden verzonden en de detector ze detecteert.

In het volgende artikel zullen we ons richten op het verzenden van een audiosignaal via het Ethernet-netwerk met behulp van het RTP-protocol en dit direct toepassen in onze afstandsbediening.

Bron: habr.com