De Mediastreamer2 VoIP-engine verkennen. Deel 5

Het materiaal van het artikel is afkomstig uit mijn zen-kanaal.

Toonsignaaldetector

In het verleden статье We hebben een signaalniveaumeter gemaakt. In deze les leren we hoe we een toonsignaal kunnen detecteren.

Vroeger, toen nog niet elk gezin een televisie had en de helft van de gezinnen met een tang van zender wisselde, verschenen er interessante berichten in recensies van buitenlandse vakbladen over een van de fabrikanten van televisies die zijn apparaten had uitgerust met een draadloze afstandsbediening. Uit de details bleek dat de afstandsbediening zonder batterijen werkte. Dat kwam door een ongebruikelijke aanpak: de afstandsbediening was mechanisch en leek een kruising tussen een muziekinstrument, een metallofoon, en een revolver. In de trommel van de revolver zaten metalen cilinders van verschillende lengtes. Wanneer de slagpin er een raakte, begon de cilinder op zijn eigen frequentie te rinkelen. Waarschijnlijk op echo. De elektronica in de televisie heeft dit signaal opgevangen en, nadat de frequentie ervan was vastgesteld, de juiste actie ondernomen: van kanaal wisselen, volume aanpassen en de televisie uitzetten.

Vandaag gaan we proberen dit commando-overdrachtsysteem te reconstrueren met behulp van onze kennis van de mediastreamer.

Om de afstandsbediening te simuleren, gebruiken we de tekst uit ons voorbeeld van de toongenerator. We voegen hier de besturing van de generatorfrequentie via toetsaanslagen aan toe en een ontvanger met een decoder die de ontvangen opdrachten naar de console stuurt. Na de aanpassing zou de generator toonsignalen met 6 frequenties moeten produceren. Deze gebruiken we om opdrachten te coderen voor het verhogen/verlagen van het volume, het veranderen van het kanaal en het aan/uitzetten van de televisie. Om de detector te configureren, wordt de volgende structuur gebruikt:

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;

De detector kan tien van dergelijke structuren voeden. Eén detector kan dus worden geconfigureerd om tien tweekleurige signalen te detecteren. Maar we gebruiken alleen zes enkeltoonsignalen. Om instellingen naar de detector over te brengen, wordt de MS_TONE_DETECTOR_ADD_SCAN-methode gebruikt.

Om de detector te laten weten dat een signaal met de gewenste frequentiecomponenten bij de ingang is aangekomen, moeten we hem voorzien van een callback-functie die hij in zo'n geval start. Dit gebeurt met behulp van de functie ms_filter_set_notify_callback(). Als argumenten ontvangt het een pointer naar het filter, een pointer naar de callback-functie en een pointer naar de gegevens die we willen doorgeven aan de callback-functie (gebruikersgegevens).

Wanneer de detector wordt geactiveerd, ontvangt de callback-functie gebruikersgegevens, een aanwijzer naar het 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 structuurdiagram van de signaalverwerking wordt weergegeven in de titelafbeelding.

Nou, nu de programmacode zelf met commentaar.

/* 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);
    }
}

Wij compileren en voeren het programma uit. Als alles goed werkt, zouden we na de lancering ongeveer het volgende programmagedrag moeten zien:

$ ./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

Druk op een van de toetsen van "1" tot "6" en bevestig met de "Enter"-toets. U zou dan zoiets als dit moeten krijgen:

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
$

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

In het volgende artikel gaan we in op het verzenden van audio via Ethernet met behulp van het RTP-protocol en hoe we dit direct toepassen op onze afstandsbediening.

Bron: www.habr.com