无线便携互联网络收音机的设计与实现

论文摘要

随着国内宽带的不断普及和流媒体技术的发展,网络广播电台呈现迅猛发展之势。作为家庭数字娱乐的一部分,网络电台以一种崭新的方式,向人们传播新闻,播放音乐,给人们的生活带来了无穷的便利。与传统的无线电广播电台相比,网络电台具有音质清晰、节目丰富、涵盖面广、用户可随时收听的优点,但目前还仅限于在台式机上播放,缺乏便携性。为此,本文提出了一种基于无线局域网的嵌入式互联网络收音机解决方案,并进行了设计和实现。该解决方案基于嵌入式处理器硬件平台,采用嵌入式Linux操作系统,并且使用流媒体技术,通过802.11b/g无线网卡接入家庭无线网络实现Internet访问。本文首先对硬件部分进行了分析和设计。硬件设计以嵌入式处理器ARM9为核心,无线网络接入选用TL-WN322G+USB接口无线网卡,支持802.11b/g,文中对相应的芯片进行了分析。然后根据硬件选型特点对软件部分进行了设计,包含嵌入式系统构建和应用程序软件设计两部分。系统构建部分裁剪并移植了针对ARM平台的嵌入式Linux操作系统,完成了内核编译、根文件系统构建、声卡驱动、无线网卡驱动等工作。应用程序软件设计部分,采用模块化设计思想,将系统分为主控管理模块、流媒体数据传输模块、MP3音频解码模块三个模块。本文分析了每个模块的设计方法和原理,对模块接口的实现进行了设计说明。最后,对软件优化进行了讨论,完成了软件功能和性能的测试。设计表明,该方案实现了家庭无线局域网络环境下的网络电台收听播放功能,具有小型化、数字化、网络化的优点,达到预期设计要求。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的研究内容和意义
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 目的意义
• 2 嵌入式无线便携互联网络收音机相关技术
• 2.1 网络数字广播
• 2.1.1 网络数字广播的特点和传输方式
• 2.1.2 网络数字广播主要流媒体格式和音频格式
• 2.2 RTP 实时传输协议
• 2.2.1 RTP 特点
• 2.2.2 电台音频RTP 打包格式
• 2.3 RTCP 实时传输控制协议
• 2.3.1 RTCP 功能
• 2.3.2 RTCP 数据报类型
• 2.4 RTSP 实时流协议
• 2.4.1 RTSP 状态及数据类型
• 2.4.2 收音机的RTSP 操作
• 2.5 MP3 音频
• 2.5.1 MP3 帧格式
• 2.5.2 MP3 解码流程
• 2.5.3 开源MP3 解码库
• 2.6 无线以太网技术
• 2.6.1 无线以太网802.11g 简介
• 2.6.2 802.11g无线以太网标准的功能
• 3 嵌入式无线便携互联网络收音机总体硬件方案
• 3.1 系统总体设计方案
• 3.2 主要芯片结构及功能介绍
• 3.2.1 处理器平台选型依据
• 3.2.2 S3C2410 开发板介绍
• 3.2.3 TL-WN322G+ USB 无线网卡介绍
• 4 嵌入式无线便携互联网络收音机软件设计
• 4.1 嵌入式Linux 系统构建
• 4.1.1 交叉开发环境的建立
• 4.1.2 内核编译
• 4.1.3 根文件系统移植
• 4.1.4 TP-LINK USB 无线网卡驱动
• 4.1.5 移植过程中注意事项
• 4.2 嵌入式无线便携互联网络收音机应用程序结构
• 4.3 系统主控管理模块
• 4.3.1 系统主控管理模块功能设计
• 4.3.2 系统主控管理模块软件结构
• 4.3.3 双缓冲区设计
• 4.4 流媒体数据传输模块
• 4.4.1 LIVE 库介绍
• 4.4.2 数据传输模块会话建立过程
• 4.5 MP3 解码模块
• 4.5.1 接口描述
• 4.5.2 数据结构定义
• 4.5.3 主要功能函数说明
• 5 系统优化及测试
• 5.1 系统优化
• 5.1.1 高级语言优化
• 5.1.2 ARM 平台优化
• 5.2 软件测试
• 5.2.1 NFS（网络文件系统）配置和应用
• 5.2.2 测试
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录