基于RVB2601的网络收音机设计

墨文@

基于RVB2601的网络收音机设计 [复制链接]

 

基于RVB2601的网络收音机设计

一般意义上的收音机主要通过天线接收电磁波，然后对电磁波进行进一步的放大滤波混频中频解调得到声音信号。整个收音机的数据来源主要是空气中的电磁波，接收到电磁波信号的强弱直接决定了音质的好坏。

而网络收音机主要通过网络从特定的服务器中获取数据，然后对获取到的数据进行音频解码，播放。相比于普通收音机，具有音质好，易操作的特点。

图1 网络收音机一般原理

本设计主要基于平头哥的RVB2601开发板。利用开发板上现成的W800网络芯片，ES8156数模转换器设计并完成了一套具有网络收音机功能的作品。

图2 网络收音机基本框架

网络收音机最重要的地方是数据的来源，作为网络收音机最主流的数据来源是蜻蜓FM，但是在实际操作过程中发现蜻蜓FM的接口比较麻烦，最后选择网易云音乐的接口作为网络收音机的数据来源。

网易云音乐的接口地址为

https://neteasecloudmusicapi.vercel.app/#/?id=neteasecloudmusicapi

通过网易云官方所提供的API接口可以实现完整的网易云音乐功能，包括登录，歌曲查找，下载，VIP用户功能等。但是由于RVB2601的资源比较紧张，在实现对网易云数据库连接的同时还要进行mp3的解码，oled显示，按键操作等诸多功能，因此在本文的设计中主要完成根据音乐名称、歌手查找需要的音乐的功能。网易云音乐查找功能主要通过API接口里面搜索标签的get请求实现。

图3 网易云音乐查找接口

通过接口的描述可以知道，如果我们要搜索刘德华的音乐，同时每次只返回3条结果(网易云接口默认每次返回的数据是30条，这样的数据量大概在400k，单片机的内存承受不了)，另外RVB2601内部没有中文字库，因此所有的字符都需要使用英文或者拼音表示，而刘德华的拼音为”liudehua”，最终生成得到的get请求对应的url为

http://cloud-music.pl-fe.cn/search?limit=3&keywords=liudehua&offset=10

使用单片机通过对上面的url完成get请求后会得到一个json数据，下面是浏览器的测试结果。

图4 通过接口返回音乐id和详情的json

在返回的json数据里面，json的头是result，每一首音乐后面都会有一个id，然后通过这个id就可以在网易云音乐的曲库中查找到一个音乐的mp3链接，而通过id查找音乐的url为

http://music.163.com/api/song/enhance/player/url?id=554191989&ids=%5B554191989%5D&br=3200000

其中ids后面的%5B与%5D是固定的，br也是固定的。这样在获取每一首音乐的时候就转化为通过search接口查找曲目的id，再通过上面的url结合id通过GET请求得到一个包含真实音乐链接的json，json内容如下

图5 通过get请求包含真实音乐信息的json

然后这个json里面的url就是真实的音乐，再把这个url通过mp3播放即可，由于单片机的资源比较紧张，基本遵循能省则省的原则，通过跟踪例程的时候发现已经有一部分get请求的功能，最终经过综合考虑准备复用这部分的功能。

图6 原始的get请求功能

通过对这个部分进行分析可以发现，原始的请求通过层层调用，最终在_read_rsp_hdr(,,)中完成数据的接收，由于_read_resp_hdr中只接受了响应头，因此没有办法接收到完整的json段，需要对其进行修改和改进。

首先由于响应的json数据比较大，返回3个搜索结果都需要将近3k的空间，本身给函数的堆空间又比较小，因此需要在.c中定义一个全局数组char dbuf[3*1024]用于缓存json数据。

图7 定义的dbuf缓存结构体

对于dbuf缓存结构体，首先对其空间进行清零操作，然后再使用strcat拼接url链接，再调用wjson_get(wsession_t *, const char *, int , char *)函数，wsession_t *类型的指针通过调用wsession_create()为其分配内存，不过这里有一个疑问，CH2601应该没有内存管理单元，如果这样重复分配几次内存估计后面出现许多问题。

在wjson_get(,,,)中再调用rc = resp_json_menu(session, 3000,dbuf);获取json，整个原理和前面的过程大同小异，resp_json_menu(,,,)再调用 rc = _read_resp_player_menu(session, dbuf, timeout_ms);然后在_read_resp_player_menu(,,)里面完成对json的接收。

与原始接收响应头有所区别的地方是，这里判断响应中有“{”就表示json数据开始了，尽管有许多问题和隐患，但是通过对多次网易云接口响应的数据来看，这样设计是可以的，同时也符合能省则省的原则。

图8 具体的调用流程

这样收到json数据之后需要从里面解析出歌曲名称和id，最简单的思路是使用cjson来完成，实际发现一旦使用cjson整个程序的内存就爆掉了，本身资源就比较紧张，决定还是自己手动拆解json，从里面拿到曲目名称和id。

通过分析可以发现，曲目的id和名称都是在[{"id"或者},{"id"后面，因此重点比对这段字符，具体的比对过程是通过一个指针ch,ch每次只移动1位，然后再一次抓取ch后面7位字符进行比对，如果发现是上面的两个固定字符串那么铁定就是歌曲的id和名称了。

图9 json解析过程

这样拿到音乐的id之后，再通过向

http://music.163.com/api/song/enhance/player/url?id=id&ids=%5Bid%5D&br=3200000

请求就可以获取到音乐的播放链接，最后就完成了对网易云音乐的数据请求，网络收音机的核心部分基本上就完成了，整个过程的函数调用可以概括为

图10 音乐播放过程的函数调用

完成数据请求之后还需要编写软件界面，系统自带有lvgl图形化界面，但是说实话，单色oled用lvgl有点杀鸡焉用牛刀的样子，另外歌曲的播放，另外还需要使用按钮来切换显示等。这里的界面显示使用纯字符界面，采样点阵的思路显示字符。另外还需要制作几个界面用来切换和选择，音量调节等。

而对于oled界面只需要3页即可，第一页是开机显示界面。

图11 开机界面

在上电之后，系统停留在开机界面状态，然后按任意键进入系统，字符SA显示当前的播放状态，播放状态一共有5种，分别为

表1 音乐的播放状态显示

状态1	SA:finding!	正在解析json
状态2	SA:downloading!	正在缓存音乐
状态3	SA:playing!	播放中
状态4	SA:play stop!	播放停止
状态5	SA:play error!	播放错误

主播发界面是网络收音机的主要界面，oled的title是当前播放曲目的名称，系统默认存档了几首音乐都会在title部分进行显示，如果按下More键，则会进入歌手选择状态。vol是播放的音量，开机默认音量为50%，可以通过单击按键1调整音量。双击按键2则进入歌手选择界面。

在歌手选择页面中按键2双击确认选择，系统则开始播放该歌手的曲目，按键1双击调整歌手播放清单。默认清单为第一页，调整清单范围为1~9页，可以自己修改。整个操作界面的流程如下

图12 播放界面操作流程

RVB2601按键功能主要通过向系统进行注册按键事件，当有按键调用的时候系统会回调button_event(int evt_id, void *priv)函数来完成对按键的处理。在注册按键的时候首先调用button_init();然后再调用button_add_gpio(1,PA11,LOW_LEVEL);添加PA11按键，同时配置按键的触发电平为低电平。同时再使用button_evt_t buttons[]来设置具体的按键参数，包括按键触发类型，按键的id和按键按下的时间等。

最后使用button_add_event(,,,)完成对按键事件的添加。

具体的代码如下

button_init();

button_add_gpio(0, PA11, LOW_LEVEL);//按键1

button_add_gpio(1, PA12, LOW_LEVEL);//按键2

button_evt_t buttons[] = {

{

.event_id = BUTTON_PRESS_DOWN,

.button_id = 0,

.press_time = 0,

},

};

 

button_add_event(0, buttons, sizeof(buttons)/sizeof(button_evt_t), button_event, "BUTTON1_PRESS_DOWN"); //用户事件号为0，事件为按键（0）按下

 

buttons[0].event_id = BUTTON_PRESS_DOUBLE;

buttons[0].button_id = 0;

button_add_event(1, buttons, sizeof(buttons)/sizeof(button_evt_t), button_event, "BUTTON_PRESS_DOUBLE1");//用户事件号为2，事件为按键（0）双击

 

//添加按键事件2

buttons[0].event_id = BUTTON_PRESS_DOWN;

buttons[0].press_time = 0;

buttons[0].button_id = 1,

button_add_event(2, buttons, sizeof(buttons)/sizeof(button_evt_t), button_event, "BUTTON2_PRESS_DOWN"); //用户事件号为3，事件为按键（1）按下

 

buttons[0].event_id = BUTTON_PRESS_DOUBLE;

buttons[0].button_id = 1,

button_add_event(3, buttons, sizeof(buttons)/sizeof(button_evt_t), button_event, "BUTTON_PRESS_DOUBLE2");//用户事件号为4，事件为按键（1）双击

 

为了能够更加直观的看到播放器播放音乐的状态，我们还需要添加一个RGBled灯用来做播放时候流水灯的时候，当有音乐播放的时候，RGB灯就开始闪烁，当没有音乐播放的时候，RGB灯就停止闪烁。

具体的实现方法是在player.c中添加一个led_refresh()的调用。

本文主要讲解了使用平头哥的RVB2601设计并制作一个网络收音机的过程，相比于一般的收音机，网络收音机主要从特定的网站获取数据解码并播放。对于json数据的处理，本设计并没有采用一般的cjson处理思路，而是采用更有针对性的截断法处理json数据。同时响应过来的数据有很大的一部分都没有使用，包括时长，名称，专辑等。但是经过这样处理之后，整个程序具有更小的体积，不会出现死机，堆栈溢出的情况。

演示视频：

WeChat_20220606155429

 

 

 

 

Jacktang

在player.c中添加一个led_refresh()的调用，主要是用来控制音乐播放的时RGB灯的开关与闪烁么

墨文@

是的

freebsder

有意思，期待后续