DIY你的电子玩具：网络音乐电台，给你系统解决方案、软硬件设计实现

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一、项目概述
         
        1.1 引言
        网络音乐电台是指通过编码器，将存储器里面的音频数据转换成为可以在Internet上直接传送的格式，而用户登录到电台的网站时，可以播放经过编码的音频信息，音频信息转换成声音播放出来。网络音乐电台不需要占用卫星频段和频率资源。
         
        1.2 项目背景
                        I P T V（Internet Protocol Television），也叫网络电视，是指基于IP协议的电视广播服务。该业务将电视机或个人计算机作为显示终端，通过宽带网络向用户提供数字广播电视、视频服务、信息服务、互动社区、互动休闲娱乐、电子商务等宽带业务。IPTV的主要特点是交互性和实时性。主要存储及传送的内容是流媒体文件，基于IP网络传输，用户终端可以是IP机顶盒+电视机，也可以是PC。
                         
                        而网络音乐电台正是基于I P T V 的一种新型应用，网络上已有的音乐电台如Last.fm, 豆瓣音乐电台等都是大型服务器搭建的，不仅部署维护困难，而且造价昂贵。本项目的设计网络音乐电台正是为缓解这种状况而产生的。
                         
                 
         
        三、方案设计
        3.1 系统功能实现原理

        系统硬件结构框图如下所示：

         

       

         

        从上图可以看到，整个系统由四大部分组成，分别是网络服务器，USB及存储控制部分，TFT控制部分，音频处理部分。
         
        3.2 硬件平台选用及资源配置
        （1）网络服务器
        网络服务器是最重要的部分之一。实现了AVR32与Internet的通信协议，接受用户的请求并根据Http_Request（）的返回值使用Http_Response（）来与用户进行交互，例如显示音乐曲目列表，或者传送网络音乐电台所有者实时录制的音频。
         
        下图是简化了的Web服务器原理图，服务器的事物逻辑部分是嵌入式服务器的核心部分，它根据不同的Http Socket来读取存储器上的HTML源文件或音频文件，来响应用户的请求，这是网络音乐电台的基础。
         

       

         

        （2）USB及存储控制
        USB及存储控制部分是整个系统中仅次于嵌入式Web服务器的重要模块，它主要用来存放网络音乐电台管理员编写的HTML源文件，提供给Web服务器来响应用户的请求，以及能够提供给用户点播的音乐文件。存储器的读写可以利用AVR32位单片机上的USB Host来方便的实现。
         
        其示意性原理框图如下所示：
         

       

         

        （3）TFT控制部分
        同时与AVR32 位单片机相连的TFT用来显示嵌入式Web服务器的网络连接信息以及网络音乐电台当前播放的音频。嵌入式Web服务器的网络连接信息不仅包括当前IP地址，网关等基本网络信息，还包含了当前用户连接数，用户的Web请求等。管理者可以根据这些基本的信息来判断当前Web服务器的工作状态，以及系统错误的检查。同时能够能够根据网络音乐电台管理员操作显示不同信息。
         
        LCD显示内容的总体布局如下图所示：
         

       

         
        （4）音频处理部分
        音频处理部分也是网络音乐电台系统中重要的一部分。音频处理部分完成的主要任务包括：根据网络音乐电台管理员操作播放实时录制音频或存储器器中的音频；存储通过Microphone输入的音频。
         
        其示意性原理框图如下所示：
         

       

         
        3.3系统软件架构
        网络音乐电台系统软件主要有四部分组成，分别对应前文中硬件四部分。其中WebServer ，USB Controller,主要使用FSM实现。
         
        3.4 系统软件流程
        程序流程图如下所示：
         

       

         

        系统整体工作流程: 首先系统上电后进行一系列的初始化, 包括网络控制器的配置, USB控制器的配置及存储器的枚举, TFT清屏, 音频芯片的初始化等; 然后系统等待用户的网络请求, 有则转到网络服务器状态机中执行相关的操作, 完成后继续等待; 如果没有请求则检查是否有Microphone的输入请求, 如有则进行相关的音频录制及播放等操作, 没有则返回并继续等待并轮询Microphone的输入请求。