基于LabVIEW實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)語音通信
摘要:為了實(shí)現(xiàn)虛擬儀器的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)語音通信,依托LabVIEW強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信能力,采用NI公司開發(fā)的基于TCP/IP協(xié)議的DataSocket技術(shù),編程實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程語音數(shù)據(jù)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸。用此技術(shù)可以很大程度上簡(jiǎn)化甚至免除網(wǎng)絡(luò)通訊編程,可以很容易在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)高速語音數(shù)據(jù)傳遞。
本文引用地址:http://www.butianyuan.cn/article/276360.htm引言
LabVIEW具有強(qiáng)大的信號(hào)采集功能和網(wǎng)絡(luò)通信功能,這些功能使得LabVIEW的用戶可以很容易編寫出具有強(qiáng)大網(wǎng)絡(luò)通訊能力的LabVIEW應(yīng)用軟件,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程虛擬儀器。為了將人的語音或某個(gè)地點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)的聲音信號(hào)遠(yuǎn)傳,可以依托LabVIEW這些功能,將聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)聲卡上采集的語音信號(hào),進(jìn)行遠(yuǎn)程語音數(shù)據(jù)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸。應(yīng)用環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D,如圖1所示。
1 利用DataSocket技術(shù)傳輸語音
LabVIEW實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信有3大類方法:(1)使用網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議編程實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信,可以使用的通信協(xié)議類型包括TCP/IP協(xié)議、UDP、串口通信協(xié)議等;(2)使用基于TCP/IP的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議DSTP的DataSocket技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信;(3)使用共享變量實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。由于網(wǎng)絡(luò)語音通信要求實(shí)時(shí)性強(qiáng)。本文采用第二種方法即DataSocket技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)語音通信。
DataSocket是NI公司提供的一種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),可用于一個(gè)計(jì)算機(jī)內(nèi)或網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)交換,是專門面向測(cè)量和自動(dòng)化工程的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)高速數(shù)據(jù)交換的編程技術(shù)。DataSocket克服了傳統(tǒng)TCP/IP傳輸協(xié)議需要較為復(fù)雜的底層編程、傳輸速率較慢(特別是對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù))等缺點(diǎn),大大簡(jiǎn)化了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸問題,它提供了一種易用、高效、可編程的軟件接口,能夠很方便地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的多臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換[1]。
DataSocket包括了DataSocket Server Manager、DataSocket Server和DataSocket函數(shù)庫這幾個(gè)工具軟件,以及DSTP(DataSocket transfer protocol,DataSocket傳輸協(xié)議)、URL(uniform resource locator,通用資源定位符)和文件格式等技術(shù)規(guī)范[2]。在LabVIEW中,用戶可以很方便地使用這些工具來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集。
語音傳輸程序用到以下兩個(gè)DataSocket VI:
(1)讀取DataSocket函數(shù)(ReadDataSocket.vi):該節(jié)點(diǎn)用于從打開的URL連接中讀取數(shù)據(jù)。
(2)寫入DataSocket函數(shù)(Write DataSocket.vi):該節(jié)點(diǎn)用于向打開的URL連接中寫入數(shù)據(jù)。這里的數(shù)據(jù)可以是單個(gè)或數(shù)組形式的字符串、邏輯(布爾)量和數(shù)值量等多種類型。
2 語音采集
利用聲卡采集語音信號(hào)實(shí)現(xiàn)語音信號(hào)雙聲道模擬輸入。將麥克風(fēng)(話筒)插在聲卡的話筒輸入端口,并將其插入聲卡上的標(biāo)記為“Mic In”的插孔中。通過該端口可以采集人的語音信號(hào)。
語音采集程序用到以下三個(gè)聲音處理相關(guān)VI:
(1)配置聲音輸入函數(shù)(Sound Input Configure.vi):利用該VI配置聲卡,并開始進(jìn)行語音采集。采樣率設(shè)置為44.1kHz。通道數(shù)為2(即立體聲雙聲道輸入),每采樣比特?cái)?shù)(即采樣位數(shù)為16位,采樣模式為連續(xù)采樣,緩存大小設(shè)置為每通道10000個(gè)樣本。
(2)讀取聲音輸入函數(shù)(Sound Input Read.vi):利用該VI從緩存中讀取數(shù)據(jù)。程序中,為了連續(xù)采集語音信號(hào),將“讀取聲音輸入VI”放在了一個(gè)While循環(huán)中,用于從緩存中連續(xù)讀取語音數(shù)據(jù),設(shè)置每次從每個(gè)通道中讀取樣本數(shù)為4410個(gè)。
(3)聲音輸入清零函數(shù)(Sound Input Clear.vi):利用該VI停止采樣,并進(jìn)行清除緩存和清除占用的內(nèi)存等操作。
3 語音播放
利用聲卡輸出語音信號(hào)實(shí)現(xiàn)語音信號(hào)雙聲道模擬輸出。將揚(yáng)聲器(喇叭)插在揚(yáng)聲器輸出端口,并將其插入聲卡上的標(biāo)記為“Speaker”或“SPK”的插孔中。通過該端口可以外接音箱的音頻線插頭,從而播放通過網(wǎng)絡(luò)傳輸過來的語音信號(hào)。
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