Computer Science and Applicatio n
计算机科学与应用
, 2011, 1, 160-163
http://dx.doi.org/10.12677/csa.2011.13031 Published Online December 2011 (//www.abtbus.com/journal/csa)
Copyright © 2011 Hanspub
CSA
The Embedded Design of Audio Network Transmission
Based on WinCE Operating System
*
Wenfeng Li
1
, Juming Li
1
, Keqian g Xu
2
, Jun Lu3
1
College of Communication and Inf ormation Engineering, Xi’an University of Science & Technology, Xi’an
2
Xi’an Mount Zhong Na n Information Technology Ltd, Xi’an
3
Shijiazhuang Institute of C areer Academy, Shijiazhuang
Email: liwenfeng@xust.edu .cn; {lijumi
ng2008, lujun07}@163.c om; glen_xu@qq.com
Received: Oct. 14th, 2011; revised: Oct. 25th, 2011; accepted: Nov. 9th, 2011.
Abstract:
In order to solve the heavy equipment and hard to build fast networking problems in mine emer-
gency rescue communication network, a portable network terminal equipment is designed in this paper. It uses
WinCE system and TCP/IP network protocols, including WinCE transplantation, network transmission and
WinCE embedded application development. A mutually for the client server network communication is
realized, and the real-time transmission of undergroun
d video, audio, environmental parameters acquisition
information is achieved. Finally the embedded terminal and the PC host combined joint debugging are
conducted. Test data indicate that audio network transmissi
on is efficient, and the software code is with good
encapsulation and portability.
Keywords:
Mine Emergency Rescue; Network; TCP/IP; WinCE
嵌入式
WinCE
的视音频网络传输设计*
李文峰
1
，李举名1，徐克强2，陆军3
1
西安科技大学通信与信息工程学院，西安
2
西安终南信息技术有限公司，西安
3
石家庄理工职业学院，石家庄
Email: liwenfeng@xust.edu .cn; {lijumi
ng2008, lujun07}@163.c om; glen_xu@qq.com
收稿日期：
2011
年10月14日；修回日期：
2011
年10月25日；录用日期：
2011
年11月9日
摘
要：
为了解决矿山应急救援通信网络设备沉重、快速组网困难的问题，本文设计了一种便携式网
络终端设备。其采用
WinCE系统和TCP/IP网络传输协议，包括WinCE移植工作，网络传输和WinCE
嵌入式应用程序的开发。实现了一种互为客户端服务器的网络通信，完成了井下视频、音频、环境参
数采集信息的实时传输。最后将嵌入式终端和
PC
主机结合起来进行了联合调试。大量测试数据表明
视音频网络传输高效，软件代码具有良好的封装性，可移植性。
关键词：
矿山应急救援；网络传输；TCP/IP；WinCE
1.
引言
近年来，我国矿山事故频繁发生，例如塌方、透
水、煤矿起火、瓦斯爆炸等，对矿工生命构成威胁，
并使国家遭受重大经济损失。为此，国家煤矿安全监
察局成立了矿山救援指挥中心。预示着国家对矿山救
援设备及救援人员素质的要求有进一步的提高
[1]。本
文源于井下现场信息记录仪研发项目，旨在设计一款
专用于矿山应急救援通信的便携式设备，实现井下移
动通信、视频传输、语音双向传输、人员定位以及瓦
斯粉尘监控信息传输。方便灾后救援人员快速展开救
援工作。网络通信是整个系统设计的关键基础，本文
重点阐述软件平台搭建和网络通信的实现。
*
基金项目：国家科技部2009年度科技型中小企业技术创新基金
(09C26226115674)
；
2010年西安市科技创新支撑计划(CY100850)
；
陕西省教育厅自然科学专项
(08JK354)。
李文峰 等
嵌入式 的视音频网络传输设计161
WinCE
2.
平台搭建
矿山应急救援通信环境复杂。通信设备具有便携
式，本质安全，宽带自组和即铺即用的特点
[1]
。灾害
发生后，井下固定通信设施可能全部损坏或无法正常
工作。在井下巷道空间狭窄，低照度，信号质量弱的
复杂环境下进行通信救援时，需要快速独立组网，恢
复通信。
该网络系统实现井上指挥中心
(JLY_PC)，井下基
地
(JLY_Base)和现场信息记录仪(JLY_CPE)三部分之
间的网络通信。采用
TCP/IP
协议，分别建立JLY_PC、
JLY_Base
和
JLY_CPE
三方通信，网络通信架构如图
1
所示。
JLY_PC
采用
PC机，windows XP操作系统，通
过
VC++平台建立指挥管理中心应用软件。
JLY_Base
和JLY_CPE
基于嵌入式ARM11的
S3C6410
处理器，使用
WinCE 6.0操作系统，VS2005
应用开发工具建立井下基地和信息记录仪应用软件。
Wince6.0
是微软公司目前最新的嵌入式操作系统之一，
与其他嵌入式系统比较主要有用户界面良好、开发周期
短、
VS2005
集成开发环境，多媒体支持等特点
[2]
。
3.
软件功能
软件功能模块分层结构如图
2
所示。
工作流程：视频采集和多方通话模块分别得到视
频和音频信号，之后将其送到记录模块；记录模块将
得到的视频和音频信号保存到
CF
卡或电脑硬盘中，
并且将视频信号传送到显示屏上显示，之后将其收到
的所有信息通过有线或者无线网络对外进行传输，同
时接收外界传输的数据
[3]。
由此可见网络模块是整个系统的关键。
4.
网络通信程序
网络通信采用
TCP/IP
协议，其具有有序数据传
输，重发丢失的分组，舍弃重复的分组，无错误数据
传输，阻塞
/流量控制，面向连接的特点
[4]
。
应用层网络传输使用自定义协议，规定数据包包
头信息固定为
0XD0，视频信息为
0x12
，音频信息为
0x14
，环境参数信息为0x16
。定义形式如下：
#define MSG_HEAD_MARK 0xD0
#define MSG_STREAM_AVD 0x10
#define MSG_STREAM_AVD_VIDEO 0x12
#define MSG_STREAM_AVD_AUDIO 0x14
#define MSG_STREAM_AVD_DATA 0x16
网络采用互为客户端服务器通信方式，克服了以
往服务器客户端的缺点，使各节点具有相同等级
[5]。
网络传输发送数据流程图如图
3
所示。
在
wince6.0下，TCP传输的关键代码及函数如下：
调用
int Send_Video(unsigned char *pBuf, unsigned
long nLen)
发送视频数据，给视频数据加上对应的视频
数据包头，将视频数据分成第一包，中包和最后包进
行打包。将打包的数据调用函数
int LinkListAdd
(LinkList *pLList
，void *element，int len，int pos)加入
对应的视频列表
pTxLinkListVideo
中。音频的发送于
此相似
[5]
。
调用
void JLYNet_Send(int node
，unsigned char
*pBuf
，unsigned int nLen)将数据发送给接收节点。
Figure 1. Network communication architecture
图
1.
网络通信架构
Figure 2. Software system function module layered structure
图
2.
软件系统功能模块分层结构
Cop
yright © 2011 HanspubCSA
李文峰 等
嵌入式 的视音频网络传输设计WinCE
162
Figure 3. Network data sending flow chart
图
3.
网络数据发送流程图
调用
int JLYNet_SendAll(unsigned char *pBuf,
unsigned int nLen)
给每个节点都发送数据，即一个节
点发送数据，其他两节点都能接收到数据，比如实现
三方会话时的发送音频数据。
最后包的数据发送完时要进行数据的校验，调用
函数
int Assemble_MSG (int node, LinkList *pLinkList)
。
网络数据接收流程与发送刚好是反过程，接收方
接收数据，调用函数
int JLYNet_RecvHandle(int node,
unsigned char *pBuf
，
unsigned int nLen)，接收到数据
后加入到相应的视频、音频、环境参数接收链表
pRxLinkList
，送给对应的解码器进行解码和其他处理。
5.
联调与测试结果
5.1.
联调设置
VS2005
下
platform builder平台创建UT_S3C6410
工程
0
，
IP地址192.168.1.107；
进
行通
A
C地
址。
16 eeprom[] = {0xaae0, 0xdec8, 0x5163}
；一般前
三位
编译内核，生成镜像文件。
成了
MAC
地址
1)
语音测试结果
据的一组截图，阴影部分表示
语音
数据抓包测试，丢包率极低，
网络
，完
成内核定制，创建TEboard6410的SDK包。
在
PC
机安装同步驱动软件，实现
S3C6410
开发板与
PC
机同步。PC机下应用程序移植到VS2005的
TEboard6410
环境下，通过同步软件，应用程序拷贝
到
Nand Flash
下运行[6]。
节点
IP
配置如下：
设置
JLY_CPE
为节点
设置
JLY_Base为节点
1
，IP地址192.168.1.108；
设置
PC
机为节点2，IP地址192.168.1.118。
在
JLY_CPE和
JLY_Base两个S3C6410开发板
信时，采用无线
WIFI
通信。如采用有线通信时，
两开发板的
MAC地址相同，需修改其MAC
地址才
能通信
[7]
。S3C6410下修改MAC地址方法：
1)
修改网卡驱动DM9000A.CPP里面里M
U
为厂家芯片固定值，不做修改。修改最后一位即
可。如修改为
U16 eeprom[] = {0xaae0, 0xdec8,
0x5160}
。
2)
重新
3)
新生成镜像烧写到Nand Flash。即完
修改。
5.2.
测试结果
图
4
为语音测试数
接收包序号，经过大量数据测试语音测试结果：
话音质量清晰，实现井上指挥中心、井下基地和现场
信息记录仪之间的三方会话功能。
2)
抓包数据显示
如图
5
，通过多次
传输高效，稳定。
Figure 4. speech test results
图
4.
语音测试结果
Cop
yright © 2011 HanspubCSA
李文峰
等
嵌入式
WinCE
的视音频网络传输设计
Copyright © 2011 Hanspub
CSA
163
Figure 5. Network packet capture display
图
5.
网络抓包显示
Figure 6. Video transmission fi gur e
图
6.
视频传输显示图
3)
视频传输效
传输稳定，
实时同步
计的矿用现场信息记录仪采用自定义协议
完成
参考文献
(References)
信技术研究
[J].煤炭科学技
术
, 2008,
09.
2006.
果及软件界面
图
6
为视频传输及客户端界面，视频
，达到预期的效果。
6.
结论
本文设
有线和
wifi无线通信技术的实现，采用
wince6.0
操作系统，软件移植方便简单。可以实时、准确地把
井下救援过程中的视频信息和音频信息传送到地面救
灾指挥部及各级救援指挥中心，支持多方实时通话，
并可以将所有信息进行同步储存记录以便事后回放，
对增强矿山救援决策能力、提高国家矿山救援能力以
及灾后研究事故起因及责任认定起着重要的作用。经
系统测试，记录仪网络传输稳定，高效。其在
PDA等
其它场合有很大的适用范围。
[1]
李文峰
,李华.矿山无线救援通
36(7): 80-83.
[2]
张冬泉
,谭南林等. Windows CE实用开发技术[M].北京:
电子工业出版社
, 2009.
[3]
钟华彪
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南民族大学
, 2009.
[4]
W. R. Stevers [美
]. TCP/IP详解(第一卷)协议[M].北京:北京
大学出版社
, 1999.
[5]
王艳平. Windows网络与通信程序设计(第二版)[M].北京:
人民邮电出版社
, 20
[6]
D. Bol in g [美]. Microsoft Windows CE程序设计[M].北京:北
京大学出版社
, 1999.
[7]
王静.
基于
S3C2440和TCP/IP网络的红外图像采集和处理系
统
[D].
南京理工大学,
|