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研究生:張興全
研究生(外文):Hsing-Chuan Chang
論文名稱:結合語音之家用路由器
論文名稱(外文):A Home Router Integrating Voice and Entertainment
指導教授:蔡亮宙
指導教授(外文):Lian-Jou Tsai
學位類別:碩士
校院名稱:南台科技大學
系所名稱:電機工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:102
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:47
中文關鍵詞:路由器音訊串流Android
外文關鍵詞:RouterVoice StreamingAndroid
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科技的進步,帶動了行動裝置與無線網路的蓬勃發展,讓目前的無線網路設備無論在普及程度與速度提升上皆有相當的進展;這些區域性無線路由器扮演著小區域人員的網路樞紐角色,人們一進入辦公室或家庭,身上的手持式通訊設備即可與附近路由器接通,讓語音通訊、資料傳輸、甚至設備控制整合並可隨人移動,達到以人為中心的生活環境。本論文提出一個音樂和語音播放的系統架構,結合語音播放於一般的家用路由器中,利用路由器搭配智慧型手機裝置,在無線區域網路下,達成無線播放的功能,讓路由器具備執行音訊串流播放的能力,並利用網路傳輸串流設計同步的機制來確保聲音播放的即時性與順暢度,有效提升家用路由器的價值。
一般路由器皆是使用Linux作為系統平台。本論文敘述結合音樂播放功能於通用型家用Linux路由器中,配合行動式裝置例如智慧型手機或平板上撰寫的音樂串流播放通訊軟體,無線傳輸音樂串流到此語音路由器中並藉由USB介面將音源輸出到擴大音箱播放;行動裝置是使用Android平台並在上面開發應用程式。在雛型系統中,由Android設備端應用程式發送MP3資料串流,並於路由器接收後予以即時解壓縮及播放,並加上播放器的暫停、上/下一首、音量等功能控制,成為完整的無線播放控制系統。在通訊方面,我們嘗試添加語音功能,在行動Android系統端擷取麥克風語音數據輸入,測試iLBC語音壓縮與通訊的可行性,設計的目標是為了讓路由器具有播放音樂與語音播放功能。
With the rapid development of wireless network techniques, there are vigorously progresses on both transmission speed and popularity. A router actually plays the role of network pivot around a certain area. Many kinds of handheld communication devices connect to the nearest router while people get into the office or their dwell. People are capable of getting communication via router nearby and can perform the functions provided by the router such as voice communication, data transmission and even equipment controls without sacrificing mobility. It is highly potential to exploit the processing power in a router, and to provide more services as well. This thesis proposes a system architecture centered on the home router that supports functions of music playback and voice transmission. Combining with intelligent hand-held devices, the router is able to play music that is streamed from air. The system takes care of the synchronization mechanism for a better quality of voice output.
In general, route software is based on Linux operating system. This thesis describes the integration of music and voice into home routers. Communicating with intelligent cell phones, the router is capable of output voice to the speaker via USB port. In our prototype, the system also includes the app software on the Android system, which is responsible for streaming mp3 media data, and sending controls of previous, pause, next and volume as well. As to the aspect of communication, we try to add the functions of voice transmission. The technique of iLBC communication format is tested for system feasibility, with the goal of routers having audio capability.
摘要 i
英文摘要 ii
致謝 iii
目次 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景及動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 章節提要 3
第二章 相關研究及背景知識 4
2.1 嵌入式系統 4
2.1.1 嵌入式系統的核心 4
2.1.2 嵌入式作業系統 5
2.1.3 嵌入式系統之特色 6
2.1.4 Embedded Linux 8
2.1.5 Linux系統 9
2.1.6 Embedded Linux系統架構 10
2.2 無線網路(Wireless Network)介紹 11
2.2.1無線網路技術 11
2.2.2無線網路通訊規定802.11 12
2.2.3無線網路傳輸距離 13
2.2.3無線網路應用 14
2.3 語音壓縮技術 14
2.3.1 語音壓縮標準 14
2.3.2 iLBC語音壓縮技術 15
2.4 Google Android 16
2.4.1 Android系統簡介 16
2.4.2 Android NDK 19
2.4.3 Android系統優勢 20
第三章 系統設計與原理 22
3.1 系統設計目標 22
3.1.1 系統架構 22
3.2 硬體介紹 23
3.2.1 Raspberry Pi開發板 23
3.3 開發環境 24
3.4 軟體設計 27
3.4.1 播音端程式設計 28
3.4.2 Android應用程式設計 30
3.4.1.1程式架構 30
3.4.1.2 Android JNI 36
第四章 平台建置與功能測試 39
4.1 硬體平台建置 39
4.1.1 開發工具 39
4.1.2 平台建置 41
4.2 功能實測 42
第五章 成果與未來展望 45
5.1 目前成果 45
5.2 未來展望 45
參考文獻 46
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7.rtLinux at http://www.rtlinuxfree.com/index.html, 2010.3.15
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15.IEEE_802.11n at http://zh.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11n
16.IEEE_802.11ac at http://zh.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11ac
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19.Miracast at http://zh.wikipedia.org/wiki/Miracast
20.ITU-T G.711 at http://zh.wikipedia.org/wiki/G.711
21.ITU-T G.723 at http://zh.wikipedia.org/wiki/G.723
22.ITU-T G.726 at http://zh.wikipedia.org/wiki/G.726
23.ITU-T G.726 at http://zh.wikipedia.org/wiki/G.729
24.SILK Audio Codec at http://dev.skype.com/silk
25.iLBC at http://www.ilbcfreeware.org/
26.WebRTC at http://www.webrtc.org/
27.Android at https://zh.wikipedia.org/wiki/Android
28.Android Architecture at
http://stenlyho.blogspot.tw/2008/09/android-architecture.html
29.OpenCORE at http://opencores.org/
30.Android NDK at
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8E%9F%E7%94%9F%E5%BC%80%E5%8F%91%E5%B7%A5%E5%85%B7%E5%8C%85
31.Java Native Interface at http://en.wikipedia.org/wiki/Java_Native_Interface
32.Raspberry Pi at http://www.raspberrypi.org/
33.Buildroot at http://buildroot.uclibc.org/
34.GNU ARM at http://www.gnuarm.com/
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