Android网络对讲机的实现

　　上个星期公司给出了一个项目需求，做一个基于socket通讯协议的网络对讲机。于是在项目开始前计划了一下基本的实现流程。

　　1、从手机麦中采集音频数据；2、将PCM音频数据编码压缩；3、将压缩好的音频通过无线网络发送出去；4、其他手机接收音频数据并解码；5、将音频数据写入到音轨中播放。项目虽然简单，但其中的一些小问题也折腾了我不少时间。

　　首先我们创建一个线程用来采集音频数据，通过android提供的AudioRecord可以实时采集音频流。AudioRecord类在Java应用程序中管理音频资源，用来记录从平台音频输入设备产生的数据。其实调用AudioRecord很简单，首先创建AudioRecord对象，AudioRecord会初始化并连接音频缓冲区，用来缓冲新的音频数据。根据指定的缓冲区的大小来决定AudioRecord能够记录多长的数据。

调用getMinBufferSize(int,int,int)返回最小的缓冲区大小。然后根据得到的最小缓冲区大小来创建AudioRecord对象：

inputMinSize = AudioRecord.getMinBufferSize(8000, AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_MONO, AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT);
audioRec = new AudioRecord(MediaRecorder.AudioSource.MIC, 8000, AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_MONO,AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT, inputMinSize);

参数

　　sampleRateInHz 　默认采样率，单位Hz。

　　channelConfig 　　描述音频通道设置。

　　audioFormat 　音频数据保证支持此格式。

　　AudioRecord初始化工作完毕后启用录制线程，并且调用startRecording ()开始进行音频录制。调用read(short，int，int)方法从音频硬件录制缓冲区读取数据。拿到音频数据后，直接通过网络发送出去是不行的，我们在这里还要做一项工作就是实现音频压缩。在网上提供了很多音频的编码库，我们可以将源码导入到项目中通过android ndk编译成.so文件，最后通过jni来调用。我这里直接用sipdroid开源项目提供的SILK编解码库（下载编码库）。

本地方法 encode（short[] lin，int offset，byte[] encoded，int size）

参数

　　lin 　　　　　　源数据

　　offset 　　　　源数组的起始偏移量

　　encoded 　　　编码后的数据

　　size 　　　　请求编码的数据大小返回值编码后的数据大小

　　调用encode（short[], int, byte[], int）压缩已经采集完毕的音频数据，我们就可以通过网络发送出去了。

　　接下来，我们创建一个socket udp实例，为什么这里选择udp而不是tcp呢？从我们本身的项目需求出发，我们做的这个项目的通讯方式是相互收发数据的，属于手机与手机两“客户端“之间的通讯。并且，在这种音频通信过程中，我们要传输的数据量是比较庞大的，因此采用资源消耗少，处理速度快的UDP协议是合理的。指定发送的端口号，我们将数据封装成报文发送出去，整个采集发送的过程如下：

class RecordSoundThread extends Thread {private boolean flag = true;private DatagramSocket mSocket;private int inputBufSize = 160;short[] inputBytes = new short[1024];byte[] encodeBytes = new byte[1024];RecordSoundThread() throws SocketException {// TODO Auto-generated constructor stubmSocket = new DatagramSocket();}@Overridepublic void run() {if (mSocket == null)return;while (flag) {if (isSpeakMode) {try {int length = audioRec.read(inputBytes, 0, inputBufSize);//                        calc(inputBytes, 0, length);
length = silk8.encode(inputBytes, 0, encodeBytes,length);DatagramPacket writePacket;if (inetAddress.length() > 0) {InetAddress inet = InetAddress.getByName(inetAddress);writePacket = new DatagramPacket(encodeBytes,length, inet, NETPORT);writePacket.setLength(length);mSocket.send(writePacket);}} catch (IOException e) {// TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();}}}}public void close() {flag = false;if (mSocket != null) {mSocket.close();}        }}

View Code

　　接下来我们要接收目标机器发送过来的音频数据了。同样，创建一个线程用来接收网络中的音频数据，并且对音频数据进行解码。

本地方法 decode（byte[] encoded, short[] lin, int size）

参数

encoded 　　　　源数据

lin 　　　　　　解码后的数据

size 　　　　　　请求解码的数据大小

返回值　　　　　　　解码后的数据大小

　　得到解码后的PCM音频流，我们就可以使用AudioTrack将音频播放出来了。

　　AudioTrack类在java应用程序中管理和播放音频资源，将PCM音频数据写入到缓冲区来播放音频设备。首先创建AudioTrack对象，AudioTrack会初始化并连接音频缓冲区，根据指定的缓冲区大小来决定audioTrack能够播放多长的数据。调用getMinBufferSize(int,int,int)返回最小的缓冲区大小。然后根据得到的最小缓冲区大小来创建audioTrack对象：

outputMinSize = AudioTrack.getMinBufferSize(8000,AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_MONO,AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT);
audioTrk = new AudioTrack(AudioManager.STREAM_MUSIC, 8000,AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_MONO,AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT, outputMinSize,AudioTrack.MODE_STREAM);

　　AudioTrack初始化工作完毕后启用接收线程，并且调用play()开始播放。调用write(short[]，int，int)方法将PCM音频数据写入到音频硬件中。

class RecevRecordThread extends Thread {private boolean flag = true;private DatagramSocket mSocket;short[] decodeBytes = new short[1024];byte[] outputBytes = new byte[1024];RecevRecordThread() throws SocketException {// TODO Auto-generated constructor stubmSocket = new DatagramSocket(NETPORT);}@Overridepublic void run() {if (mSocket == null)return;audioTrk.play();while (flag) {DatagramPacket recevPacket;try {recevPacket = new DatagramPacket(outputBytes, 0,outputBytes.length);mSocket.receive(recevPacket);int length = recevPacket.getLength();length = silk8.decode(outputBytes, decodeBytes, length);//                    calc2(decodeBytes, 0, length);
audioTrk.write(decodeBytes, 0, length);} catch (IOException e) {// TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();}}audioTrk.stop();}public void close() {flag = false;if (mSocket != null) {mSocket.close();}        }}

View Code

　　最后，退出应用后别忘了释放资源。

public void onDestroy() {silk8.close();recevThread.close();recordThread.close();audioRec.release();audioTrk.release();
}

　　好了，网络对讲机的实现过程差不多就是这个样子了，马上动手试一下效果吧^_^

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