一種確保在WinCE系統中傳輸.wav文件完整性的方法

王忠

摘 要： 使用WinCE系統的智能手持終端，在不穩定的無線網絡環境中使用UDP協議發送wav格式的音頻文件時，另一臺WinCE智能設備接收到的文件經常是不完整的，導致文件無法播放。針對這種網絡數據丟包現象，研究提高UDP協議可靠性的設計思路和實現方法，發現.wav文件頭中標識文件屬性的數據無法與接收到的文件數據實體對應，是造成無法正常播放的根本原因，因此對接收的文件的文件頭進行校正和復原工作，保證頭文件的各標識位對應數據的正確性，確保接收的聲音文件能正常播放。最后在嵌入式開發環境中進行了實現，驗證了這種方法的有效性。

關鍵詞： WinCE； UDP； wav文件； 智能手持終端

中圖分類號： TN911?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2015）10?0049?03

0 引 言

WinCE是一個開放的嵌入式操作系統，是一種應用于手持智能終端的成熟的操作系統。在數據傳輸網絡中，UDP協議與其他協議相比，在速度上有一定的優勢，但也存在傳輸可靠性差的問題，因為UDP協議不提供數據傳送的保證機制。如果從發送方到接收方的傳遞過程中出現數據包的丟失，協議本身并不能做出任何檢測或提示，也不進行恢復。所以要想提高UDP協議的可靠性與安全性，就必須增加差錯處理、擁塞控制和安全控制等機制。在采用WinCE系統的手持智能設備中，由于經常是在不穩定的無線網絡環境中使用，當上層應用程序使用UDP協議傳輸wav音頻文件時，另一臺設備接收到的wav音頻文件由于丟包，經常無法正常播放，就失去了發送wav文件的意義。針對這種現象，研究使用WinCE系統的智能設備如何采用一種簡便易行的方法，保證wav文件能正常播放。

1 發送與接收過程分析

通過對UDP協議的研究，發現使用UDP協議在網絡傳輸過程中丟包是造成wav文件有損傳輸的主要原因；凡是不能正常播放的wav文件，其文件頭中標識文件屬性的數據無法與接收到的wav文件數據實體對應 [1]。

WinCE系統使用UDP協議發送與接收wav文件，需要開啟兩個線程[2]，一個線程處理發送業務，一個線程處理接收業務。發送業務的處理主要是從麥克風獲取的wav文件進行處理，在發送之前拋棄wav文件的文件頭。這個處理過程的流程如圖1所示。

圖1 發送線程的處理流程

接收線程的主要是完成wav文件的接收。在接收之前需要先創建wav文件頭，然后把接收接收的數據放到已創建的wav頭之后，等待接收完成后對wav文件頭校正，保證wav文件的頭中的信息與wav文件是對應的[3?4]。接收線程的處理流程如圖2所示。

圖2 接收線程的處理流程

2 發送接收文件的實現過程

2.1 使用UDP協議發送之前的處理

通過對wav文件格式的研究發現，其文件頭的大小是44個字節，為了使處理更簡單，在開始傳輸之前，先要將wav文件讀入文件流中，舍棄文件頭的44個字節，從44個字節之后開始傳輸[5?6]，主要實現代碼如下：

FileStream SoundStream = new FileStream（SoundPath， FileMode.Open）； //創建文件流

SoundStream.Seek（44， SeekOrigin.Begin）；

//將文件流的開始位置放到第44個字節之后

2.2 使用UDP協議接收過程

缺失了wav文件頭的音頻文件無法在WinCE設備上播放，在接收到音頻文件之前需要創建wav文件頭，在接收的過程中再把接收到的音頻數據寫入到創建的文件頭后面[7?9]。

///

///

private void CreatewaveFile（string strFileName）

{

fswav = new FileStream（strFileName， FileMode.CreateNew）；

mWriter = new BinaryWriter（fswav）；

char[] ChunkRiff = { ′R′， ′I′， ′F′， ′F′ }；

char[] ChunkType = { ′W′， ′A′， ′V′， ′E′ }；

char[] ChunkFmt = { ′f′， ′m′， ′t′， ′ ′ }；

char[] ChunkData = { ′d′， ′a′， ′t′， ′a′ }；

short shPad = 1；

int nFormatChunkLength = 0x10；

int nLength = 0；

short shBytesPerSample = 1；

short SChannels = 1； //聲道 單聲道為1

int SamplesPerSecond = 11025；

//采樣率采樣率（單位：赫茲）典型值：11 025，22 050，44 100 Hz

short BitsPerSample = 8； //采樣位數8或16

short BlockAlign = （short）（SChannels * （BitsPerSample / 8））；

//單位采樣點的字節數

int AverageBytesPerSecond = BlockAlign * SamplesPerSecond； // RIFF 塊

mWriter.Write（ChunkRiff）； //4 B

mWriter.Write（nLength）； //4 B

mWriter.Write（ChunkType）； //4 B

//wavE塊

mWriter.Write（ChunkFmt）； //4 B

mWriter.Write（nFormatChunkLength）； //0x10 4 B

mWriter.Write（shPad）； //2 B

mWriter.Write（SChannels）；

mWriter.Write（SamplesPerSecond）； //采樣率

mWriter.Write（AverageBytesPerSecond）；

mWriter.Write（shBytesPerSample）；

mWriter.Write（BitsPerSample）； //數據塊

mWriter.Write（ChunkData）；

mWriter.Write（（int）0）；

}

創建時要根據發送方發送的音頻文件的聲道數，采樣率，采樣位數對其中的數據進行修改。在傳輸完成后，還需要改變wav文件頭中標識音頻文件大小的數據[10]。

private void WriteSoundTail（）

{

string SoundPathRecv = CodePath +

"＼＼tape＼＼aa＼＼Soundrecvwav"；

long Fsize = new FileInfo（SoundPathRecv）.Length；

mWriter.Seek（4， SeekOrigin.Begin）；

mWriter.Write（（int）Fsize?8）；

mWriter.Seek（40， SeekOrigin.Begin）；

mWriter.Write（（int）Fsize?44）；

mWriter.Close（）；

mWriter = null；

fswav = null；

}

3 結 語

wav文件頭包含了wav音頻文件的屬性信息，因此使用UDP協議傳輸wav文件，要保證音頻文件能正常播放，就需要對wav的文件頭進行校正和復原處理。在實際使用UDP協議處理過程中，還有很多要注意的地方，比如使用UDP協議傳輸時數據報的長度有一定的限制。

參考文獻

[1] 王頎，趙世剛，張春壽.WAV文件的結構剖析[J].濟南教育學院學報，2000（3）：29?31.

[2] 郭興吉. WAV波形文件的結構及其應用實踐[J].微計算機信息，2005，21（8）：114?116.

[3] 王雪莉，盧才武，顧清華.無線定位技術及其在地下礦山中的應用[J].金屬礦山，2009（4）：121?125.

[4] 陳昕志，王昆.基于嵌入式WinCE 6.0的網絡電視播放器研究[J].電視技術，2011，35（10）：83?85.

[5] 何宗鍵.Windows CE嵌入式系統[M].北京：北京航空航天大學出版社，2006.

[6] 李曉燕，嚴殊.嵌入式流媒體播放器的設計與實現[J].通信技術，2007，40（12）：403?404.

[7] 周錦才.可靠UDP協議的設計思路與實現方法[J].周口師范學院學報，2006，23（2）：104?108.

[8] 王繼剛，顧國昌.可靠UDP數據傳輸協議的研究與設計[J].計算機工程與應用，2006，42（15）：113?116.

[9] 靳海力，李俊.具有補發機制的增強型可靠UDP的實現[J].小型微型計算機系統，2010，31（5）：904?907.

[10] 萬國府，劉貴全.衛星網絡中基于UDP的可靠數據傳輸協議[J].通信技術，2007，31（6）：64?66.