王忠

摘 要： 使用WinCE系统的智能手持终端，在不稳定的无线网络环境中使用UDP协议发送wav格式的音频文件时，另一台WinCE智能设备接收到的文件经常是不完整的，导致文件无法播放。针对这种网络数据丢包现象，研究提高UDP协议可靠性的设计思路和实现方法，发现.wav文件头中标识文件属性的数据无法与接收到的文件数据实体对应，是造成无法正常播放的根本原因，因此对接收的文件的文件头进行校正和复原工作，保证头文件的各标识位对应数据的正确性，确保接收的声音文件能正常播放。最后在嵌入式开发环境中进行了实现，验证了这种方法的有效性。

关键词： WinCE； UDP； wav文件； 智能手持终端

中图分类号： TN911?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）10?0049?03

0 引 言

WinCE是一个开放的嵌入式操作系统，是一种应用于手持智能终端的成熟的操作系统。在数据传输网络中，UDP协议与其他协议相比，在速度上有一定的优势，但也存在传输可靠性差的问题，因为UDP协议不提供数据传送的保证机制。如果从发送方到接收方的传递过程中出现数据包的丢失，协议本身并不能做出任何检测或提示，也不进行恢复。所以要想提高UDP协议的可靠性与安全性，就必须增加差错处理、拥塞控制和安全控制等机制。在采用WinCE系统的手持智能设备中，由于经常是在不稳定的无线网络环境中使用，当上层应用程序使用UDP协议传输wav音频文件时，另一台设备接收到的wav音频文件由于丢包，经常无法正常播放，就失去了发送wav文件的意义。针对这种现象，研究使用WinCE系统的智能设备如何采用一种简便易行的方法，保证wav文件能正常播放。

1 发送与接收过程分析

通过对UDP协议的研究，发现使用UDP协议在网络传输过程中丢包是造成wav文件有损传输的主要原因；凡是不能正常播放的wav文件，其文件头中标识文件属性的数据无法与接收到的wav文件数据实体对应 [1]。

WinCE系统使用UDP协议发送与接收wav文件，需要开启两个线程[2]，一个线程处理发送业务，一个线程处理接收业务。发送业务的处理主要是从麦克风获取的wav文件进行处理，在发送之前抛弃wav文件的文件头。这个处理过程的流程如图1所示。

图1 发送线程的处理流程

接收线程的主要是完成wav文件的接收。在接收之前需要先创建wav文件头，然后把接收接收的数据放到已创建的wav头之后，等待接收完成后对wav文件头校正，保证wav文件的头中的信息与wav文件是对应的[3?4]。接收线程的处理流程如图2所示。

图2 接收线程的处理流程

2 发送接收文件的实现过程

2.1 使用UDP协议发送之前的处理

通过对wav文件格式的研究发现，其文件头的大小是44个字节，为了使处理更简单，在开始传输之前，先要将wav文件读入文件流中，舍弃文件头的44个字节，从44个字节之后开始传输[5?6]，主要实现代码如下：

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

SoundStream.Seek（44， SeekOrigin.Begin）；

//将文件流的开始位置放到第44个字节之后

2.2 使用UDP协议接收过程

缺失了wav文件头的音频文件无法在WinCE设备上播放，在接收到音频文件之前需要创建wav文件头，在接收的过程中再把接收到的音频数据写入到创建的文件头后面[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； //声道 单声道为1

int SamplesPerSecond = 11025；

//采样率采样率（单位：赫兹）典型值：11 025，22 050，44 100 Hz

short BitsPerSample = 8； //采样位数8或16

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

//单位采样点的字节数

int AverageBytesPerSecond = BlockAlign * SamplesPerSecond； // RIFF 块

mWriter.Write（ChunkRiff）； //4 B

mWriter.Write（nLength）； //4 B

mWriter.Write（ChunkType）； //4 B

//wavE块

mWriter.Write（ChunkFmt）； //4 B

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

mWriter.Write（shPad）； //2 B

mWriter.Write（SChannels）；

mWriter.Write（SamplesPerSecond）； //采样率

mWriter.Write（AverageBytesPerSecond）；

mWriter.Write（shBytesPerSample）；

mWriter.Write（BitsPerSample）； //数据块

mWriter.Write（ChunkData）；

mWriter.Write（（int）0）；

}

创建时要根据发送方发送的音频文件的声道数，采样率，采样位数对其中的数据进行修改。在传输完成后，还需要改变wav文件头中标识音频文件大小的数据[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 结 语

wav文件头包含了wav音频文件的属性信息，因此使用UDP协议传输wav文件，要保证音频文件能正常播放，就需要对wav的文件头进行校正和复原处理。在实际使用UDP协议处理过程中，还有很多要注意的地方，比如使用UDP协议传输时数据报的长度有一定的限制。

参考文献

[1] 王颀，赵世刚，张春寿.WAV文件的结构剖析[J].济南教育学院学报，2000（3）：29?31.

[2] 郭兴吉. WAV波形文件的结构及其应用实践[J].微计算机信息，2005，21（8）：114?116.

[3] 王雪莉，卢才武，顾清华.无线定位技术及其在地下矿山中的应用[J].金属矿山，2009（4）：121?125.

[4] 陈昕志，王昆.基于嵌入式WinCE 6.0的网络电视播放器研究[J].电视技术，2011，35（10）：83?85.

[5] 何宗键.Windows CE嵌入式系统[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.

[6] 李晓燕，严殊.嵌入式流媒体播放器的设计与实现[J].通信技术，2007，40（12）：403?404.

[7] 周锦才.可靠UDP协议的设计思路与实现方法[J].周口师范学院学报，2006，23（2）：104?108.

[8] 王继刚，顾国昌.可靠UDP数据传输协议的研究与设计[J].计算机工程与应用，2006，42（15）：113?116.

[9] 靳海力，李俊.具有补发机制的增强型可靠UDP的实现[J].小型微型计算机系统，2010，31（5）：904?907.

[10] 万国府，刘贵全.卫星网络中基于UDP的可靠数据传输协议[J].通信技术，2007，31（6）：64?66.