基于Orangpi Zero和Linux ALSA实现WIFI无线音箱（一）

作品已经完成，先上源码：

https://files.cnblogs.com/files/qzrzq1/WIFISpeaker.zip

全文包含三篇，这是第一篇，作为前言和概述。

第二篇：基于Orangpi Zero和Linux ALSA实现WIFI无线音箱（二）

第三篇：基于Orangpi Zero和Linux ALSA实现WIFI无线音箱（三）

 

以下是正文：

一、前言

　　先说为什么要做这个作品。作者手头上有一闲置的蓝牙音箱，可恨的是笔记本电脑没有蓝牙功能，而USB口只有两个，即使买个蓝牙适配器也不够用USB口用，也不考虑用USB Hub，看着这么多线就让人觉得糟心。刚好还有一块OrangPi Zero，突发奇想，打算利用它和家里的WIFI无线网络实现无线音箱的功能。其实类似功能音箱某宝上也有，不过大部分都是打着云音箱、智能音箱的旗号，个人觉得这类音箱都有一个很大问题：只能播放网络音乐或者使用DLNA、Airplay等协议从手机或电脑推送音频，可是实际上很多浏览器、播放器并不支持DLNA或Airplay推送，这就很大的限制了这种音箱的使用范围。例如作者习惯使用Potplayer（不支持DLNA和Airplay）作为PC端的音乐播放器和视频播放器，这种情况下，这些智能音箱就完全没用了。另外，在安卓上也有一些类似的app，类似Soundwire、wifiaudio等，能实现电脑声卡输出的音频实时录音并传输到安卓手机上，把手机充当wifi音箱，但在Linux环境上目前没发现类似软件。

二、硬件连接

　　说干就干，先说硬件：OrangPi Zero硬件引出了音频接口，如下图所示。本作品直接使用耳机接口的LINEOUTR、LINEOUTL和GND引脚，分别代表左右声道，这样硬件环境就搭建好了。

　　

 

三、软件运行环境

　　发送端：Windows7，开发工具Visual Studio 2012，C++语言。根据微软MSDN，Core Audio APIs只支持Windows Vista以上操作系统，所以发送端软件也只能在Vista以上系统运行。

　　接收端：Orangpi Zero，运行Armbian 5.38，python3.5

四、系统原理图

 　　发送端和接收端通过底层socket进行数据的发送和接受。socket意为套接字，是实现TCP/IP协议的一种最常用的方式，在各种编程环境下都有成熟的应用。了解网络通讯的人都知道，网络通讯最主要的两种通讯协议是TCP协议和UDP协议，以下是我对这两种协议的理解：

1、TCP协议是建立连接的通讯，是可靠的通讯，能保证发出去的数据包不丢失、不重复。

2、UDP协议是无连接的通讯，是不可靠的通讯，UDP尽最大努力保证数据可靠传输，但不保证一定能不出差错、不丢包。

　　这两种通讯方式的优缺点也很明显，TCP要建立连接、麻烦、效率低，一般使用在对数据准确率要求高而实时性不高的情况。相反，UDP协议不建立连接，操作简单，不管对方能否收到，发送端都不停地发送，UDP协议在实时性要求比较高的场合非常合适，例如传输视频、音频数据时，一两帧数据丢失、错误并不会影响用户的体验。所以，在本作品中，使用UDP协议的socket接口进行网络通讯。系统框图如下所示：

　　发送端原理看似较简单，但实际上作者花的最多的时间就在调试发送端上，在下一节将详细讲述发送端的原理和过程。以下是发送端和接收端运行界面：