网络电台系统的设计与实现
林大华
摘要：针对当前网络电台发展需要，该首先描述了网络电台的相关定义，其次在JAVA多媒体技术的基础上，设计并实现了一个基于JMF的网络电台软件，可以实现音频的实时通信传播。
关键词：java媒体框架；音频；实时传输协议
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）12-0082-02
如今的高速的网络信息时代，高速便捷的社会里，网络逐渐成为人类工作、学习、生活的必需物。网络电台的出现也成为了必然，网络电台代替传统的电台是一个时代进步的必然进程。网络电台是随着网络的发展，如今的网络技术给网络电台的出现提供了成熟的环境。网络电台的含义就是在网络上搭建的电台。网络电台就是把以前的电台搬到了互联网上，没有发射塔，有的只是快捷便利的网络，在这里没有麻烦的编录设备，可以享受到电脑的方便；只要使用电脑，随意一敲，就可以收听到电台的美妙。当前网络电台分为联播电台、商业电台、个人电台等等。与传统电台比较，网络电台的优势，一是迅捷性、无限性。二是交互性和个性化。在如今互联网上虽然已经拥有很多的用户，但是依然有着很大的潜力，可以挖掘更多的客户，这就为网络电台的出现和发展做了很好的铺垫。据调查，网络电台都是中学生与大学生用户为主，这些年轻受众为网络电台的经营提供了生存空间与可能。网络电台的作用更加大了，不仅局限在娱乐，更加的在现场监控及数据采集系统SCADA、分布式自动控制系统、小区智能安防系统、车船调度等上面都开始广泛的运用。
本文所采用的方案是基于JAVA媒体框架，采用RTP/RTCP协议，在发送端和接收端之间进行一对一传输的网络电台系统。优点是确保媒体流在网络中低时延、高质量地传输。
1 相关技术介绍
1.1 流媒体技术
流媒体技术也被叫为流式媒体技术.它的原理就是把压缩后的影像和声音信息放上网站服务器，让用户不用全部下载完成才能观看收听，而是边下载边观看、收听的网络传输技术。流媒体技术的原理是这样的：服务器在向用户传输多媒体文件时，不是一次将文件整体发送出去，而是按播放的时间顺序将其分为小的片断，类似于图像中的帧，然后将这些片断依次传给用户。用户的网络播放工具接收到这些片断后，连续播放，就可以产生完整的声音和图像，只是开始时有些延迟。网上直播时多媒体文件的产生也是不断生成新的片断。而且流媒体的声音、图像不会占用你的硬盘空间，流进你的机器后会继续流出你的机器，消失掉。为了保证声音、图像的播放效果，服务器与用户计算机间的网络传输速度有一定的要求。如果网络传输速度较慢，播放时就会出现断断续续的现象。很多网站可以根据用户的实际带宽，向用户提供不同清晰度的播放效果。一般来说，播放声音需要4kb/s以上的传输速度，图像需要每秒几十千比特到每秒几百千比特。
1.2 JMF
JMF是JAVA的扩展框架，允许用户制作纯音频流和视频流。Java媒体框架JMF（Java Media Framework）是一个把音频、视频和其他基于时间的媒体结合到Java程序和Applet中的应用程序接口。它让Java程序具有捕捉音频和视频信号，存储、播放并处理多媒体数据等功能，除此之外还能传输多媒体数据和编译多媒体数据格式。JMF包括了和RTP APIJMF API。前者主要是在网络上传输和接收媒体流，后者具有捕捉、处理、存储和播放媒体等功能。
2 系统设计与实现
2.1 系统设计
本软件分为发送端与接收端两部分，下面分别介绍发送端与接收端的功能模块。
发送端功能模块：
1）音频采集和传输模块；
接收端功能模块：
1）音频接收和播放模块；
2）总的功能模块图见图1。
2.1.1 音频采集和传输模块的功能介绍
此模块的功能主要实现从麦克风中采集音频，然后进行音频的编码，之后利用RTP协议在Internet网络中实时传输音频数据流。此模块当中需要设置接收端的IP地址和端口号。当发送端启动后，按照设置的IP地址和端口号来构造目的会话地址进行传输。
2.1.2 音频接收和播放模块的功能介绍
此模块的功能主要是利用RTP协议实时接收来自发送端的媒体数据流，并为每一种新接收到的媒体数据流产生一个播放器，一边接收媒体数据，一边将媒体数据播放出来。此模块当中需要输入发送端的IP地址和端口号，由此可以跟发送端建立连接。
2.2 系统实现
2.2.1 音频采集和传输模块的实现
该模块中主要包括2大类。一个是AudioTransmit类用于音频数据流网络实时传输的。另一个类是AudioCapture是人机交互的用户界面类，该类中包含了main（）方法，即它也是该模块的启动类。
2.2.1.1 AudioCapture类
包含以下几个成员函数：
1）jbInit（），用来设置界面和添加事件的监听。
2）buttonCaptureTransmit_actionPerformed（），用来响应开始音频采集和传输按钮消息。
3）buttonStop_actionPerformed（），用来响应停止按钮消息。
4）this_windowClosing（），用来响应窗口中的关闭按钮消息。
2.2.1.2 RTPTransmit类
包含以下几个主要成员函数：
1）start（），用来启动RTP数据流传输。
2）createProcessor（），用来指定的媒体定位器产生一个处理器。
3）createTransmitter（），为处理器的每一个媒体磁道产生一个RTP会话。
4）stop（），用来停止RTP数据流传输。
5）waitForState（），等待处理器达到相应的状态。
2.2.2 音频接收和播放模块的实现
使用RTP协议实现媒体数据流接收和播放的类为RTPReceive。
1）ReceiveStreamListener在实现监听接口好，NewReceiveStreamEvent事件被监听；
2）NewReceiveStreamEvent在接收到这个，为了获取RTP数据源（DataSource）可以经过事件获取接收媒体数据流（Receivestream），然后接收媒体数据流。
3）给Manager.createPlayer（）传递数据源产生一个播放器。
4）播放器添加了监听器，实现了播放器后，播放数据就可以显示了。
RTP会话是在RTPManager管理器来通过管理的，RTP会话和表现媒体数据接收后，RTPReceive类需要实现SessionListener、ReceiveStreamListener和ControllerListener监听接口。
在本模块中，还定义三个内部使用的类：SessionLable类用来解析用户输入的用于RTP会话的目的端（发送端）的IP地址和端口号、PlayWindow类用来实现完成播放器窗口的功能、PlayerPanel类用来为播放器在PlayerWindow窗口中添加视频组件和控制组件。
2.2.3 基于JMF的网络电台软件的功能测试
打开命令提示符窗口，用cd命令进入代码文件所在目录，输入javac *.java来编译test目录下的所有java文件（代码文件），然后输入java audiovideotransmit命令来启动软件，软件启动后，首先要设置接收端的IP地址、端口号这两个参数，点击开始音频采集和传输按钮后，就会接收到音频数据流并开始播放的界面，如图2所示。
2 结束语
虽然系统具备了一些优点和值得肯定的方面。但由于时间及水平有限，目前实现的网络电台软件还是比较粗糙的，还有很多方面可以有待提高：
1）实现接收端的界面化，这样操作更加简便。
2）增加文字图像功能，丰富电台形式。
3）发送方播放文件，接收方将接受到的音频录制成文件。
4）实现一对多的播放模式。
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