树莓派发射FM波——搭建私人小电台

时间：2022-10-11 08:12:56

树莓派的应用十分广泛，有很多奇思妙想的应用非常有趣，在这里我们想实现一个小电台的功能，但是在这里需要说明，私人架设电台是违法行为，所以本案只作为自我娱乐所用，不能发射大功率的信号干扰正常的FM频段。

　　这里需要用到一个开源的小软件PiFmRds" target="_blank">PiFmRds，这个小软件最早是由两位外国朋友Oliver Mattos and Oskar Weigl 开发的，后来，Richard Hirst把这个小软件改成由DMA实现，减少了CPU资源的占用。再后来Christophe Jacquet继续修改软件，添加了RDS数据生成器和调制器，发射器使用Raspberry Pi的PWM发生器产生VHF信号，该软件与Raspberry Pi 1、2和3都兼容。

　　该小软件依赖sndfile库，首先安装该库：

  1. sudo apt-get install libsndfile1-dev

　　接下来克隆小软件的源码：

　　然后进行编译：

  1. cd PiFmRds/src
  2. make clean
  3. make

　　编译完成后，输入以下命令运行程序

  1. sudo ./pi_fm_rds

　　此时就会在树莓派的GPIO 4 (40针P1接口的第7管脚)上产生FM发射波，默认频率107.9，这个辐射范围通常在100厘米左右，增加20cm的杜邦线，可以使得发射范围增加到100米。

树莓派发射FM波——搭建私人小电台

　　在pi_fm_rds源码目录中有五个wav声音文件作为示例，可以执行如下命令播放音频。

  1. sudo ./pi_fm_rds -audio sound.wav -freq 100.6

树莓派发射FM波——搭建私人小电台

　　此时就可以听到一段英文发音，这个时间非常短，只有4秒钟左右，重复执行就可以多次听到了。

　　pi_fm_rds更多的应用语法如下：

　　pi_fm_rds [-freq freq] [-audio file] [-ppm ppm_error] [-pi pi_code] [-ps ps_text] [-rt rt_text]

　　所有参数都是可选的：

  • -freq指定载波频率（以MHz为单位）。例如：-freq 100.6。
  • -audio指定一个音频文件作为音频播放。如果提供立体声文件，则Pi-FM-RDS将产生FM立体声信号。例如：-audio sound.wav。支持的格式取决于libsndfile。这包括WAV和Ogg / Vorbis（等），但不包括MP3。
  • -pi指定RDS广播的PI代码。4个十六进制数字。例如：-pi FFFF。
  • -ps指定RDS广播的电台名称（节目服务名称，PS）。限制：8个字符。例如：-ps RASP-PI。
  • -rt指定要传输的无线文本（RT）。限制：64个字符。例如：-rt 'Hello, world!'。
  • -ctl 指定一个命名管道（FIFO）作为控制通道在运行时改变PS和RT。
  • -ppm 以百万分率（ppm）为单位指定树莓派的振荡器误差。

　　如果使用参数-audio -，注意，-audio 后面是一个短横线，Pi-FM-RDS将读取标准输入上的音频数据，这允许您将程序的输出传送到Pi-FM-RDS。他有什么作用呢，这就为我们播放MP3预留了接口，例如，这可以用于使用Sox读取MP3文件：

  1. sox -t mp3 Music.mp3 -t wav - | sudo ./pi_fm_rds -audio -

　　这个操作的意思是使用sox工具读取Music.mp3，转换成wav格式并输出到标准输出，同时使用pi_fm_rds来播放(发射)标准输入中的文件(流)。

　　或者将声卡的AUX输入传送到Pi-FM-RDS：

  1. sudo arecord -fS16_LE -r 44100  -c 2 - | sudo ./pi_fm_rds -audio -
  2. 超级容易卡死很用CPU

　　CPU使用情况如下：

树莓派发射FM波——搭建私人小电台

　　添加音频时，CPU使用率显著增加，因为程序必须将输入音频文件的采样率采样到228 kHz，即其内部操作采样率，这一动作还是非常消耗CPU资源的。

　　通过以上操作，一个小小的私人电台就搭建好了，但是在此重申，搭建私人电台是违法行为，自己短时间，小范围的玩玩可以，不要干扰了正常的FM频段，否则后果很严重。

man sox
rec -c1 -r16000 xxx.wav可以录制音频 c指的是声道数 r值得是采样率
play xxx.wav播放
sox -V xxx.wav -n查看wav文件的详细参数

example：16k的音频降采样到8k

sox -r 16000 input.wav -r 8000 output.wav

多个单通道合并为多通道： sox 1.wav 2.wav 3.wav -t wavpcm -M 4.wav # 4.wav是3通道的
多个单通道融合为单通道： sox 1.wav 2.wav 3.wav -t wavpcm -m 4.wav # 4.wav是单通道的

sox input.wav  -c1 output.wav mixer -l

mp3转wav
①安装sox：

sudo apt-get install lame

sudo apt-get install sox

sudo apt-get install libsox-fmt-mp3

②转换方法
mp3/wav等等格式转换成ogg格式：
打开终端，输入: sox 1.mp3 1.ogg
wav转换mp3格式：
打开终端，输入: sox 1.wav 1.mp3

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