アナログ無線受信機のウェブベースの 遠隔制御および遠隔聴取の研究
DESCRIPTION
アナログ無線受信機のウェブベースの 遠隔制御および遠隔聴取の研究. 慶應義塾大学環境情報学部 入野 仁志. 本研究の目的と概要. 目的 利用者がどこにいても、ノイズの少ない状態でアナログ無線受信が出来る環境の実現 概要 インターネットを利用して 、 遠隔地にある 無線受信機の遠隔制御及び遠隔聴取機構 の設計と実装を行った 無線受信機制御のための汎用的な制御機構 特殊なハードウェアやソフトウェアを用いない ウェブベース. 本機構の特徴. 既存の、 PC から制御できる無線受信機 専用アプリケーションの存在 ネットワークの利用を考慮していない - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
アナログ無線受信機のウェブベースの遠隔制御および遠隔聴取の研究
慶應義塾大学環境情報学部入野 仁志
本研究の目的と概要
• 目的– 利用者がどこにいても、ノイズの少ない状態でア
ナログ無線受信が出来る環境の実現
• 概要– インターネットを利用して、遠隔地にある無線受
信機の遠隔制御及び遠隔聴取機構の設計と実装を行った
• 無線受信機制御のための汎用的な制御機構• 特殊なハードウェアやソフトウェアを用いない
– ウェブベース
本機構の特徴
• 既存の、 PC から制御できる無線受信機– 専用アプリケーションの存在– ネットワークの利用を考慮していない
→ 汎用的な制御機構の必要性
• 本機構は汎用的な制御機構を作った
背景（無線通信）
• 無線通信の利点– 広範囲で受信可能
• 無線通信の欠点– 良好な受信環境が限定される
• 地理的要因• 設備的要因
– 一度環境構築すると、移動が難しい– 制御場所と聴取場所が同じ
背景（制御）
• PC から制御できる無線受信機が存在する。– 専用アプリケーションの存在– ネットワークの利用が考慮されていない
• ネットワークに接続する場合機種ごとに違う手法が必要となる。
本研究目的の実現のために
• 汎用的な無線受信機制御用インターフェースが必要– 機種ごとにばらばらなインタフェースを隠
蔽する– ネットワークを用いた遠隔制御機構の構築
のコストが低くなる
設計
本機構の設計目標
• 遠隔制御– 多種の無線受信機に柔軟に対応可能– クライアントの計算機環境 (OS 、デバイス ) に依存
しない• ブラウザの利用→ウェブアプリケーション
• 遠隔聴取– クライアントの計算機環境 (OS 、デバイス ) に依存
しないサーバからクライアントへの音声転送機構• ブラウザの利用→ウェブアプリケーション ( アプレット )
本機構の動作手順
Internet
1. クライアントからラジオサーバへ制御の要求
クライアント
ラジオサーバー
無線受信機
2. 機種別の制御信号を送信
4. ラジオサーバからクライアントへ音声の転送
3. 無線受信機の音をラジオサーバのサウンドカードへ入力
本機構の構成
Internet
• サーバサイドスクリプト• 制御コマンド• 音声送信プログラム• 音声受信プログラム
音声受信プログラム
サーバサイドスクリプト
制御コマンド音声送信プログラム
制御
Internet
• サーバサイドスクリプト– 制御のためのユーザインタフェースを提供– 制御コマンドの引数を生成する
• 制御コマンド– 無線受信機への制御信号送信– 機種の差異を隠蔽する– サーバサイドスクリプトから呼び出される
サーバサイドスクリプト
制御コマンド
制御コマンドの扱う機能
• 初期化、シリアルポートとの接続設定• 制御 ON/OFF 、制御状態の取得• 周波数の取得、設定• 変調方式の取得、設定• 音量の設定• スケルチレベルの設定
音声
Internet
• 音声送信プログラム– 音のサンプリング– UDP パケット化と送信
• 音声受信プログラム– ウェブブラウザ上で動作– 利用時に動的にダウンロー
ド– UDP パケット受信と再生
音声受信プログラム
音声送信プログラム
実装
機種個別プログラム
制御
• サーバサイドスクリプト– デザイン部分– 制御コマンドコント
ロール部分• 制御コマンド
– 機種隠蔽プログラム– 設定用ヘッダファイ
ル– 機種個別プログラム
サーバサイドスクリプト( デザイン部分 )サーバサイドスクリプト( 制御コマンドコントロール部分 )
NRD545 PCR100
機種隠蔽プログラム
ユーザの入力機種名
周波数の設定等
サーバサイドスクリプト
• 入力： HTTP の POST メソッド• 出力：制御コマンドの引数
– radio –r “ ラジオ名” – f “ 周波数”– radio –r “ ラジオ名” – m “ 変調方式”
OS FreeBSD 4.5Servlet Engine Jakarta Tomcat 3.2.4使用言語 JAVA
(Servlet + JSP +Beans)
サーバサイドスクリプト( デザイン部分 )サーバサイドスクリプト( 制御コマンドコントロール部分 )
HTTP の POST メソッド
制御コマンドの引数
制御コマンド• 入力：サーバサイドスクリプトが生成した引
数– radio –r “ ラジオ名” – f “ 周波数”
• 出力：各機種個別の制御信号
OS FreeBSD 4.5開発言語
C 言語
使用無線受信機
日本無線 NRD545JCOM PCR100
機種個別プログラム
NRD545 PCR100
機種隠蔽プログラム
ラジオ隠蔽の詳細
• 関数ポインタ用構造体• ヘッダファイル内で配列を所持• 引数によって使う構造体を決定
FUNC radio_f,
radio_f_arr[] =
{
{&nrd545_init, &nrd545_open_serial, &nrd545_get, &nｓ rd545_set, &nrd545_freq_get, &nrd545_freq_set, &nrd545_mode_get, &nrd545_mode_set, &nrd545_afgain_set, &nrd545_sq_level_set,
&nrd545_end},
{&pcr100_init, &pcr100_open_serial, &pcr100_get, &pcr100_set, &pcr100_freq_get, &pcr100_freq_set, &pcr100_mode_get, &pcr100_mode_set, &pcr100_afgain_set, &pcr100_sq_level_set, &pcr100_end},
};
A社の関数ポインタ
B社の関数ポインタ
初期化、状態の取得、状態の設定、周波数の取得、周波数の設定・・・・
機種別の制御信号（例）
NRD545 PCR100
制御開始 "H1\r" “H101\r\n”“G301\r\n”
周波数の設定(10MHz)
“F0010000000\r”
“K0010000000050300\r\n”
変調方式の設定 (FM)
"D5\r"
機種別の実装例（周波数）
• 内部の実装はまったく異なる
int nrd545_freq_set(u_int32_t freq){
nrd545_act_1int(RADIO_FREQ_SET, freq);
sleep(1);
return 1;
}
int nrd545_act_1int(u_int32_t data, int32_t param){
：
case RADIO_FREQ_SET:
if(0 <= param && param <= 2000000000) {
sprintf(in, "F%.10d\r", param);
}
break;
：
int pcr100_freq_set(u_int32_t _freq){
pcr100_freq_mode_filter_set(_freq, state.mode, filter);
}
int pcr100_freq_mode_filter_set(u_int32_t _freq, char _mode, u_int32_t _filter){
char in[21];
int _mode_int;
state.freq = _freq;
state.mode = _mode;
：
sprintf(in, "K0%.10d%.2d%.2d00\r\n", state.freq, _mode_int, filter);
/* printf("%s", in); */
send_cmd(in);
}
NRD545 PCR100
周波数設定用関数
周波数の実際の設定部分
周波数設定関数
周波数と変調方式と
フィルターの設定を行う関数
呼び出し
呼び出し
機種隠蔽部分の実装例 ( 周波数 )
• 同じ方法で呼び出すことができる
周波数の設定
radio_f.freq_set(“ 周波数” );
音声送信プログラム
• 入力 : サウンドデバイスファイル• 出力 : 音声受信プログラムとユニキャスト通信
– RTP/UDP パケット– 8KHz, 8bit, モノラル , μ-law のペイロード
OS FreeBSD 4.5開発言語 C 言語
音声受信プログラム
• 入力 : 音声送信プログラムが送信した RTP パケット• JAVA アプレット
– ポリシーファイルを用いてアプレット制限の回避を行う
OS Windows 2000開発言語 JAVA 1.3.1
JMF 2.1.1
評価
評価項目
• 利用者への計算機環境への依存度• 多種のアナログ無線受信機への対応
利用者への計算機環境への依存度
• ブラウザがある環境下で本制御機構は動作する。
PC PC以外
Windows Linux FreeBSD PDA 携帯電話
制御 ○ ○ ○ ○ ○
多種のアナログ無線受信機への対応
• 新規に対応機種を追加する場合– 機種依存する部分を実装するのみ– 周波数、変調方式設定、スケルチレベルの
設定の機能を持つ
機種個別プログラム
NRD545 PCR100
共通プログラム
まとめ
• ノイズの少ない状態でアナログ無線通信の環境の実現を行った
• 汎用的な無線受信機制御インタフェースを作成した
• 利用者の環境に依存が少ない設計と実装を行った
• 利用者はウェブブラウザのみで利用ができる
今後の展望
音声部分– 圧縮フォーマット– マルチキャスト– 蓄積機構– PC以外のデバイスで動作しない
• （ JAVA の環境がない）
おわり
遠隔から利用
• 遠隔から利用する無線受信機の場所と聴取者の場所を分離する
良好な受信環境下
聞こえる
聞こえない
本機構の利用
聞こえる
ネットワーク
制御の要求
音の転送