数据处理系统设计.docx

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数据处理系统设计

摘要

与传统调频广播系统相比，RDS广播系统具有如交通公告、广播寻呼等额外功能，适合传输对数据率要求不高的实时文字信息，提高了广播通信的频率利用率，该系统可广泛应用于车载移动多媒体中。

本课题旨在依据《广播数据系统技术规范》使用C++编程语言对RDS数据进行类封装，然后定义类对象，通过调用类方法将数据解析成对应的文本信息，使用虚拟串口及MFC中封装好的CFile类实现对RDS数据的接收以及将解析后的文字保存和发送，并利用微软提供的SAPI完成语音化模块，将解析得到的文字信息转换成语音信息进行播放。

这样就形成了一套面向RDS数据处理的软件平台，实现对数据进行接收、解析、显示、存储、语音化等一系列功能。

关键词：

RDS，串口通信，数据封装，语音化

Abstract

ComparedwiththeconventionalFMradiosystem,RDSpossessestheadditionalfunctionsuchastrafficannouncement,radiopagingandsoon.Thesystemissuitabletotransmitthereal-timetextmessageswhosedataraterequirementisnothigh.whichimprovesthefrequencyefficiencyofthebroadcastcommunication.Thesystemiswidelyappliedinvehiclemobilemultimedia.

ThisdesignaimsatpackagingtheRDSdataaccordingtotheTheStandardforRDStechniquebymeansofC++programminglanguage,thendefineanobjectfortheclass,translatethedataintocorrespondingtextinformationbycallingthemethodsfortheclass.

MakeuseofthevirtualserialportandCFileclassinMFCtoreceiveRDSdataorstoreandsendthetext,andfinishthephonicrealizationpartthroughtheSAPIsupportedbytheMicrosoft,convertthetranslatedtextintovoiceandbroadcastthem.InthiswayasoftwareplatformforRDSdataprocessingsystemdeveloped,whichrealizesthosefunctionsasdatareceiving,analyzing,showing,storingandphonicrealizing.

Keywords：

RDS；serialcommunication；datapackaging；phonicrealization

第1章绪论

当代社会信息技术高速发展，广播作为一种传输信息的手段为人们广泛接受和使用。

然而提到“广播”二字，人们想到的都是音频信息，实际上并非如此，在传输声音的同时还可以利用很小的一段频率资源来传送文字等信息，这样就提高了频率利用率，也丰富了通信内容，这种技术的发展造就了RDS广播数据系统。

1.1研究背景及意义

广播数据系统（RadioDataSystem,RDS）是在现有调频广播系统的基础上进行了一定的改造，在频率范围为87.5MHz至108MHz的单声道广播信号或调频立体声基带频谱的上边界（57kHz±2.4kHz）外增添一个副载波信道，传输速率为1187.5bps，因此十分适合传输对数据率要求不高的实时文字信息【1-4】。

也就是说，在使用了RDS技术的调频广播中，除了传送一套立体声节目外，也可以同时传送听不见的广播数据，包括符号、数字和文字等内容，为广大静止的和移动的听众提供多种服务。

因此，与传统的调频广播系统相比，RDS广播系统拥有如：

台名显示，标准时间、交通公告、天气预告、节目类型、交通信息广播等附加功能【3】。

目前，社会不断进步，信息技术更是时刻都在迅猛发展，人们对传播媒体的要求也越来越高，对通信业务的需求量也越来越大，人们希望在听到声音的同时还能看到相应的信息，这样看来，传统的调频广播已经无法满足这些需求，无线广播频谱资源也就显得弥足珍贵。

因此，研究如何高效地利用有限的频谱资源为用户提供更多的服务具有非常重要的现实意义。

RDS技术的使用正是体现了高效利用频谱资源这一大特点。

通过对RDS数据信息进行相应处理，可以将数据信息反映在显示屏上，使得用户对一些重要信息一目了然，这样就弥补了传统调频广播只有音频信号这一缺陷，并且这种技术不需建造众多的转发站，是一种高效的信息传送手段，具有节省频率资源、时效性高、投资省、覆盖范围大等突出优点，并且具有明显的社会经济效益。

1.2国内外研究现状

20世纪70年代初期，联邦德国开发了一种为汽车驾驶人员服务的广播信息服务（ARI），ARI附加在调频广播中，能够帮助识别各米波调频广播，解决了在驾车行程中由于调频发射机服务区比较小而经常需要重调收音机的问题。

由于功能有限，远不能满足需要。

不久，欧洲广播联盟组织成立，开发了广播数据系统（RDS），并于1984年公布了首份RDS系统的技术规范。

经过20多年的发展，RDS技术已经逐渐成熟，其在美国和欧洲被人们广泛地运用于手机终端、家庭影院和车载收音机等设备中，然而我国的信息化建设尚未达到十分健全，RDS还没有得到在应用上的推广【6，7】。

RDS具有很大的技术优势和商业价值，我国的相关技术人员也针对无线广播的现状进行了一定研究，随着各专家学者研究工作的不断深入，无线广播的各种价值和潜能也不断得到了开发和应用。

我国信息化建设正在不断发展，信息化网络也正在不断完善，今后，融入多媒体信息技术，发挥娱乐性、方便性、商业性、经济性等优势，是无线数据广播的趋势和目标。

目前，在我国高速公路广播中，希望利用RDS功能来增加终端用户需要的实用信息和功能，帮助用户收听各类节目以及对正在收听的节目提供补充信息，此外还能提供一些针对突发事件的临时播报功能。

1.3发展趋势及展望

RDS技术可以广泛应用于车载移动多媒体中，近年来，车载移动多媒体系统逐渐成为全球范围内一种新型的高技术产业，车载信息系统包括汽车电脑、智能导航仪、行车记录仪、车载多媒体等。

RDS主要用于信息公告、交通管制、自动调频和导航等功能。

通过软件编程设计一套RDS数据处理系统，实现对RDS数据的接收、翻译、显示、音频转化等功能模块，并且各个功能模块可以独立封装，这样便于系统移植，对于将来想要在任何地方使用RDS的设备来说将是十分方便儿经济的【8】。

1.4本文主要内容及章节安排

本设计旨在开发一套面向RDS数据处理的软件平台，在充分理解并且掌握RDS数据的基础上实现对RDS数据的接收、解析、存储、封装、语音化等功能，最终尝试配合相关硬件实现RDS数据完整的处理链，RDS数据处理系统功能如图1.1所示，设计所使用的软件开发平台为MicrosoftVisualStudio2010,设计的核心内容即充分利用C++语言编程的最大特点——面向对象设计方法，也就是定义一些数据类，将其封装，并利用MFC中封装好的一些类及其方法对数据进行处理。

图1.1RDS数据处理系统功能图

论文章节安排如下：

第一章：

介绍RDS广播数据系统的发展历史及研究现状。

第二章：

介绍RDS数据，包括每种组数据的帧结构、各个信息位的定义以及对应文字信息代表的内容。

第三章：

对系统设计所使用的软件开发环境MicrosoftVisualStudio2010及辅助测试软件（VSPM、串口调试助手）介绍。

第四章：

详细论述了程序设计的各个部分，首先对RDS数据进行类定义，包括变量及方法，然后对数据处理的各个功能模块进行设计并完成界面设计，最后进行系统功能测试并对结果进行分析。

第2章RDS数据

RDS数据系统的设计即围绕RDS数据展开，1984年，欧洲广播联盟公布了首份RDS技术规范，其中定义了RDS数据。

我国的RDS相应规范为GB/T15770-1995《广播数据系统（RDS）技术规范》。

2.1RDS数据内容及帧结构

要完成RDS数据处理系统的设计首先需要将RDS数据定义为一种类，用C++语言定义这种数据类就要充分理解和掌握RDS数据的帧结构和数据内容。

RDS数据发送的基本单元称为组，RDS数据共有16种类型：

group0A，group0B，group1A，group1B……group15A，group15B，共32种组。

每一个组（group）由4个块（block）组成：

A块、B块、C块和D块，每块有26位，其中前16位为有效位，后10位为校验位和偏移位，为消息提供误码校验和块、组同步【9,10】，因而一帧RDS数据共有106位，数据帧结构如图2.1所示：

图2.1RDS数据帧结构

RDS数据内容包括电台类型、节目类型、交通公告、标准时间、天气预报等，同时提供了开放式数据接口，为特殊要求用户提供数据文本通道。

RDS数据各组块内容说明如下：

1.A块：

PI节目码（16位）以及位校验码和偏移字（10位）,是快速寻找RDS数据头的依据，PI码是根据特定地区，由EBU组织进行划分的，包括国家识别码、区域识别码和节目基准号；

2.B块：

Grouptypecode（4bit），0-15共16种；B0（1bit）表示类型版本：

0表示A版,1表示B版，版本A仅A数据是PI码，版本B中A块和C块数据均为PI码；TP（1bit），标志是否收到交通信息通告；PTY（5bit）表示节目类型；剩余5bit，不同组型内容不尽相同；

3.C块和D块的具体内容也随group类型不同具有不同的安排，各组数据内容说明如下：

1）0A组：

交通公告识别码TA（1bit），音乐/语言切换M/S（1bit），解码器识别码DI（1bit），DI段地址（2bit），可选频率表AF（16bit），节目业务名称PS（16bit）。

2）0B组：

交通公告识别码TA（1bit），音乐/语言切换M/S（1bit），解码器识别码DI（1bit），DI段地址（2bit），节目业务名称PS（16bit）。

3）1A组：

广播寻呼吗（5bit）,慢标志码（16bit）,节目栏信号PIN（16bit）,包括日（5bit），小时（5bit），分钟（6bit）。

4）1B组：

空闲位（5bit），节目栏信号PIN（16bit）,包括日（5bit），小时（5bit），分钟（6bit）。

5）2A组：

文本A/B标志（1bit），文本段地址（4bit），两块广播文本RT（16bit）。

6）2B组：

文本A/B标志（1bit），文本段地址（4bit），一块广播文本RT（16bit）。

7）4A组：

空闲位（3bit），约简儒略日码（17bit），小时码（5bit），分钟码（6bit），本地时间差（6bit），用于发送本地时间。

8）5A组：

地址识别码（5bit），两块透明数据信道TDC（16bit）。

9）5B组：

地址识别码（5bit），一块透明数据信道TDC（16bit）。

10）6A组和6B组：

内部数据应用。

11）7A组：

寻呼类型A/