07．ソフトウェア実装

Raspberry Pi で実装するプログラムの実装についてまとめます。

概要

ソフトウェア仕様に従い、プログラムを実装します。

ラジオに関する処理 (処理 1-1-1, 1-2-1, 1-3-1 ) は、Pythonで実装します。
予約実行に関する処理 ( 処理 3-1-1 ) は、cron機能にて実現するのでプログラムの実装はありません。
各種機能を、シェルスクリプトで実装します。

実装済みのプログラムファイルのダウンロード

以下のコマンドを実行し、ユーザーのホームディレクトリに移動します。
cd ~

以下のコマンドを実行し、実装済みのプログラムファイルをgithubからダウンロードします。
git clone https://github.com/nobukihiramine/RadioRecordingServer

シェルスクリプトファイルに実行権限の付与

以下のコマンドを実行し、シェルスクリプトファイルに実行権限を付与します。
chmod +x ./RadioRecordingServer/*.sh

ディレクトリ構造

RadioRecordingServerディレクトリ以下は、以下のような構造となっています。

RadioRecordingServer
┗ pymodules
　 ┗ rda5807m

RadioRecordingServer ディレクトリ

シェルスクリプトプログラムファイルがあります。

pymodules ディレクトリ

Pythonプログラムファイルがあります。

rda5807 ディレクトリ

Pythonプログラムファイルが利用するRDA5807Mを操作するためのクラスファイルがあります。

参考）コード

Python

ラジオに関する処理は、Pythonで実装しています。

ラジオを周波数を指定してオンする処理
pymodules/radio_on.py
# radio_on.py # ラジオを周波数を指定してオンする # Arguments # argv[1] : Frequency [MHz] # argv[2] : Quiet mode. Suppress messages. Not radio mute. "0" is not Quiet mode. import sys from rda5807m.rda5807m import RDA5807M # 引数の処理 argc = len( sys.argv ) if( 1 == argc ): # 周波数の指定がない場合はエラー print( "Error : Frequency is not specified." ) sys.exit(254) strFrequencyMHz = sys.argv[1] bQuiet = True if ((3 <= argc) and ("0" != sys.argv[2])) else False # "0"以外は、Quiet mode # ラジオの処理 radio = RDA5807M() # ラジオの電源を入れる if( bQuiet ): radio.begin() radio.setFrequency( int(float(strFrequencyMHz) * 1000), False ) # 周波数はMHzをKHzに変換して渡す。サイレントモード時は、チューニング完了を待たない else: radio.begin() radio.setFrequency( int(float(strFrequencyMHz) * 1000) ) # 周波数はMHzをKHzに変換して渡す。 print( "Radio turned on.") print( " frequency : %4.1f[MHz]" % (radio.getFrequency() / 1000.0) ) # 周波数はKHzで得られるので、MHzに変換して表示する。

ラジオを周波数を指定してオンする処理
pymodules/radio_on.py
# radio_tune.py # ラジオの周波数を変更する # Arguments # argv[1] : Frequency [MHz] # argv[2] : Quiet mode. Suppress messages. Not radio mute. "0" is not Quiet mode. import sys from rda5807m.rda5807m import RDA5807M # 引数の処理 argc = len( sys.argv ) if( 1 == argc ): # 周波数の指定がない場合はエラー print( "Error : Frequency is not specified." ) sys.exit(254) strFrequencyMHz = sys.argv[1] bQuiet = True if ((3 <= argc) and ("0" != sys.argv[2])) else False # "0"以外は、Quiet mode # ラジオの処理 radio = RDA5807M() if( not radio.isPoweredUp() ): # ラジオの電源が入っていない場合はエラー print( "Error : Radio is not turned on." ) sys.exit(254) # 周波数の設定 if( bQuiet ): radio.setFrequency( int(float(strFrequencyMHz) * 1000), False ) # 周波数はMHzをKHzに変換して渡す。サイレントモード時は、チューニング完了を待たない else: radio.setFrequency( int(float(strFrequencyMHz) * 1000) ) # 周波数はMHzをKHzに変換して渡す。 print( "Radio frequency tuned.") print( " frequency : %4.1f[MHz]" % (radio.getFrequency() / 1000.0) ) # 周波数はKHzで得られるので、MHzに変換して表示する。

ラジオをオフする処理
pymodules/radio_off.py
# radio_off.py # ラジオをオフする # Arguments # argv[1] : Quiet mode. Suppress messages. Not radio mute. "0" is not Quiet mode. import sys from rda5807m.rda5807m import RDA5807M # 引数の処理 argc = len( sys.argv ) bQuiet = True if ((2 <= argc) and ("0" != sys.argv[1])) else False # "0"以外は、Quiet mode # ラジオの処理 radio = RDA5807M() if( not radio.isPoweredUp() ): # ラジオが電源が既に切れている if( not bQuiet ): print( "Radio is already turned off." ) sys.exit(0) # ラジオの電源を切る radio.end() if( not bQuiet ): print( "Radio turned off." )

シェルスクリプト

各種機能を、シェルスクリプトで実装しています。

ラジオを聴くことを開始する機能
listen_on.sh
#!/bin/bash （・・・略・・・） # listen_on.sh # ラジオの聴取開始 # Arguments # $1 : Frequency [MHz] cd "$(dirname "$0")" readonly FREQUENCY_MHZ="$1" # ラジオ周波数の指定は必須 if [ "" = "${FREQUENCY_MHZ}" ]; then echo "Error : Frequency[MHz] is not specified." exit fi # マイク端子から入るラジオ音源を、イヤホン端子にループバックする # load済みのmodule-loopbackがない場合のみ処理 readonly INFO_LOADED_MODULE_LOOPBACK=$(pactl list modules short | grep module-loopback) if [ "" = "${INFO_LOADED_MODULE_LOOPBACK}" ]; then # 「pactl load-module」の結果、loadされたモジュールの番号が標準出力されるので、出力をnullデバイスにリダイレクト。 pactl load-module module-loopback > /dev/null fi # ラジオON # ffmpegのプロセスがない場合のみ処理。プロセスがある場合は、ラジオ録音中なのでラジオ処理なし。 readonly INFO_FFMPEG_PROCESS=$(ps aux | grep [f]fmpeg) if [ "" != "${INFO_FFMPEG_PROCESS}" ]; then echo "Now Recording! Skipped Radio-On." else python3 ./pymodules/radio_on.py $FREQUENCY_MHZ fi

ラジオを聴く周波数を変更する機能
listen_tune.sh
#!/bin/bash （・・・略・・・） # listen_tune.sh # 周波数の変更 # Arguments # $1 : Frequency [MHz] cd "$(dirname "$0")" readonly FREQUENCY_MHZ="$1" # ラジオ周波数の指定は必須 if [ "" = "${FREQUENCY_MHZ}" ]; then echo "Error : Frequency[MHz] is not specified." exit fi # load済みのmodule-loopbackがない場合はリスニング中でない readonly INFO_LOADED_MODULE_LOOPBACK=$(pactl list modules short | grep module-loopback) if [ "" = "${INFO_LOADED_MODULE_LOOPBACK}" ]; then echo "Error : Not listening to radio." exit fi # 周波数の設定 # ffmpegのプロセスがない場合のみ処理。プロセスがある場合は、ラジオ録音中なのでラジオ処理なし。 readonly INFO_FFMPEG_PROCESS=$(ps aux | grep [f]fmpeg) if [ "" != "${INFO_FFMPEG_PROCESS}" ]; then echo "Now Recording! Skipped Radio tuning." else python3 ./pymodules/radio_tune.py $FREQUENCY_MHZ fi

ラジオを聴くことを終了する機能
listen_off.sh
#!/bin/bash （・・・略・・・） # listen_off.sh # ラジオの聴取終了 # Arguments # None cd "$(dirname "$0")" # マイク端子から入るラジオ音源を、イヤホン端子にループバックの終了 # load済みのmodule-loopbackがある場合のみ処理 readonly INFO_LOADED_MODULE_LOOPBACK=$(pactl list modules short | grep module-loopback) if [ "" != "${INFO_LOADED_MODULE_LOOPBACK}" ]; then pactl unload-module module-loopback fi # ラジオOFF # ffmpegのプロセスがない場合のみ処理。プロセスがある場合は、ラジオ録音中なのでラジオ処理なし。 readonly INFO_FFMPEG_PROCESS=$(ps aux | grep [f]fmpeg) if [ "" != "${INFO_FFMPEG_PROCESS}" ]; then echo "Now Recording! Skipped Radio-Off." else python3 ./pymodules/radio_off.py fi

ラジオを録音する機能
record.sh
#!/bin/bash （・・・略・・・） # record.sh # ラジオの録音 # Arguments # $1 : Frequency [MHz] # $2 : Recording length [minute] # $3 : Bit rate for mp3 file [kbps] : Optional. Default is 128[kbps]. # $4 : Output directory path : Optional. Default is current directory. # $5 : Scheduled recording name : Optional. # $6 : Enable 'Save as WAV and Convert to MP3 later' : Optional. Default is Disable. readonly WORK_DIR_ORG=$(pwd) cd "$(dirname "$0")" readonly FREQUENCY_MHZ="$1" readonly REC_LENGTH_MINUTE="$2" readonly BITRATE_KBPS="${3:-128}" OUTPUT_DIR="${4:-.}" readonly SCHEDULED_RECORDING_NAME="$5" readonly WAV2MP3="$6" readonly DATETIME=$(date "+%Y%m%d%H%M") # ラジオ周波数の指定は必須 if [ "" = "${FREQUENCY_MHZ}" ]; then echo "Error : Frequency[MHz] is not specified." echo "${DATETIME}" >> debug.txt echo "Error : Frequency[MHz] is not specified." >> debug.txt exit fi # 録音時間の指定は必須 if [ "" = "${REC_LENGTH_MINUTE}" ]; then echo "Error : Record length [minute] is not specified." echo "${DATETIME}" >> debug.txt echo "Error : Record length [minute] is not specified." >> debug.txt exit fi # 出力ディレクトリの先頭が「~/」の場合は、ホームディレクトリからの相対パス指定であり、ホームディレクトリと結合する。 if [ "~" = "${OUTPUT_DIR}" ]; then OUTPUT_DIR="$(echo ~)" elif [ "~/" = "${OUTPUT_DIR:0:2}" ]; then OUTPUT_DIR="$(echo ~)/${OUTPUT_DIR:2}" fi # 出力ディレクトリの先頭が「/」でない場合は、ワークディレクトリからの相対パスであり、元々のワークディレクトリと結合する。 if [ "/" != "${OUTPUT_DIR:0:1}" ]; then OUTPUT_DIR="${WORK_DIR_ORG}/${OUTPUT_DIR}" fi # 出力ディレクトリがない場合は作成する mkdir -p "${OUTPUT_DIR}" result=$? if [ $result -ne 0 ]; then echo "Error : mkdir failed." echo "${DATETIME}" >> debug.txt echo "Error : mkdir failed." >> debug.txt exit fi # 出力ファイルパスの作成 if [ "" = "${SCHEDULED_RECORDING_NAME}" ]; then readonly MP3_FILE_PATH="${OUTPUT_DIR}/${FREQUENCY_MHZ}_${DATETIME}.mp3" else readonly MP3_FILE_PATH="${OUTPUT_DIR}/${SCHEDULED_RECORDING_NAME}_${FREQUENCY_MHZ}_${DATETIME}.mp3" fi # 録音時間[秒] readonly REC_LENGTH_SEC=$(( REC_LENGTH_MINUTE * 60 )) # ラジオの起動(quiet modeで起動) python3 ./pymodules/radio_on.py ${FREQUENCY_MHZ} quiet result=$? if [ $result -ne 0 ]; then echo "Error : Radio could not start." echo "${DATETIME}" >> debug.txt echo "Error : Radio could not start." >> debug.txt exit fi # 録音の開始 # ffmpegを利用しデフォルトキャプチャデバイス(=USBオーディオアダプタのマイク端子)に入る音声をmp3に変換する。 # WAV2MP3が有効な場合は、arecordを利用しwavとして保存し、後で、mp3に変換する。ここでwavとして保存する。 if [ "" != "${WAV2MP3}" ]; then arecord -d "${REC_LENGTH_SEC}" \ -f S16_LE -c 2 -r 44100 \ "${MP3_FILE_PATH}".wav \ --quiet else ffmpeg -t "${REC_LENGTH_SEC}" \ -f alsa -i default \ -vn -ac 2 -ar 44100 -ab "${BITRATE_KBPS}"k -acodec libmp3lame \ "${MP3_FILE_PATH}" \ -loglevel error fi # ラジオの終了 # 連続録音の場合はラジオ終了しない。 # 5秒待機後、ffmpegのプロセスがあるかで、連続録音か判定。 sleep 5 # ffmpegのプロセスがない場合のみ処理。プロセスがある場合は、別のラジオ録音中なのでラジオ処理なし。 # load済みのmodule-loopbackがない場合のみ処理。ある場合は、ラジオリスニング中なのでラジオ処理なし。 readonly INFO_FFMPEG_PROCESS=$(ps aux | grep [f]fmpeg) readonly INFO_LOADED_MODULE_LOOPBACK=$(pactl list modules short | grep module-loopback) if [ "" != "${INFO_FFMPEG_PROCESS}" ]; then echo "Now Recording! Skipped Radio-Off." elif [ "" != "${INFO_LOADED_MODULE_LOOPBACK}" ]; then echo "Now Listening! Skipped Radio-Off." else # ラジオの終了(quiet modeで終了) python3 ./pymodules/radio_off.py quiet fi # WAV2MP3が有効な場合は、arecordでwav保存し、後で、mp3に変換する。ここでmp3に変換する。 if [ "" != "${WAV2MP3}" ]; then ffmpeg -i "${MP3_FILE_PATH}".wav \ -vn -ac 2 -ar 44100 -ab "${BITRATE_KBPS}"k -acodec libmp3lame \ "${MP3_FILE_PATH}" \ -loglevel error rm -f "${MP3_FILE_PATH}".wav fi

ダウンロード

github.com上のリポジトリページ

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