【CI130x 离在线】Linux平台从命名管道接收PCM格式数据并转为WAV文件——Python脚本实现
我来为您提供一个完整的解决方案，使用Python实现从命名管道读取PCM数据并转换为WAV文件。
方案概述
我将使用Python实现，因为它有良好的音频处理库支持。程序会监听命名管道，当检测到数据流时开始录制，在数据流中断时自动结束并保存为WAV文件。
#!/usr/bin/env python3
"""
PCM数据采集和WAV转换程序
从命名管道 /tmp/VCM_Send 读取PCM数据并转换为WAV文件
PCM格式: 16kHz, 单声道, 16bit
"""
import os
import sys
import time
import signal
import wave
import argparse
from pathlib import Path
class PCMtoWAVConverter:
def __init__(self, pipe_path, output_dir, sample_rate=16000, channels=1, sample_width=2):
self.pipe_path = pipe_path
self.output_dir = Path(output_dir)
self.sample_rate = sample_rate
self.channels = channels
self.sample_width = sample_width
# 创建输出目录
self.output_dir.mkdir(exist_ok=True)
# 确保命名管道存在
self._ensure_pipe_exists()
self.is_recording = False
self.current_data = bytearray()
def _ensure_pipe_exists(self):
"""确保命名管道存在，如果不存在则创建"""
if not os.path.exists(self.pipe_path):
print(f"创建命名管道: {self.pipe_path}")
os.mkfifo(self.pipe_path)
elif not os.path.ispipe(self.pipe_path):
print(f"错误: {self.pipe_path} 存在但不是命名管道")
sys.exit(1)
def generate_filename(self):
"""生成基于时间戳的输出文件名"""
timestamp = time.strftime("%Y%m%d_%H%M%S")
return self.output_dir / f"recording_{timestamp}.wav"
def save_as_wav(self, data, filename):
"""将PCM数据保存为WAV文件"""
try:
with wave.open(str(filename), 'wb') as wav_file:
wav_file.setnchannels(self.channels)
wav_file.setsampwidth(self.sample_width)
wav_file.setframerate(self.sample_rate)
wav_file.writeframes(data)
file_size = len(data)
duration = file_size / (self.sample_rate * self.channels * self.sample_width)
print(f"已保存: {filename} (时长: {duration:.2f}秒, 大小: {file_size}字节)")
except Exception as e:
print(f"保存WAV文件时出错: {e}")
def monitor_pipe(self, silence_timeout=3.0, chunk_size=1024):
"""
监控命名管道并录制数据
参数:
silence_timeout: 静默超时时间(秒)，超过此时间无数据则认为录制结束
chunk_size: 每次读取的数据块大小
"""
print(f"开始监控命名管道: {self.pipe_path}")
print(f"参数: 采样率={self.sample_rate}Hz, 声道数={self.channels}, 位深度={self.sample_width*8}bit")
print(f"静默超时: {silence_timeout}秒")
print("按 Ctrl+C 停止程序")
last_data_time = None
try:
while True:
# 以二进制模式打开命名管道
with open(self.pipe_path, 'rb') as pipe:
print("检测到数据流，开始录制...")
self.is_recording = True
self.current_data = bytearray()
last_data_time = time.time()
try:
while True:
data = pipe.read(chunk_size)
current_time = time.time()
if data:
self.current_data.extend(data)
last_data_time = current_time
else:
# 检查是否超时
if current_time - last_data_time > silence_timeout:
print("检测到数据流结束")
break
# 短暂休眠避免CPU占用过高
time.sleep(0.1)
except BrokenPipeError:
print("管道连接中断")
# 保存录制的数据
if len(self.current_data) > 0:
filename = self.generate_filename()
self.save_as_wav(bytes(self.current_data), filename)
self.is_recording = False
except KeyboardInterrupt:
print("\n程序被用户中断")
except Exception as e:
print(f"监控过程中出错: {e}")
def continuous_monitor(self, silence_timeout=3.0, chunk_size=1024):
"""
持续监控模式，每次数据流都会创建新的WAV文件
"""
print("进入持续监控模式...")
self.monitor_pipe(silence_timeout, chunk_size)
def signal_handler(sig, frame):
"""处理Ctrl+C信号"""
print('\n程序退出')
sys.exit(0)
def main():
parser = argparse.ArgumentParser(description='从命名管道读取PCM数据并转换为WAV文件')
parser.add_argument('--pipe', default='/tmp/VCM_Send', help='命名管道路径 (默认: /tmp/VCM_Send)')
parser.add_argument('--output', default='./recordings', help='输出目录 (默认: ./recordings)')
parser.add_argument('--timeout', type=float, default=3.0, help='静默超时时间(秒) (默认: 3.0)')
parser.add_argument('--chunk-size', type=int, default=1024, help='读取块大小 (默认: 1024)')
args = parser.parse_args()
# 注册信号处理
signal.signal(signal.SIGINT, signal_handler)
# 创建转换器实例
converter = PCMtoWAVConverter(
pipe_path=args.pipe,
output_dir=args.output,
sample_rate=16000,
channels=1,
sample_width=2
)
# 开始监控
converter.continuous_monitor(
silence_timeout=args.timeout,
chunk_size=args.chunk_size
)
if __name__ == "__main__":
main()使用方法
-
保存脚本：
sudo chmod +x pcm_to_wav.py-
运行程序：
# 基本用法
python3 pcm_to_wav.py
# 自定义参数
python3 pcm_to_wav.py --output /path/to/output --timeout 5.0 --chunk-size 2048-
向管道发送数据测试：
# 在一个终端运行采集程序
python3 pcm_to_wav.py
# 在另一个终端发送测试数据
cat test.pcm > /tmp/VCM_Send自动启动脚本（systemd服务）
创建systemd服务文件 /etc/systemd/system/pcm-recorder.service：
[Unit]
Description=PCM to WAV Recorder
After=network.target
[Service]
Type=simple
User=root
ExecStart=/usr/bin/python3 /path/to/pcm_to_wav.py --output /var/recordings --timeout 5.0
Restart=always
RestartSec=5
[Install]
WantedBy=multi-user.target启用服务：
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable pcm-recorder.service
sudo systemctl start pcm-recorder.service技术特点
-
自动结束检测：使用超时机制检测数据流结束
-
持续监控：程序会持续运行，每次数据流都会创建新的WAV文件
-
错误处理：完善的异常处理机制
-
灵活配置：支持命令行参数配置
-
文件命名：基于时间戳的自动文件命名
浙公网安备 33010602011771号