kopia lustrzana https://github.com/rs1729/RS
meteomodem pilotsonde
Zilog80
rodzic
b47193868d
commit
4e4da3f708
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@ -0,0 +1,596 @@
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/*
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* pilotsonde
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* FSK, 4800 baud, 8N1, little endian
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*
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* gcc -o m12 m12.c -lm
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*
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*/
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#include <stdio.h>
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#include <stdlib.h>
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#include <string.h>
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#include <math.h>
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#ifdef WIN
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#include <fcntl.h> // cygwin: _setmode()
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#include <io.h>
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#endif
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typedef unsigned char ui8_t;
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typedef unsigned short ui16_t;
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typedef struct {
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int lat; int lon; int alt;
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int vE; int vN; int vU;
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double vH; double vD; double vV;
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int date; int time;
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} datum_t;
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datum_t datum;
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int option_verbose = 0, // ausfuehrliche Anzeige
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option_raw = 0, // rohe Frames
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option_inv = 0, // invertiert Signal
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option_auto = 0,
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||||
option_dc = 0, // non-constant bias
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||||
option_res = 0, // genauere Bitmessung
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wavloaded = 0;
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#define BAUD_RATE 4800
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int sample_rate = 0, bits_sample = 0, channels = 0;
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float samples_per_bit = 0;
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int findstr(char *buf, char *str, int pos) {
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int i;
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for (i = 0; i < 4; i++) {
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if (buf[(pos+i)%4] != str[i]) break;
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}
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return i;
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||||
}
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||||
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||||
int read_wav_header(FILE *fp) {
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char txt[4+1] = "\0\0\0\0";
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||||
unsigned char dat[4];
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||||
int byte, p=0;
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||||
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||||
if (fread(txt, 1, 4, fp) < 4) return -1;
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||||
if (strncmp(txt, "RIFF", 4)) return -1;
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||||
if (fread(txt, 1, 4, fp) < 4) return -1;
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||||
// pos_WAVE = 8L
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||||
if (fread(txt, 1, 4, fp) < 4) return -1;
|
||||
if (strncmp(txt, "WAVE", 4)) return -1;
|
||||
// pos_fmt = 12L
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||||
for ( ; ; ) {
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||||
if ( (byte=fgetc(fp)) == EOF ) return -1;
|
||||
txt[p % 4] = byte;
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||||
p++; if (p==4) p=0;
|
||||
if (findstr(txt, "fmt ", p) == 4) break;
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||||
}
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||||
if (fread(dat, 1, 4, fp) < 4) return -1;
|
||||
if (fread(dat, 1, 2, fp) < 2) return -1;
|
||||
|
||||
if (fread(dat, 1, 2, fp) < 2) return -1;
|
||||
channels = dat[0] + (dat[1] << 8);
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||||
|
||||
if (fread(dat, 1, 4, fp) < 4) return -1;
|
||||
memcpy(&sample_rate, dat, 4); //sample_rate = dat[0]|(dat[1]<<8)|(dat[2]<<16)|(dat[3]<<24);
|
||||
|
||||
if (fread(dat, 1, 4, fp) < 4) return -1;
|
||||
if (fread(dat, 1, 2, fp) < 2) return -1;
|
||||
//byte = dat[0] + (dat[1] << 8);
|
||||
|
||||
if (fread(dat, 1, 2, fp) < 2) return -1;
|
||||
bits_sample = dat[0] + (dat[1] << 8);
|
||||
|
||||
// pos_dat = 36L + info
|
||||
for ( ; ; ) {
|
||||
if ( (byte=fgetc(fp)) == EOF ) return -1;
|
||||
txt[p % 4] = byte;
|
||||
p++; if (p==4) p=0;
|
||||
if (findstr(txt, "data", p) == 4) break;
|
||||
}
|
||||
if (fread(dat, 1, 4, fp) < 4) return -1;
|
||||
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||||
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||||
fprintf(stderr, "sample_rate: %d\n", sample_rate);
|
||||
fprintf(stderr, "bits : %d\n", bits_sample);
|
||||
fprintf(stderr, "channels : %d\n", channels);
|
||||
|
||||
if ((bits_sample != 8) && (bits_sample != 16)) return -1;
|
||||
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||||
samples_per_bit = sample_rate/(float)BAUD_RATE;
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||||
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||||
fprintf(stderr, "samples/bit: %.2f\n", samples_per_bit);
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||||
|
||||
return 0;
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||||
}
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||||
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||||
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#define EOF_INT 0x1000000
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int read_signed_sample(FILE *fp) { // int = i32_t
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||||
int byte, i, ret; // EOF -> 0x1000000
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||||
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||||
for (i = 0; i < channels; i++) {
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||||
// i = 0: links bzw. mono
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||||
byte = fgetc(fp);
|
||||
if (byte == EOF) return EOF_INT;
|
||||
if (i == 0) ret = byte;
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||||
|
||||
if (bits_sample == 16) {
|
||||
byte = fgetc(fp);
|
||||
if (byte == EOF) return EOF_INT;
|
||||
if (i == 0) ret += byte << 8;
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||||
}
|
||||
|
||||
}
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||||
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||||
if (bits_sample == 8) return ret-128; // 8bit: 00..FF, centerpoint 0x80=128
|
||||
if (bits_sample == 16) return (short)ret;
|
||||
|
||||
return ret;
|
||||
}
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||||
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||||
unsigned long sample_count = 0;
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int wlen;
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||||
int *sample_buff = NULL;
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||||
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||||
int read_filter_sample(FILE *fp) {
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||||
int i; // wenn sample_buff[] ein 8N1-byte umfasst,
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||||
int s0, s, y; // mit (max+min)/2 Mittelwert bestimmen;
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||||
static int min, max; // Glaettung durch lowpass/moving average empfohlen
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||||
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||||
s = read_signed_sample(fp);
|
||||
if (s == EOF_INT) return EOF_INT;
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||||
|
||||
s0 = sample_buff[sample_count % wlen];
|
||||
sample_buff[sample_count % wlen] = s;
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||||
|
||||
y = 0;
|
||||
if (sample_count > wlen-1) {
|
||||
|
||||
if (s < min) min = s;
|
||||
else {
|
||||
if (s0 <= min) {
|
||||
min = sample_buff[0];
|
||||
for (i = 1; i < wlen; i++) {
|
||||
if (sample_buff[i] < min) min = sample_buff[i];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (s > max) max = s;
|
||||
else {
|
||||
if (s0 >= max) {
|
||||
max = sample_buff[0];
|
||||
for (i = 1; i < wlen; i++) {
|
||||
if (sample_buff[i] > max) max = sample_buff[i];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
y = sample_buff[(sample_count+wlen-1)%wlen] - (min+max)/2;
|
||||
|
||||
}
|
||||
else if (sample_count == wlen-1) {
|
||||
min = sample_buff[0];
|
||||
max = sample_buff[0];
|
||||
for (i = 1; i < wlen; i++) {
|
||||
if (sample_buff[i] < min) min = sample_buff[i];
|
||||
if (sample_buff[i] > max) max = sample_buff[i];
|
||||
}
|
||||
y = sample_buff[(sample_count+wlen-1)%wlen] - (min+max)/2;
|
||||
}
|
||||
|
||||
sample_count++;
|
||||
|
||||
return y;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int par=1, par_alt=1;
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||||
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||||
int read_bits_fsk(FILE *fp, int *bit, int *len) {
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||||
static int sample;
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||||
int n, y0;
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||||
float l, x1;
|
||||
static float x0;
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||||
|
||||
n = 0;
|
||||
do{
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||||
y0 = sample;
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||||
|
||||
if (option_dc) sample = read_filter_sample(fp);
|
||||
else sample = read_signed_sample(fp);
|
||||
|
||||
if (sample == EOF_INT) return EOF;
|
||||
//sample_count++;
|
||||
par_alt = par;
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||||
par = (sample >= 0) ? 1 : -1; // 8bit: 0..127,128..255 (-128..-1,0..127)
|
||||
n++;
|
||||
} while (par*par_alt > 0);
|
||||
|
||||
if (!option_res) l = (float)n / samples_per_bit;
|
||||
else { // genauere Bitlaengen-Messung
|
||||
x1 = sample/(float)(sample-y0); // hilft bei niedriger sample rate
|
||||
l = (n+x0-x1) / samples_per_bit; // meist mehr frames (nicht immer)
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||||
x0 = x1;
|
||||
}
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||||
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||||
*len = (int)(l+0.5);
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||||
|
||||
if (!option_inv) *bit = (1+par_alt)/2; // oben 1, unten -1
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||||
else *bit = (1-par_alt)/2; // sdr#<rev1381?, invers: unten 1, oben -1
|
||||
// *bit = (1+inv*par_alt)/2; // ausser inv=0
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||||
|
||||
/* Y-offset ? */
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* -------------------------------------------------------------------------- */
|
||||
|
||||
|
||||
#define BITS (1+8+1) // 8N1 = 10bit/byte: 0bbbbbbbb1
|
||||
#define HEADLEN (20) // HEADLEN+HEADOFS=32 <= strlen(header)
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||||
#define HEADOFS 0
|
||||
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||||
// A A A A
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||||
char header[] = "0010101011""0010101011";
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||||
|
||||
#define FRAME_LEN (50+1)
|
||||
#define BITFRAME_LEN (FRAME_LEN*BITS)
|
||||
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||||
char buf[HEADLEN];
|
||||
int bufpos = -1;
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||||
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||||
#define FRAMESTART 0
|
||||
char frame_bits[BITFRAME_LEN+4];
|
||||
ui8_t frame_bytes[FRAME_LEN+10];
|
||||
|
||||
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||||
void inc_bufpos() {
|
||||
bufpos = (bufpos+1) % HEADLEN;
|
||||
}
|
||||
|
||||
char cb_inv(char c) {
|
||||
if (c == '0') return '1';
|
||||
if (c == '1') return '0';
|
||||
return c;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
int compare2() {
|
||||
int i, j;
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||||
|
||||
i = 0;
|
||||
j = bufpos;
|
||||
while (i < HEADLEN) {
|
||||
if (j < 0) j = HEADLEN-1;
|
||||
if (buf[j] != header[HEADOFS+HEADLEN-1-i]) break;
|
||||
j--;
|
||||
i++;
|
||||
}
|
||||
if (i == HEADLEN) return 1;
|
||||
|
||||
if (option_auto) {
|
||||
i = 0;
|
||||
j = bufpos;
|
||||
while (i < HEADLEN) {
|
||||
if (j < 0) j = HEADLEN-1;
|
||||
if (buf[j] != cb_inv(header[HEADOFS+HEADLEN-1-i])) break;
|
||||
j--;
|
||||
i++;
|
||||
}
|
||||
if (i == HEADLEN) return -1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
int bits2bytes(char *bitstr, ui8_t *bytes) {
|
||||
int i, bit, d, byteval;
|
||||
int bitpos, bytepos;
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||||
|
||||
bitpos = 0;
|
||||
bytepos = 0;
|
||||
|
||||
while (bitpos < BITFRAME_LEN) {
|
||||
|
||||
byteval = 0;
|
||||
d = 1;
|
||||
for (i = 1; i < BITS-1; i++) {
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||||
bit=*(bitstr+bitpos+i); /* little endian */
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||||
//bit=*(bitstr+bitpos+BITS-1-i); /* big endian */
|
||||
if (bit == '1') byteval += d;
|
||||
else /*if ((bit == '0') || (bit == 'x'))*/ byteval += 0;
|
||||
d <<= 1;
|
||||
}
|
||||
byteval &= 0xFF;
|
||||
bitpos += BITS;
|
||||
|
||||
if (bytepos == 0 && byteval == 0xAA) continue;
|
||||
|
||||
bytes[bytepos++] = byteval & 0xFF;
|
||||
|
||||
}
|
||||
|
||||
//while (bytepos < FRAME_LEN) bytes[bytepos++] = 0;
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
/* -------------------------------------------------------------------------- */
|
||||
|
||||
#define OFS (0x00)
|
||||
#define pos_GPSlat (OFS+0x03) // 4 byte
|
||||
#define pos_GPSlon (OFS+0x07) // 4 byte
|
||||
#define pos_GPSalt (OFS+0x0B) // 4 byte
|
||||
#define pos_GPSvE (OFS+0x0F) // 2 byte
|
||||
#define pos_GPSvN (OFS+0x11) // 2 byte
|
||||
#define pos_GPSvU (OFS+0x13) // 2 byte
|
||||
#define pos_GPStime (OFS+0x15) // 4 byte
|
||||
#define pos_GPSdate (OFS+0x19) // 4 byte
|
||||
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||||
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||||
int get_GPSpos() {
|
||||
int i;
|
||||
ui8_t bytes[4];
|
||||
int val;
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||||
|
||||
for (i = 0; i < 4; i++) bytes[i] = frame_bytes[pos_GPSlat + i];
|
||||
val = 0;
|
||||
for (i = 0; i < 4; i++) val |= bytes[i] << (8*(3-i));
|
||||
datum.lat = val;
|
||||
|
||||
for (i = 0; i < 4; i++) bytes[i] = frame_bytes[pos_GPSlon + i];
|
||||
val = 0;
|
||||
for (i = 0; i < 4; i++) val |= bytes[i] << (8*(3-i));
|
||||
datum.lon = val;
|
||||
|
||||
for (i = 0; i < 4; i++) bytes[i] = frame_bytes[pos_GPSalt + i];
|
||||
val = 0;
|
||||
for (i = 0; i < 4; i++) val |= bytes[i] << (8*(3-i));
|
||||
datum.alt = val;
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int get_GPSvel() {
|
||||
int i;
|
||||
ui8_t bytes[2];
|
||||
short vel16;
|
||||
double vx, vy, vz, dir;
|
||||
|
||||
for (i = 0; i < 2; i++) bytes[i] = frame_bytes[pos_GPSvE + i];
|
||||
vel16 = bytes[0] << 8 | bytes[1];
|
||||
datum.vE = vel16;
|
||||
vx = vel16 / 1e2; // east
|
||||
|
||||
for (i = 0; i < 2; i++) bytes[i] = frame_bytes[pos_GPSvN + i];
|
||||
vel16 = bytes[0] << 8 | bytes[1];
|
||||
datum.vN = vel16;
|
||||
vy= vel16 / 1e2; // north
|
||||
|
||||
for (i = 0; i < 2; i++) bytes[i] = frame_bytes[pos_GPSvU + i];
|
||||
vel16 = bytes[0] << 8 | bytes[1];
|
||||
datum.vU = vel16;
|
||||
vz = vel16 / 1e2; // up
|
||||
|
||||
datum.vH = sqrt(vx*vx+vy*vy);
|
||||
dir = atan2(vx, vy) * 180 / M_PI;
|
||||
if (dir < 0) dir += 360;
|
||||
datum.vD = dir;
|
||||
datum.vV = vz;
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int get_GPStime() {
|
||||
int i;
|
||||
ui8_t bytes[4];
|
||||
int val;
|
||||
|
||||
for (i = 0; i < 4; i++) bytes[i] = frame_bytes[pos_GPStime + i];
|
||||
val = 0;
|
||||
for (i = 0; i < 4; i++) val |= bytes[i] << (8*(3-i));
|
||||
datum.time = val;
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int get_GPSdate() {
|
||||
int i;
|
||||
ui8_t bytes[4];
|
||||
int val;
|
||||
|
||||
for (i = 0; i < 4; i++) bytes[i] = frame_bytes[pos_GPSdate + i];
|
||||
val = 0;
|
||||
for (i = 0; i < 4; i++) val |= bytes[i] << (8*(3-i));
|
||||
datum.date = val;
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
/* -------------------------------------------------------------------------- */
|
||||
|
||||
int print_pos() {
|
||||
int err;
|
||||
|
||||
err = 0;
|
||||
err |= get_GPSpos();
|
||||
err |= get_GPSvel();
|
||||
err |= get_GPStime();
|
||||
err |= get_GPSdate();
|
||||
|
||||
if (!err) {
|
||||
//fprintf(stdout, " (%06d)", datum.date);
|
||||
fprintf(stdout, " %02d-%02d-%02d", datum.date/10000, (datum.date%10000)/100, datum.date%100);
|
||||
//fprintf(stdout, " (%09d)", datum.time);
|
||||
fprintf(stdout, " %02d:%02d:%06.3f ", datum.time/10000000, (datum.time%10000000)/100000, (datum.time%100000)/1000.0);
|
||||
|
||||
fprintf(stdout, " lat: %.6f° ", datum.lat/1e6);
|
||||
fprintf(stdout, " lon: %.6f° ", datum.lon/1e6);
|
||||
fprintf(stdout, " alt: %.2fm ", datum.alt/1e2);
|
||||
|
||||
//fprintf(stdout, " (%.1f , %.1f , %.1f) ", datum.vE/1e2, datum.vN/1e2, datum.vU/1e2);
|
||||
fprintf(stdout, " vH: %.1fm/s D: %.1f° vV: %.1fm/s", datum.vH, datum.vD, datum.vV);
|
||||
}
|
||||
fprintf(stdout, "\n");
|
||||
|
||||
return err;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void print_frame(int pos) {
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
bits2bytes(frame_bits, frame_bytes);
|
||||
|
||||
if (option_raw) {
|
||||
if (option_raw == 2) {
|
||||
for (i = 0; i < BITFRAME_LEN; i++) {
|
||||
fprintf(stdout, "%c", frame_bits[i]);
|
||||
if (i%10==0 || i%10==8) fprintf(stdout, " ");
|
||||
}
|
||||
fprintf(stdout, "\n");
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
for (i = 0; i < FRAME_LEN; i++) {
|
||||
fprintf(stdout, "%02x ", frame_bytes[i]);
|
||||
}
|
||||
fprintf(stdout, "\n");
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
else print_pos();
|
||||
|
||||
}
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int main(int argc, char **argv) {
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FILE *fp;
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char *fpname;
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int i, bit, len;
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int pos;
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int header_found = 0;
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#ifdef WIN
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_setmode(fileno(stdin), _O_BINARY); // _setmode(_fileno(stdin), _O_BINARY);
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setbuf(stdout, NULL);
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#endif
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fpname = argv[0];
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++argv;
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while ((*argv) && (!wavloaded)) {
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if ( (strcmp(*argv, "-h") == 0) || (strcmp(*argv, "--help") == 0) ) {
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fprintf(stderr, "%s [options] audio.wav\n", fpname);
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fprintf(stderr, " options:\n");
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//fprintf(stderr, " -v, --verbose\n");
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fprintf(stderr, " -r, --raw; -R\n");
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fprintf(stderr, " -i, --invert; --auto\n");
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return 0;
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}
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else if ( (strcmp(*argv, "-v") == 0) || (strcmp(*argv, "--verbose") == 0) ) {
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option_verbose = 1;
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}
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else if ( (strcmp(*argv, "-r") == 0) || (strcmp(*argv, "--raw") == 0) ) {
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option_raw = 1;
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}
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else if ( (strcmp(*argv, "-R") == 0) ) option_raw = 2;
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else if ( (strcmp(*argv, "-i") == 0) || (strcmp(*argv, "--invert") == 0) ) {
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option_inv = 1;
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}
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else if ( (strcmp(*argv, "--auto") == 0) ) {
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option_auto = 1;
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}
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else if ( (strcmp(*argv, "--dc") == 0) ) {
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option_dc = 1;
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}
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else if (strcmp(*argv, "--res") == 0) { option_res = 1; }
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else {
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fp = fopen(*argv, "rb");
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if (fp == NULL) {
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fprintf(stderr, "%s konnte nicht geoeffnet werden\n", *argv);
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return -1;
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}
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wavloaded = 1;
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}
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++argv;
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}
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if (!wavloaded) fp = stdin;
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i = read_wav_header(fp);
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if (i) {
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fclose(fp);
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return -1;
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}
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if (option_dc) {
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wlen = 2*BITS*samples_per_bit;
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sample_buff = (int*)calloc(wlen, sizeof(int));
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if (sample_buff == NULL) {
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fprintf(stderr, "error malloc\n");
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return -1;
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}
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}
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pos = FRAMESTART;
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while (!read_bits_fsk(fp, &bit, &len)) {
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if (len == 0) { // reset_frame();
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if (pos > (pos_GPSdate+7)*BITS) {
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for (i = pos; i < BITFRAME_LEN; i++) frame_bits[i] = 0x30 + 0;
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print_frame(pos);//byte_count
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header_found = 0;
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pos = FRAMESTART;
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}
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//inc_bufpos();
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//buf[bufpos] = 'x';
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continue; // ...
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}
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||||
for (i = 0; i < len; i++) {
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||||
inc_bufpos();
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buf[bufpos] = 0x30 + bit; // Ascii
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if (!header_found) {
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header_found = compare2();
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//if (header_found) fprintf(stdout, "[%c] ", header_found>0?'+':'-');
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if (header_found < 0) option_inv ^= 0x1;
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// printf("[%c] ", option_inv?'-':'+');
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}
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else {
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||||
frame_bits[pos] = 0x30 + bit; // Ascii
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pos++;
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||||
if (pos == BITFRAME_LEN) {
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||||
print_frame(pos);//FRAME_LEN
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||||
header_found = 0;
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||||
pos = FRAMESTART;
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}
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}
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}
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}
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printf("\n");
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fclose(fp);
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if (option_dc) free(sample_buff);
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return 0;
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}
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