CB2蓝牙音响

kappa8086

之前已经将CB2折腾成了近乎全能的音频中心，这一回是蓝牙了。

其实增加蓝牙的动力不是用蓝牙听音乐，就现在的情况来说，任何基于wifi的方案都比蓝牙要好。
第一，因为有编解码过程，蓝牙音频传输是有损的，就算有aptX也一样；
第二，同样因为编解码，蓝牙音频有延迟（又是延迟，各种音频方案的最终归宿就是和延迟斗争到底）；
第三，距离限制，除非你的蓝牙扣有个wifi那么夸张的天线，不然走不出几步就断断续续了；
第四，2.4GHz干扰，wifi能用5G避开，蓝牙暂时没辙；
第五，兼容性问题，比wifi多得多，包括驱动和设备之间的连接兼容性。

然而，总有些用场是非它不可的。

比如，有音箱没电视只能用平板看的情况下，把声音输出；
玩手机/平板游戏的声音输出；
或者多个音频源免切换线路，像上一次折腾混音（http://forum.cubietech.com/forum ... =28041&fromuid=1221），用蓝牙就是一种替代方案，还免去了开关操作。

因为我的手机平板都是安卓设备（还有windows），很难实现一个通用的音像分离的方法，就像苹果的airplay那样。
有一种解决方案是 [root] + xpose + bubbleUpnp 后台运行，使用DLNA协议推送音频流，平板的usb口故障，连root也做不到了，所以没试验，料想效率也不会高。
差点就买了个专门的蓝牙接收盒，好几百大洋不说，因为又加了一个设备，丝毫减免不了切换的烦恼。于是CB2已经熟悉了我那邪恶的笑：cosplay的时间又到了>_<

目标：
1 让设备把cb2认作蓝牙音箱或耳机，输出音频；
2 支持多个设备同时连接；
3 自动配对。

材料：
Cubieboard2, archlinux, with bluez5.30, pulseaudio6.0。
4.0版蓝牙扣一个。

kappa8086

CSR芯片的山寨蓝牙适配器满淘宝都是，但淘回来能不能用倒是有点拼人品了。
我手上这个是 CSR 8510 的不知名品牌，linux下驱动没问题。只是据看一些文档说，该芯片有些适配器被调成了HID模式，需要到windows下用专门的软件改成HCI模式之后才能用。
这种小玩意信号一般，超不过5米，跨不过墙，同屋内是够用的。

CT自带的蓝牙不知怎么样，据说半残？

kappa8086

很多资料来自树莓派，然而关于a2dp的这些，90%都是bluez4时代的，过时两三年了，bluez5和它有代沟。

现在的bluez5不需要那么复杂的配置了，有pulseaudio就好。。。而且仅支持pulseaudio，它在CB上还真不怎么稳定，没办法。

1. pacman -S bluez pulseaudio

复制代码

启动bluetooth服务

1. systemctl start bluetooth
   
2. systemctl enable bluetooth

复制代码

插上适配器，测试一下蓝牙

1. hciconfig hci0 up
   
2. hciconfig hci0

复制代码

输出

1. hci0:   Type: BR/EDR  Bus: USB
   
2.         BD Address: XX:XX:XX:XX:XX:XXACL MTU: 310:10  SCO MTU: 64:8
   
3.         UP RUNNING PSCAN
   
4.         RX bytes:3213689 acl:10917 sco:0 events:345 errors:0
   
5.         TX bytes:6480 acl:151 sco:0 commands:91 errors:0

复制代码

驱动OK。


配置 pulseaudio

  注：pulseaudio需要在非root用户名下运行，而且加入audio组，本例用户为audioman。

因为pulseaudio是专门配给蓝牙用的，因此模块可以精减到只剩下这么几行：
[/home/audioman/.config/pulse/default.pa]

1. load-module module-alsa-sink device="mix_out" tsched=1 #使用.asoundrc 里的 dmix 定义，以保证alsa接口正常使用
   
2. load-module module-native-protocol-unix
   
3. load-module module-bluetooth-policy
   
4. load-module module-bluetooth-discover
   
5. load-module module-suspend-on-idle

复制代码

[/home/audioman/.config/pulse/daemon.conf]

1. exit-idle-time=-1  #避免pulseaudio退出
   
2. resample-method = trivial  #应该SRC方式最差的一种...可以减轻CPU负担

复制代码

启动pulseaudio

1. su -l audioman
   
2. pulseaudio -D

复制代码

手动配对设备
启动bluetoothctl

1. [bluetooth]# power on  #正常情况下，hciconfig已将开关打开，此句可省略
   
2. [bluetooth]# pairable on
   
3. [bluetooth]# agent NoInputNoOutput
   
4. [bluetooth]# default-agent
   
5. [bluetooth]# discoverable on

复制代码

这时用手机搜索一下蓝牙设备，找到alarm（名称可改，/var/lib/bluetooth/适配器MAC/settings 加上一行 Alias=XXX 重启蓝牙生效）执行配对。因为使用了NoInputNoOutput，不需要PIN码，但 bluetoothctl 需要在交互界面打yes授权，然后 trust 手机MAC 即可让手机以后能够主动连接，无需再次授权。



如果一切顺利，手机上很快就会显示已连接。随便弄出点声音试试，最好是开个游戏，看看延迟情况。

根据我的经验，延迟和以下因素有关：1 蓝牙版本，最好都是4.0 2 系统负载（手机输出声音前的编码） 3 距离和干扰
干扰的情况很复杂，因为很多SOC方案的蓝牙和wifi是共用天线的，直接导致了两者都不满速，然后才是频段的竞争。

理想的情况下，延迟对于视频基本还是可以忽略的，游戏也可以忍受，如果有近1秒的延迟，断开蓝牙重新连接几次试试。

kappa8086

市面上的蓝牙音箱或接收器，多数都有一个应用障碍，那就是只允许一个连接，要连接另一设备必须先断开前一个。这是不成熟的特征之一。
诚然我们不会同时使用两个音源(其实也不一定，比如另台设备的系统提示音，来自12306刷票专机什么的)，实际使用过多个蓝牙设备却是这种情况——不知道哪个还在连接着，先找到它做断开操作，才能继续。
还有些糟心的东东，比如小米盒子，它关机也不断开蓝牙{:soso_e111:}，这时只能登录终端从服务器端干掉它了。

现在我们的系统也是这样，能同时连多种不同的蓝牙设备，但第二个手机或蓝牙耳机准连接不上。
这时bluez系统日志会报：Unable to select SEP。
回看初始化的地方，bluez还记录了两个MediaEndpoint的注册。

1. May 08 16:12:31 alarm bluetoothd[125]: Endpoint unregistered: sender=:1.3 path=/MediaEndpoint/A2DPSource
   
2. May 08 16:12:31 alarm bluetoothd[125]: Endpoint unregistered: sender=:1.3 path=/MediaEndpoint/A2DPSink1

复制代码

我查了一下，对这两种Endpoint能否支持多个音频流的问题，只有bluez4某版本的changelog有语焉不详的一句，却找不到相应的配置方法。只好又干起了程序猿的本行——读bluez和pulseaudio的源代码。

经过一下午的沉浸，大致理解了两者协作的基本方式，和突破点。
如果无法让一个Endpoint响应多个请求，那最明白的方法就是注册多个，不就ok了么。

解决：
给pulseaudio的bluez模块打个补丁。

1. mkdir pulseaudio
   
2. cd pulseaudio
   
3. wget https://raw.githubusercontent.com/archlinuxarm/PKGBUILDs/master/extra/pulseaudio/PKGBUILD

复制代码

新建[multi-sink.patch]内容如下

1. --- /src/pulseaudio-6.0/src/modules/bluetooth/bluez5-util.c     2015-02-12 22:10:35.000000000 +0800
   
2. +++ /src/pulseaudio-6.0/src/modules/bluetooth/bluez5-util.c     2015-05-08 17:50:13.660766952 +0800
   
3. @@ -46,6 +46,7 @@
   
4. 
   
5. #define A2DP_SOURCE_ENDPOINT "/MediaEndpoint/A2DPSource"
   
6. #define A2DP_SINK_ENDPOINT "/MediaEndpoint/A2DPSink"
   
7. +#define is_sink_endpoint(a) (!strncmp((a), A2DP_SINK_ENDPOINT, strlen(A2DP_SINK_ENDPOINT)))
   
8. 
   
9. #define ENDPOINT_INTROSPECT_XML                                         \
   
10.      DBUS_INTROSPECT_1_0_XML_DOCTYPE_DECL_NODE                           \
    
11. @@ -820,7 +821,9 @@
    
12.                  return;
    
13. 
    
14.              register_endpoint(y, path, A2DP_SOURCE_ENDPOINT, PA_BLUETOOTH_UUID_A2DP_SOURCE);
    
15. -            register_endpoint(y, path, A2DP_SINK_ENDPOINT, PA_BLUETOOTH_UUID_A2DP_SINK);
    
16. +            register_endpoint(y, path, A2DP_SINK_ENDPOINT "1", PA_BLUETOOTH_UUID_A2DP_SINK);
    
17. +            register_endpoint(y, path, A2DP_SINK_ENDPOINT "2", PA_BLUETOOTH_UUID_A2DP_SINK);
    
18. +            register_endpoint(y, path, A2DP_SINK_ENDPOINT "3", PA_BLUETOOTH_UUID_A2DP_SINK);
    
19. 
    
20.          } else if (pa_streq(interface, BLUEZ_DEVICE_INTERFACE)) {
    
21. 
    
22. @@ -1213,7 +1216,7 @@
    
23.              if (pa_streq(endpoint_path, A2DP_SOURCE_ENDPOINT)) {
    
24.                  if (pa_streq(uuid, PA_BLUETOOTH_UUID_A2DP_SOURCE))
    
25.                      p = PA_BLUETOOTH_PROFILE_A2DP_SINK;
    
26. -            } else if (pa_streq(endpoint_path, A2DP_SINK_ENDPOINT)) {
    
27. +            } else if (is_sink_endpoint(endpoint_path)) {
    
28.                  if (pa_streq(uuid, PA_BLUETOOTH_UUID_A2DP_SINK))
    
29.                      p = PA_BLUETOOTH_PROFILE_A2DP_SOURCE;
    
30.              }
    
31. @@ -1504,7 +1507,7 @@
    
32. 
    
33.      pa_log_debug("dbus: path=%s, interface=%s, member=%s", path, interface, member);
    
34. 
    
35. -    if (!pa_streq(path, A2DP_SOURCE_ENDPOINT) && !pa_streq(path, A2DP_SINK_ENDPOINT))
    
36. +    if (!pa_streq(path, A2DP_SOURCE_ENDPOINT) && !is_sink_endpoint(path))
    
37.          return DBUS_HANDLER_RESULT_NOT_YET_HANDLED;
    
38. 
    
39.      if (dbus_message_is_method_call(m, "org.freedesktop.DBus.Introspectable", "Introspect")) {
    
40. @@ -1545,7 +1548,11 @@
    
41.                                                                &vtable_endpoint, y));
    
42.              break;
    
43.          case PA_BLUETOOTH_PROFILE_A2DP_SOURCE:
    
44. -            pa_assert_se(dbus_connection_register_object_path(pa_dbus_connection_get(y->connection), A2DP_SINK_ENDPOINT,
    
45. +            pa_assert_se(dbus_connection_register_object_path(pa_dbus_connection_get(y->connection), A2DP_SINK_ENDPOINT "1",
    
46. +                                                              &vtable_endpoint, y));
    
47. +            pa_assert_se(dbus_connection_register_object_path(pa_dbus_connection_get(y->connection), A2DP_SINK_ENDPOINT "2",
    
48. +                                                              &vtable_endpoint, y));
    
49. +            pa_assert_se(dbus_connection_register_object_path(pa_dbus_connection_get(y->connection), A2DP_SINK_ENDPOINT "3",
    
50.                                                                &vtable_endpoint, y));
    
51.              break;
    
52.          default:
    
53. @@ -1562,7 +1569,9 @@
    
54.              dbus_connection_unregister_object_path(pa_dbus_connection_get(y->connection), A2DP_SOURCE_ENDPOINT);
    
55.              break;
    
56.          case PA_BLUETOOTH_PROFILE_A2DP_SOURCE:
    
57. -            dbus_connection_unregister_object_path(pa_dbus_connection_get(y->connection), A2DP_SINK_ENDPOINT);
    
58. +            dbus_connection_unregister_object_path(pa_dbus_connection_get(y->connection), A2DP_SINK_ENDPOINT "1");
    
59. +            dbus_connection_unregister_object_path(pa_dbus_connection_get(y->connection), A2DP_SINK_ENDPOINT "2");
    
60. +            dbus_connection_unregister_object_path(pa_dbus_connection_get(y->connection), A2DP_SINK_ENDPOINT "3");
    
61.              break;
    
62.          default:
    
63.              pa_assert_not_reached();
    

复制代码

vim PKGBUILD

1. arch=(i686 x86_64 armv7h)     #给arch增加一个armv7h，搞毛啊，arm专用的PKGBUILD里只有i686 x86_64

复制代码

prepare() 函数里第一句前加上

1. git apply multi-sink.patch

复制代码

makepkg 一下，去烧壶水喝杯茶。有点耗时，然而最终我们只需要libbluez5-util.so

1. strip -s src/pulseaudio-6.0/src/.libs/libbluez5-util.so
   
2. sudo cp src/pulseaudio-6.0/src/.libs/libbluez5-util.so /usr/lib/pulse-6.0/modules/libbluez5-util.so  #注意先备份

复制代码

重启一下pulseaudio，顺利的话（的确比我想像的还顺利），journalctl 会看到原来的两个Endpoint变成了

1. May 08 18:12:32 alarm bluetoothd[125]: Endpoint registered: sender=:1.19 path=/MediaEndpoint/A2DPSource
   
2. May 08 18:12:32 alarm bluetoothd[125]: Endpoint registered: sender=:1.19 path=/MediaEndpoint/A2DPSink1
   
3. May 08 18:12:33 alarm bluetoothd[125]: Endpoint registered: sender=:1.19 path=/MediaEndpoint/A2DPSink2
   
4. May 08 18:12:33 alarm bluetoothd[125]: Endpoint registered: sender=:1.19 path=/MediaEndpoint/A2DPSink3
   

复制代码

然后试试两个以上手机/平板同时连上去。


现在这个系统可以支持最多三个设备同时连接了，还可以同时发声哦~ 市面上没几个蓝牙音箱产品能做到这一点{:soso_e104:}



然而不幸的是pulseaudio的崩溃几率也增加了{:soso_e134:}

为可靠性考虑，也得把pulseaudio服务控制起来。
[/etc/systemd/system/pulseaudio@.service]

1. [Unit]
   
2. Description=Pulseaudio service
   
3. 
   
4. [Service]
   
5. User=%i
   
6. ExecStart=/usr/bin/pulseaudio
   
7. Restart=always
   
8. LimitRTPRIO=65
   
9. LimitNICE=-10
   
10. LimitMEMLOCK=40000
    
11. 
    
12. [Install]
    
13. WantedBy=multi-user.target

复制代码

systemctl enable pulseaudio@audioman

如果连接断了，说明pulseaudio挂了，它会自动重启，让设备重新连接一下。

kappa8086

楼主对所折腾的东西都有产品化、傻瓜化的倾向与偏好，如果你的设备固定，或不介意偶尔ssh一下敲点命令，大可略过此篇。

通常一个蓝牙产品都会提供一个按钮，按了之后进入配对模式，此时设备发现并与之配对不需要两端输入PIN码，或根本不需要PIN码，直接完成配对，授权，和连接。

和前面一样，关于自动配对的资料和代码，都是bluez4时代的老物了，blue5下没有独立运行的agent（或者我没找到），导致自动化脚本很困难，整个过程少不了bluetoothctl的交互式操作。
方法肯定是有的，关键词dbus。。。抱歉，几天代码折腾下来再看到这个词我直接逃之夭夭了。

于是决定先采用一个取巧的方法：用python和bluetoothctl进行管道通信，简单处理交互。

1. #!/usr/bin/python
   
2. 
   
3. import subprocess,re,select
   
4. 
   
5. bc = subprocess.Popen('bluetoothctl', stdout=subprocess.PIPE, stdin=subprocess.PIPE)
   
6. rc_rmc = re.compile(r'\x1b[^m]*m')
   
7. rc_ctl = re.compile('\[NEW\] Controller ([A-F0-9\:]+) ')
   
8. rc_dev = re.compile('\[\w+\] Device ([A-F0-9\:]+) ')
   
9. timeout = 0    #如果不想长时间运行，这个值可以改成180，无指令3分钟退出
   
10. ctl_mac = ''; dev_mac = ''
    
11. 
    
12. bc.stdin.write(b"agent NoInputNoOutput\n")
    
13. bc.stdin.flush()
    
14. p_in = [bc.stdout]
    
15. while p_in and bc.returncode == None:
    
16.   line = bc.stdout.readline().decode('UTF-8')
    
17.   try:    #因为不知道怎么禁止bluetoothctl使用终端颜色代码，这里还得过滤一下
    
18.     try: line = line[line.index('[K')+2:]
    
19.     except: line = line[line.index('#')+1:]
    
20.   except: pass
    
21.   line = rc_rmc.sub('', line).strip()
    
22. 
    
23.   if line == 'Agent registered':
    
24.     bc.stdin.write(b"default-agent\npairable on\ndiscoverable on\n")
    
25.     bc.stdin.flush()
    
26.   elif ctl_mac == '':
    
27.     rc_res = rc_ctl.search(line)
    
28.     if rc_res != None: ctl_mac = rc_res.group(1)
    
29.   elif line == 'Request authorization' or line == 'Authorize service':
    
30.     bc.stdin.write(b"yes\n")
    
31.     bc.stdin.write(('trust '+dev_mac+'\n').encode('UTF-8'))
    
32.     bc.stdin.flush()
    
33.   else:
    
34.     rc_res = rc_dev.search(line)
    
35.     if rc_res != None: dev_mac = rc_res.group(1)
    
36.   if (line != ''): print(line)
    
37.   p_in,p_out,p_ex = select.select([bc.stdout],[],[],timeout)
    

复制代码

因为是取巧，不敢保证这个脚本的普适性，只是尝试了我手里的几个设备，都没有问题。可以用service包装起来并enable之，可长期保持运行。

现在还缺一样：触发开关。
设备不能总是处于可发现状态，否则小心你楼上。。。

有几种方式可以考虑，一是硬件GPIO开关，二是和这里(http://forum.cubietech.com/forum ... 41&fromuid=1221)一样的web控制台按钮，三是，最简单的方法，利用udev（内置蓝牙将不适用），必要时，拔插一下蓝牙扣触发。

[/etc/udev/rules.d/75-hci-up.rules]

1. ACTION=="add", KERNEL=="hci*", RUN+="/usr/bin/hciconfig %k up; /usr/bin/hciconfig %k piscan"

复制代码

搞定收工。

ahha007

佩服！！这个创意的亮点是啥？

kappa8086

ahha007 发表于 2015-5-9 01:59
佩服！！这个创意的亮点是啥？

这不算一个创意，只是一种半产品化的实现

sunbeyond

不错。 楼主是搞音频方面的吗？ 又是跟音频有关。

kappa8086

sunbeyond 发表于 2015-5-9 09:09
不错。 楼主是搞音频方面的吗？ 又是跟音频有关。

很不幸是搞网络方面的

kappa8086

至此，CB2在我客厅里成功扮演了以下角色：
1 文件服务器 samba webDAV(via lighttpd)
2 流媒体服务器 DLNA(via minidlna & ushare)
3 下载器 (via transmission-cli)
4 点唱机 (via mpd)
5 网络收音机 (via mpd)
6 DLNA无线音响 (via upmpdcli & mpd)
7 蓝牙无线音响 (via pulseaudio & bluez)
8 Airplay音响 (via shairport-sync)
9 USB MIDI 合成器 (via fluidsynth)
10 [[还没折腾出来]]

CB你恨我么{:soso_e154:}