基于STM32H7和ESP32S3的网络收音机开发实战指南--前言&网络源分析与获取【1】

穹顶之下2018

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音频来源 央广网文化传媒有限公司 版权所有。写作本文时处于边摸索边开发中。若有参考网络资源，会贴上相关链接，感谢作者的开源精神。
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设计目标
带领大家玩转一个网络项目。玩中学-学中玩。有需求或疑问，欢迎交流。想实时沟通可进QQ群交流 532183273

需要的技能/可学到的技能
计算机网络基础知识
数据结构与算法
单片机基础知识与应用
Python 、 C、汇编   编程技能
。。。//【考研408熟练那就理解很快了】

背景

想听广播，看到了央广网的网页，可以在线收听，手机电脑都可打开，也可下载云听app听，链接：https://www.cnr.cn/gbzb/
主页如下图


引出问题
这个播放过程是什么？如何使用ESP32S3获取链接呢？什么格式的音频？如何使用STM32H7解码，选软解还是硬解方案？怎么在mcu上实现同样的播放效果？


分析过程
通过chrome浏览器的F12开发者工具，选择network进行分析，当访问https://www.cnr.cn/gbzb/这个链接时，发生了很多事情，
通过对各个文件【css样式文件，js脚本，png/jpg/gif多种格式的各种控件图片，html网页等】的分析，笔者找到了最核心的各个电台的播放链接！！如下

这个json格式的内容，里面就包括了我们要的这22个在线电台的播放链接，这里使用在线格式化工具看下，就很清晰了，如下：

https://ngcdn001.cnr.cn/live/zgzs/index.m3u8?key=e377bfa0dbd6e3a68b355a5f878a5cf6&time=1764214994
看链接细节可知，不同电台的地址不一样，key不一样，但是timestamp是一样的，这个是央广的cdn服务器提供的授权key和时间戳，我们客户端再拿这2个参数构造请求链接。
这里使用python解析json，就能提取这个页面所有的电台信息和播放链接了。如下

这里给出文本格式的源码和结果
import requests,json

url = "https://apppc.cnr.cn/national"
rsp = requests.post(url, json={})#headers=headers,
_keytimestamp = rsp.text

keytimestamp = json.loads(_keytimestamp)
print(type(keytimestamp))#,keytimestamp)

if keytimestamp['code'] == "200":
    totalcount = keytimestamp['data']['totalcount']
    for index in range(totalcount):
        pictureurl = keytimestamp['data']['categories'][0]['detail'][index]['other_info6']
        name = keytimestamp['data']['categories'][0]['detail'][index]['name']
        requesturl = keytimestamp['data']['categories'][0]['detail'][index]['other_info11'][2]['url']
        print('%d->'%(index),requesturl)
        #print(name) #提取所有电台名
        #print(pictureurl)
        #print(keytimestamp['data']['categories'][0]['detail'])
运行结果
0-> https://ngcdn001.cnr.cn/live/zgz ... amp;time=1764221053  //请求的时间不一样，key和time是不一样的，沿用会给你返回一个报错的网页~~~
1-> https://ngcdn002.cnr.cn/live/jjz ... amp;time=1764221053
2-> https://ngcdn003.cnr.cn/live/yyz ... amp;time=1764221053
3-> https://ngcdn004.cnr.cn/live/dsz ... amp;time=1764221053
4-> https://ngcdn005.cnr.cn/live/zhz ... amp;time=1764221053
5-> https://ngcdn006.cnr.cn/live/szz ... amp;time=1764221053
6-> https://ngcdn007.cnr.cn/live/hxz ... amp;time=1764221053
7-> https://ngcdn009.cnr.cn/live/mzz ... amp;time=1764221053
8-> https://ngcdn010.cnr.cn/live/wyz ... amp;time=1764221053
9-> https://ngcdn011.cnr.cn/live/lnz ... amp;time=1764221053
10-> https://ngcdn012.cnr.cn/live/zyg ... amp;time=1764221053
11-> https://ngcdn014.cnr.cn/live/ylg ... amp;time=1764221053
12-> https://ngcdn013.cnr.cn/live/wyg ... amp;time=1764221053
13-> https://ngcdn008.cnr.cn/live/xgz ... amp;time=1764221053
14-> https://ngcdn016.cnr.cn/live/gsg ... amp;time=1764221053
15-> https://ngcdn017.cnr.cn/live/xcz ... amp;time=1764221053
16-> https://ngcdn025.cnr.cn/live/hyg ... amp;time=1764221053
17-> https://sk.cri.cn/905.m3u8?key=2 ... amp;time=1764221053
18-> https://sk.cri.cn/nhzs.m3u8?key= ... amp;time=1764221053
19-> https://sk.cri.cn/915.m3u8?key=c ... amp;time=1764221053
20-> https://sk.cri.cn/887.m3u8?key=0 ... amp;time=1764221053
21-> https://sk.cri.cn/am846.m3u8?key ... amp;time=1764221053



接下来的问题，如何构造请求拿到这些链接呢？我们观察浏览器的 Headers和Payload 即可得到答案。

使用的是http的post请求，注意，不是get，那么post请求的body是啥呢？这里笔者懒得截图Payload的内容，因为太简单，就是个空json --> {}
意味着，央广CDN不要你传啥参数给它，按照请求体里的json格式要求传个空json给它就行，这就是python代码里形参为json={}的原因，不传的话，CDN会返回一个错误，无法获取正确应答。

下个问题，index.m3u8是不是很熟悉？？这就不是苹果出的HLS直播推流协议吗！！！接下来就简单了，也就是在线播放的时候，客户端一直请求 m3u8文件，获取里面的 ts文件链接，再解码音频，这个网络收音机不就完成了！！

关于 HLS协议， m3u8 文件 + ts 音视频文件 的详细讲解，笔者会放到后续的章节里进行详细介绍，当然，读者也可以去自行百度，都是公开的，很多人分享。

这里，浏览器每10s请求一次m3u8文件，拿到下一个音频片段的文件名，从而可以合成音频下载链接。里面几个文件，即对应了网络不佳时可以缓冲的时间，用户不会感觉到网络波动。

https://ngcdn001.cnr.cn/live/zgzs/index.m3u8?key=bb8deb992e5b415fbaafc28cb191b0f2&time=1764222596    使用http get请求，获取m3u8文件【一个灰常简单的文本文件】
https://ngcdn001.cnr.cn/live/zgzs/13420389.ts     使用http get请求，获取m3u8文件里提取的音频片段文件名
https://ngcdn001.cnr.cn/live/zgzs/13420390.ts     定时请求ts音频文件【文件可大了250KB左右，里面240KB左右是10s的压缩音频数据+ts复杂的文件结构】
https://ngcdn001.cnr.cn/live/zgzs/13420391.ts
。。。
注意不同电台不一定都是10s，还有3s的【最后几个电台】，看CDN服务器如何设置

解决问题
根据上文的分析过程，这个完整的获取流程是这样的：
1.获取某个在线电台的播放链接 ，主要是为了拿到 key和timestamp ，注意cdn服务器给的timestamp会比当前时间慢几分钟，是正确的！！可以理解成直播流链接防盗链的鉴权机制的原因。细节不展开。后面可以一直用这个固定的时间戳值一直请求m3u8文件。
2.定时请求m3u8文件，拿到真正的ts音频文件的链接地址。
3.解析ts，提取压缩音频，解码并播放。

硬件实现方案
方案1：
        esp32s3_n16r8+idf+c/ esp32s3+arduino+ c++ 目前比较流行这种，立创开源很多这种网络收音机方案，但是笔者用于学习mcu目的，不采用这种方案。
方案2
         esp32s3_n16r8(flash:16MB,SRAM:8MB)+micropython+stm32h7，学习python和stm32h7的好方案。学习，不在乎这点成本，潜力无限。

方案3
         全志/瑞芯微/树莓派。那我还学什么？学如何熟练点击按钮吗？或者拿来学QT做个酷酷的界面学GUI【好想法】？



开发参考资源：
央广在线FM          https://www.cnr.cn/gbzb/
在线时间戳           https://www.beijing-time.org/shijianchuo/
json在线格式化     https://www.sojson.com/
chatGPT               https://chatgpt.com/
Python开发软件    Spyder

后续内容预告
HLS协议如何理解和解析？
ts文件如何提取里面的音频，是mp3格式，还是aac格式？如何解码对应格式？【这里提前透露，央视的是aac-lc音频压缩格式】
硬件设计方案的细节如何敲定，各芯片如何选型？
。。。

也许读者有大量疑问，且见下回分享。

注：由于涉及到太多细节，笔者不打算详细解释很多细节，涉及到太多基础技能和知识了，这种得出系列视频，才能事无巨细。

穹顶之下2018

综合效果播放演示视频链接：bilibili.com/video/BV113SgBbEDG/   原理图，各种源码等，在后续章节中陆续放在gitee上开源。

萌军总司令

已收藏，怎么＋关注啊老哥？

最帅不过阿良

学习学习，期待

benben0428

楼主讲解很详细，给力，感谢分享！

eric2013

支持

spi-sd

说到这个，理论上stm32h7能不能用软模拟的方法做到接收广播呢，不使用网络的情况下，就好像以前的那些老古董收音机，把天线拉出来，然后调频就可以收到一些广播频道了

eric2013

spi-sd 发表于 2025-11-28 10:51
说到这个，理论上stm32h7能不能用软模拟的方法做到接收广播呢，不使用网络的情况下，就好像以前的那些老古 ...

可以搞低配版无线电，就是范围有限

单片机实现低配版全功能软件无线电，范围0.5-30 MHz，支持SSB、AM、FM和CW
https://forum.anfulai.cn/forum.p ... 2857&fromuid=58
(出处: 硬汉嵌入式论坛)

穹顶之下2018

spi-sd 发表于 2025-11-28 10:51
说到这个，理论上stm32h7能不能用软模拟的方法做到接收广播呢，不使用网络的情况下，就好像以前的那些老古 ...

可以，俄罗斯爱好者开源的著名 孔雀石SDR 软件无线电，其主控就是stm32h743 。【软件不开源，需要序列号，硬件原理图开源，立创广场曾经有原理图】
参考链接：https://baijiahao.baidu.com/s?id ... r=spider&for=pc
    https://bbs.kanxue.com/thread-265660-2.htm

另一种常见方案是fgpa做主控，性能大大提升，链接：
    https://oshwhub.com/GaAs/qian-zhao-yi-tai-wang-pluto-sdr-

spi-sd

eric2013 发表于 2025-11-28 10:57
可以搞低配版无线电，就是范围有限

单片机实现低配版全功能软件无线电，范围0.5-30 MHz，支持SSB、AM ...

这个看起来很复杂啊，我的设想是根据国内的情况，固定几个调频的电台就可以了，通过按键切换，这样都不需要屏幕显示，这样应该会简单很多了吧？

eric2013

spi-sd 发表于 2025-11-28 11:09
这个看起来很复杂啊，我的设想是根据国内的情况，固定几个调频的电台就可以了，通过按键切换，这样都不需 ...

那就是搞个收音机模块吧，现在我们开发板上面还有。这种的可玩性不高。

spi-sd

eric2013 发表于 2025-11-28 11:28
那就是搞个收音机模块吧，现在我们开发板上面还有。这种的可玩性不高。

这样的比较适合我们这些新手学习啊，不用太复杂，连个接口传输接收的数据给个喇叭播放就可以了

gnail092

楼主的QQ群号搜了下怎么没有呢