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[C++知识库]极致敏捷-使用C语言在Taskbus中一天实现ADS-B接收机和实时飞行地图

大家知道利用 RTLSDR可以接收1090MHz的ADS-B信号，观察头顶的飞机。ADS-B信号是一种脉码调制的古老信号，可以理解为定时调幅信号。通过简单的按时比大小，就可以暴躁解调。
ADS/B
（本图片来自网络）
但是，github上的ADS-B项目，比如 dump1090，gr-air，要么是基于特定接收机，要么必须要GNU-Radio环境。这个环境对windows那是不太友好的。我们希望基于全C/C++语言，本地迅速实现一套带地图的实时ADS接收机——最好一天搞定！

taskBus 配合 stdio 包装器后，灵活性非常强，我们就花一天时间来移植这种接收机功能。在发行版中有完整的绿色版可执行文件，在win-10下理论上配好USRP-B210就能使用了。

1 上午-改造 dump1090为stdio版本

原始的dump1090代码参考：
https://github.com/antirez/dump1090/blob/master/dump1090.c
这个程序是和RTLSDR硬件绑定的，写的很不错，非常通俗易懂。它的解调就是暴躁的调幅信号比大小：

 for (j = 0; j < mlen - MODES_FULL_LEN*2; j++) {
        int low, high, delta, i, errors;
        int good_message = 0;

        if (use_correction) goto good_preamble; /* We already checked it. */

        /* 这，够直接！ADS前导同步就这样解调了. */
        if (!(m[j] > m[j+1] &&
            m[j+1] < m[j+2] &&
            m[j+2] > m[j+3] &&
            m[j+3] < m[j] &&
            m[j+4] < m[j] &&
            m[j+5] < m[j] &&
            m[j+6] < m[j] &&
            m[j+7] > m[j+8] &&
            m[j+8] < m[j+9] &&
            m[j+9] > m[j+6]))
        {
           continue;
        }

1.1 从键盘而不是RTLSDR输入数据

不过这个东西是要RTLSDR 电视棒的。我们把无关的全删了，而后从 stdin直接获取数据：

int main(int argc, char **argv) {
	int i;
	unsigned char * stdin_buf = malloc(MODES_DATA_LEN);
	short * stdin_buf16 = malloc(MODES_DATA_LEN * 2);
	int len = MODES_DATA_LEN;
	setmode(fileno(stdout), O_BINARY);
	setmode(fileno(stdin), O_BINARY);
	//...
	while(1) {
		len = fread(stdin_buf16,2,MODES_DATA_LEN,stdin);
		//RTLSDR是1字节的无符号，要转换一下。
		for (i = 0;i<len;++i)
					stdin_buf[i] = stdin_buf16[i]/256 + 128;
		memcpy(Modes.data, Modes.data+MODES_DATA_LEN, (MODES_FULL_LEN-1)*4);
		memcpy(Modes.data+(MODES_FULL_LEN-1)*4, stdin_buf, len);
		computeMagnitudeVector();
		detectModeS(Modes.magnitude, Modes.data_len/2);
	}
	free(stdin_buf);
	free(stdin_buf16);
	return 0;
}

“别跟我说多线程、加锁，对于这种2M带宽的窄带信号，直接单线程开撸了”——这是开玩笑。其实，仔细学习dump1090，就能发现它还是老鸟写的。用查表的方法取代了sqrt，显著降低了开销，使得单线程也很实时。

1.2 printf 输出 qplanetosm绘图指令

在原版的dump1090输出基础上，我们加入qplanetosm的绘图指令输出:

void interactiveShowData(void) {
    struct aircraft *a = Modes.aircrafts;
    //...
    while(a ) {
		if (a->need_display)
		{
			a->need_display=0;
			int altitude = a->altitude, speed = a->speed;
			/* Convert units to metric if --metric was specified. */
			if (Modes.metric) {
				altitude /= 3.2828;
				speed *= 1.852;
			}
			fprintf(stdout,"source=adsb;destin=geomarker;function=update_icon;icon=flight;name=%s;lat=%f;lon=%f;rotate=%d;smooth=1;scale=%f\n",
				a->hexaddr, a->lat, a->lon, a->track, (altitude/30000.0+1),
				(int)(now - a->seen));

			fprintf(stdout,"source=adsb;destin=geomarker;function=update_props;name=%s;LABEL=%s;Alt=%d;Speed=%d;lat=%f;lon=%f;track=%d;msgs=%ld;time=%d;\n",
				a->hexaddr, a->flight, altitude, speed,
				a->lat, a->lon, a->track, a->messages,
				(int)(now - a->seen));
			fflush(stdout);
		}
        a = a->next;
    }
}