如何在Raspberry Pi Pico W上用CircuitPython流式播放URL中的MP3音频

原代码需等待MP3文件完全下载后才能播放，针对这个问题，我们可以通过内存缓冲区+自定义数据流对象实现边下载边播放的流式效果，无需等待完整下载。

修改后的完整代码 #

import adafruit_requests
import wifi
import socketpool
import ssl
import board
import audiomp3
import audiobusio
import os
from collections import deque

# 初始化I2S音频输出
audio = audiobusio.I2SOut(board.GP10, board.GP11, board.GP9)

MP3_URL = "http://codeskulptor-demos.commondatastorage.googleapis.com/descent/background%20music.mp3"
CHUNK_SIZE = 1024
# 预加载缓冲区大小，确保有足够数据启动播放
PRELOAD_SIZE = 8 * CHUNK_SIZE
# 播放时的缓冲区上限，避免占用过多内存
BUFFER_LIMIT = 32 * CHUNK_SIZE

# 连接WiFi
wifi.radio.connect(os.getenv('WIFI_SSID'), os.getenv('WIFI_PASSWORD'))
pool = socketpool.SocketPool(wifi.radio)
requests = adafruit_requests.Session(pool, ssl.create_default_context())

# 自定义数据流类，模拟文件对象供MP3解码器读取
class StreamBuffer:
    def __init__(self):
        self.buffer = deque()
        self.total_received = 0
        self.download_complete = False

    def write(self, data):
        # 控制缓冲区大小，防止内存溢出
        while sum(len(chunk) for chunk in self.buffer) > BUFFER_LIMIT:
            pass
        self.buffer.append(data)
        self.total_received += len(data)

    def read(self, size=-1):
        # 读取指定大小的数据，缓冲区不足时等待（直到下载完成）
        result = b""
        while len(result) < size or size == -1:
            if not self.buffer:
                if self.download_complete:
                    break
                continue
            chunk = self.buffer.popleft()
            if size == -1:
                result += chunk
            else:
                take = min(size - len(result), len(chunk))
                result += chunk[:take]
                if take < len(chunk):
                    self.buffer.appendleft(chunk[take:])
        return result

try:
    # 初始化缓冲区
    stream_buffer = StreamBuffer()
    
    # 发送GET请求，开启流式响应
    response = requests.get(MP3_URL, stream=True)
    
    # 预加载数据，确保有足够内容启动播放
    print("预加载音频数据...")
    preloaded = 0
    for chunk in response.iter_content(chunk_size=CHUNK_SIZE):
        if chunk:
            stream_buffer.write(chunk)
            preloaded += len(chunk)
            if preloaded >= PRELOAD_SIZE:
                break
    
    # 初始化MP3解码器，传入自定义数据流对象
    mp3_decoder = audiomp3.MP3Decoder(stream_buffer)
    # 根据音频实际采样率调整，保持原代码设置
    mp3_decoder.sample_rate = 24000
    
    # 开始播放
    print("开始播放...")
    audio.play(mp3_decoder)
    
    # 后台继续下载剩余数据到缓冲区
    for chunk in response.iter_content(chunk_size=CHUNK_SIZE):
        if chunk:
            stream_buffer.write(chunk)
        # 检查播放状态，播放结束则停止下载
        if not audio.playing:
            break
    
    # 标记下载完成，确保解码器能读完剩余数据
    stream_buffer.download_complete = True
    
    # 等待播放结束
    while audio.playing:
        pass
    
    print("播放完成")

except Exception as e:
    print("播放或下载出错:\n", str(e))

关键改动说明 #

• 自定义StreamBuffer类：模拟文件的read和write方法，将网络下载的音频块存入双端队列缓冲区，供MP3解码器读取，实现数据流的衔接。
• 预加载机制：先下载一部分数据（8个块），确保解码器有足够的初始数据启动播放，避免播放卡顿。
• 缓冲区大小控制：设置缓冲区上限，防止过多数据占用Pico W有限的内存。
• 流式响应处理：使用stream=True开启请求的流式响应，边下载边将数据写入缓冲区，同时解码器从缓冲区读取数据播放，实现边下边播。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Dukeofduke