劉權(quán) 劉紅 韋啟旻 徐強(qiáng) 楊思晨 孫非凡北方工業(yè)大學(xué) 電子信息工程學(xué)院

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基于Android移動終端局域網(wǎng)通信設(shè)計(jì)

劉權(quán) 劉紅 韋啟旻 徐強(qiáng) 楊思晨 孫非凡
北方工業(yè)大學(xué) 電子信息工程學(xué)院

摘要：針對當(dāng)前基于Android平臺手機(jī)的現(xiàn)代電子產(chǎn)品在我們生活的每個角落都能見到，有力地推動了社會信息化程度。同時人們對現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能和通信溝通的需求?；贏ndroid平臺手機(jī)的發(fā)展趨勢，本設(shè)計(jì)以Android平臺手機(jī)為核心實(shí)現(xiàn)了局域網(wǎng)間通信。

隨著信息時代的發(fā)展，人們生活節(jié)奏的加快，為人們提供便捷生活體驗(yàn)的智能化的移動終端已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的一部分?；贏ndroid的操作系統(tǒng)具有開源特性，使其達(dá)到人們的這種需求不再遙遠(yuǎn)。基于Android的智能移動終端可以更便捷地實(shí)現(xiàn)用戶端對端的通信。

本系統(tǒng)使用基于Android的操作系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)移動終端的端對端通信。系統(tǒng)以Eclipse Android SDK 及相關(guān)的輔助軟件作為開發(fā)工具，通過JAVA語言編寫應(yīng)用程序，以虛擬機(jī)和基于Android操作系統(tǒng)的智能手機(jī)作為測試工具，在連接同一局域網(wǎng)的情況下，分別安裝兩個app的移動設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)相互通信。用戶端通過注冊，生成用戶名和密碼，進(jìn)入后選擇服務(wù)器IP匹配后即可實(shí)現(xiàn)端對端通信；服務(wù)器端與用戶端匹配后，接收用戶端發(fā)過來信息同時可以回復(fù)給用戶端消息。

1　基于Android架構(gòu)的研發(fā)

Android系統(tǒng)架構(gòu)由Linux Kernel、Android Runtime、Libraries、Application Framework、Applications五部分組成。Android基于Linux 2.6提供核心系統(tǒng)服務(wù)，Linux Kernel也可以作為硬件和軟件之間的抽象層，它能隱藏具體硬件細(xì)節(jié)而為上層提供統(tǒng)一的服務(wù)。分層的好處就是使用下層提供的服務(wù)使上層提供統(tǒng)一的服務(wù)，屏蔽本層及以下各層的差異，當(dāng)本層及以下各層發(fā)生了變化不會影響到上層。各層會各盡其職，各層會提供固定的SAP，對于只做應(yīng)用層研發(fā)的不需要深入了解Linux Kernel層就能做出好的APP。Android Runtime包含一個核心庫的集合，提供大部分在Java編程語言核心類庫中可以用到的功能；Android包含了一個C/C++庫的集合，通過Libraries可以供Android系統(tǒng)的各個組件使用；通過Application Framework提供開放的開發(fā)平臺，Android使開發(fā)者能夠設(shè)計(jì)出豐富和新穎的應(yīng)用程序；Android 通過Applications裝配核心應(yīng)用程序集合，包括電子郵件客戶端、SMS程序、日歷、地圖、瀏覽器、聯(lián)系人和其他設(shè)置。

本設(shè)計(jì)基于Android的架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用JAVA語言編寫相關(guān)程序。

2　系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)共分兩部分，一部分是用戶端，另一部分是服務(wù)器端。用戶端由用戶登錄模塊和消息傳輸模塊組成，用戶登錄模塊由帳號注冊模塊、密碼修改模塊和文本輸入模塊組成；消息傳輸模塊由IP傳輸模塊和消息發(fā)送模塊組成。服務(wù)器端由監(jiān)聽IP連接模塊、獲取本機(jī)IP模塊和接收/發(fā)送消息模塊組成。

3　通信原理

局域網(wǎng)的端對端通通信是基于TCP/IP協(xié)議的一種通信方式，首先一端會向局域網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)發(fā)送ARP廣播請求，然后主機(jī)會根據(jù)自身的路由表進(jìn)行匹配，如果請求中的目的IP與本地IP不匹配則舍棄，如果與本地IP匹配則解析請求獲取源地址的MAC地址，并將該地址存入ARP緩存，最后向源地址進(jìn)行回復(fù)，源地址收到回復(fù)后獲取目的地址，并存入緩存，這樣兩端就建立起了通信連接，每次通信完成后都會重新開始進(jìn)行上述過程。

4　用戶端設(shè)計(jì)

用戶通過注冊賬號，進(jìn)入消息傳輸界面，同時用戶可以通過修改密碼選項(xiàng)修改自己的密碼，也可以根據(jù)個人喜好，選擇記住用戶。只有當(dāng)用戶名與密碼相對應(yīng)，用戶才能成功登陸；用戶成功登陸后，會進(jìn)入消息傳輸界面，輸入另一端服務(wù)器的正確IP,連接成功后會顯示綠色的對勾圖標(biāo)，即可實(shí)現(xiàn)與另一端的消息收發(fā)。點(diǎn)擊斷開按鈕后，即可與另一端斷開連接。用戶端可以通過如圖4.1所示的用戶登錄界面、如圖4.2所示的用戶注冊界面、如圖4.3所示的用戶修改密碼界面實(shí)現(xiàn)用戶的注冊登錄、修改密碼等功能。用戶與服務(wù)器匹配后發(fā)送信息界面如圖4.4,服務(wù)器給用戶發(fā)信息用戶端顯示界面如圖4.5,用戶端與服務(wù)器段斷開連接后再向服務(wù)器端發(fā)送信息如圖4.6。

圖4.1　用戶登錄

圖4.2　用戶注冊

圖4.3　用戶密碼

圖4.4　用戶與服務(wù)器匹配

圖4.5　服務(wù)器發(fā)給用戶

圖4.6　用戶端與服務(wù)器端斷開

5　服務(wù)器端設(shè)計(jì)

服務(wù)器端的主要功能有獲取本設(shè)備IP、實(shí)時監(jiān)聽服務(wù)器端是否與用戶端相連接、接收來自用戶端發(fā)來的消息、向用戶端發(fā)送消息。服務(wù)器端初始界面如圖5.1所示，點(diǎn)擊creat按鈕后會顯示服務(wù)器端IP，用戶端輸入此IP與服務(wù)器端匹配，匹配成功后界面如圖5.2所示；匹配成功后即可收發(fā)消息，服務(wù)器端收到客戶端消息界面如圖5.3所示，在服務(wù)器端“請輸入內(nèi)容”框中輸入消息發(fā)送給用戶端界面如圖5.4所示，服務(wù)器端與用戶端斷開連接系統(tǒng)也進(jìn)行提示。

圖5.1　服務(wù)器端使用

圖5.2　服務(wù)器端開啟

圖5.3　用戶與服務(wù)器匹配

圖5.4　服務(wù)器向客戶發(fā)信息

6　結(jié)論

本設(shè)計(jì)基于Android能夠?qū)崿F(xiàn)局域網(wǎng)間端對端通信，保密性較高。持有兩個app移動終端在連接相同的局域網(wǎng)并正確匹配后，即可實(shí)現(xiàn)端對端即時通信，十分方便。簡潔的界面，方便的操作給予使用者全新的體驗(yàn)。系統(tǒng)測試結(jié)果也表明, 系統(tǒng)性能穩(wěn)定,安全可靠,后續(xù)可以根據(jù)使用者的需求，開發(fā)更多的功能。

參考文獻(xiàn)

［1］明日科技.Android從入門到精通［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2012.9.

［2］余志龍，陳昱勛，鄭明杰等.AndroidSDK開發(fā)范例大全（第2版）［M］.北京：人民郵電出版社，2010.6.

［3］常建功.零基礎(chǔ)學(xué)Java（第三版）[M].北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

關(guān)鍵字：Android 手機(jī) 局域網(wǎng) 通信