賀志朋，許 戈

(蘇州健雄職業(yè)技術學院，江蘇 蘇州 215411)

1 Android無線控制系統(tǒng)相關研究

1.1 Android輸入子系統(tǒng)

從操作系統(tǒng)空間分析，Android輸入系統(tǒng)可以分為兩個部分：一部分是Linux的內(nèi)核空間中存在的輸入子系統(tǒng)，屬于內(nèi)核機制。另一部分是在驅動的基礎上進行的Android封裝，處于用戶空間。該系統(tǒng)整體分為三個組成部分，即Event驅動、Event Hub和JAVA框架，即當鍵盤上按下一個按鍵或在觸摸屏上滑動一下，機械動作就會被內(nèi)核捕捉到，同時用event的形式體現(xiàn)出來，相關事件被記錄下來后，用戶空間就會獲取時間并進行分發(fā)。

1.2 Android按鍵研究

Android按鍵事件是最基本的輸入時間，在Linux當中，按鍵是通過是“輸入---事件”的結構體實現(xiàn)的。按鍵機械動作到達軟件層次以后，能夠通過該結構體中的成員表現(xiàn)按鍵事件特性。

1.3 Android模擬按鍵

Android系統(tǒng)中的輸入和響應過程是用戶按下按鍵后，系統(tǒng)中的Event將此種行為記錄下來，Window Manager Service就會調動Android系統(tǒng)中的輸入中樞輪詢輸入事件，當檢測到有時間產(chǎn)生，就會將捕獲到的時間分發(fā)給應用層。這時數(shù)據(jù)包的發(fā)送和傳輸只需要通過soket就能夠實現(xiàn)在Linux中輸入驅動程序，該設備驅動程序可以在用戶空間對輸入事件進行模擬，并將事件寫在驅動中，最終由Input Core完成發(fā)布[1]。

輸入是指Linux的內(nèi)核模塊，該模塊能夠在用戶空間進行操作，使輸入子系統(tǒng)的可能性更高，且輸入可以從應用程序中創(chuàng)建并操作輸入設備。在實際工作的過程中，輸入模塊會創(chuàng)建字符設備，Android系統(tǒng)正是使用該字符設備在用戶空間創(chuàng)建Linux輸入設備。

需要注意的是，Android默認使用的Linux內(nèi)核中并沒有輸入模塊，所以需要對config文件進行修改，即在文件中加入CONFIG INPUT UINPUT=y，同時將Android系統(tǒng)的Linux內(nèi)核進行重新翻譯。當Android系統(tǒng)中已經(jīng)安裝了輸入模塊，則系統(tǒng)會生成字符設備文件，即/dev/uinput，該設備代表的是應用程序和kernel輸入子系統(tǒng)接口。

2 基于Android系統(tǒng)的智能無線控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

2.1 定義客戶端與服務器端之間的通信協(xié)議

以某基于Android系統(tǒng)的智能無線控制系統(tǒng)設計為例，該系統(tǒng)一方面需要控制建立的實際過程，要在連接已經(jīng)建立的前提下使客戶端向服務器發(fā)送控制請求包，即DATATYPE CONTROL REQUEST。在服務器接收控制請求后，檢查是否能夠允許控制，若能夠允許，則會為客戶端進行初始化輸入設備的操作，再向客戶端發(fā)送DATATYPE CONTROL ACK ALLOW。若不允許，則服務器會直接向客戶端發(fā)送DATATYPE CONTROL ACK DISALLOW。一旦控制客戶端的數(shù)量達到最大，服務器也會向客戶端發(fā)送DATATYPE CONTROL REACH MAX。Android系統(tǒng)客戶端接受服務器對控制請求的應答后，會根據(jù)服務器是否允許控制進行不同的操作。若收到的反饋為允許控制，則Android系統(tǒng)會設置好輸入文件描述符，保障后續(xù)工作進行的流暢度，若接受到服務器不同意控制的應答或控制數(shù)量已經(jīng)飽和，則Android系統(tǒng)會做好清理工作并及時退出。另一方面的工作是需要注意數(shù)據(jù)傳輸和服務器解析的工作過程，即在控制已經(jīng)建立的基礎上，Android系統(tǒng)會向服務器端發(fā)送DATATYPE KEY KEYEVENT的控制信息包，當服務器收到該控制信息包，則會根據(jù)信息包中的實際指令類型作出處理。

2.2 設計客戶端需要提供的接口

在明確系統(tǒng)設計要求的前提下，還要明確接口界面。界面等級的高低會直接影響客戶程序的實際使用感，也會對程序功能實現(xiàn)的難易程度產(chǎn)生影響[2]。如：某基于Android系統(tǒng)設計的智能無線控制系統(tǒng)中，Wireless Controller屬于客戶端核心，能夠向系統(tǒng)中全部對服務器提出的請求和控制信息進行處理并完成，在該系統(tǒng)設計時，Wireless Controller被設計成了單列模式。系統(tǒng)工作過程中獲得Wireless Controller實例后，就能夠實現(xiàn)對start Connection的調動，當向服務器發(fā)送連接請求后，start Connection會產(chǎn)生兩個參數(shù)。一個是Inet Address，是java.net標準中的一個類別，代表了IP地址，設一個String對象為String str=10.0.2.2，當中存儲的是服務器的IP地址，此時即可輕易調動Inct Address get By Name(str)，最終變?yōu)镮net Address。另一個參數(shù)是Connect Handler，該參數(shù)是自定義接口之一，能夠在回調工作中使用，一旦顯示連接成功，則系統(tǒng)智能無線控制系統(tǒng)會調用on Connect，若檢測到連接失敗，則系統(tǒng)會調動on Disconnect。在連接出錯后，系統(tǒng)也會產(chǎn)生調用操作，調用的內(nèi)容是on Error，同時接收到顯示連接錯誤的信息。由此可見，在該系統(tǒng)調用start Connection函數(shù)前，客戶端需要自定義一個類別，實現(xiàn)Connect Handler，最終用于該系統(tǒng)連接過程中產(chǎn)生的回調。連接成功以后，該系統(tǒng)能夠任意選擇調用的函數(shù)向服務器發(fā)送控制信息，如：send Key Event能夠自行向new Key Event傳輸函數(shù)，也能夠自主對鍵盤事件進行捕獲，當控制完成以后，該系統(tǒng)也可以自行調動disconnect斷開控制連接。

2.3 連接模塊的實現(xiàn)

連接建立，以某智能自動化控制系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)的連接建立過程有兩個關鍵環(huán)節(jié)，一是connect To Socket函數(shù)。該函數(shù)會調用new Socket，此層次的函數(shù)會向服務器發(fā)起連接請求，當服務器接收連接請求后，會及時將客戶端的相關信息儲存到云端。二是Data Reader函數(shù)。該函數(shù)連接建立成功后會隨即建立好socket，并對socket進行初始化讀寫。

發(fā)送控制請求，該智能自動化控制系統(tǒng)中掌管控制請求發(fā)送的函數(shù)是send Control Request，該函數(shù)在發(fā)送控制請求的過程中會向服務器發(fā)送控制信息包，并等待服務器回應。在系統(tǒng)服務器接到控制信息包以后，會查看自身的配置是否允許控制工作展開，同時向客戶端發(fā)送反饋信息包。若允許建立連接，在發(fā)送反饋信息包的同時，服務器還需要進行初始化，并在DATATYPE CONTROL ACK DISALLOW中將初始化之后的輸入 device 發(fā)送至客戶端，方便后續(xù)智能自動控制系統(tǒng)的使用。

根據(jù)服務器的反饋處理相應問題，即客戶端會讀取服務器的ACK包，并根據(jù)信息包內(nèi)容選擇不同的處理方式，無論信息包類型如何，都需要使用Conect Handler相關方式展開工作，達到顯示系統(tǒng)控制建立狀態(tài)的目的。

2.4 數(shù)據(jù)傳輸模塊的實現(xiàn)

數(shù)據(jù)傳輸模塊的主要工作內(nèi)容是根據(jù)以往定義的協(xié)議在客戶端及服務器之間傳遞數(shù)據(jù)。其中客戶端負責的是實現(xiàn)各接口定義中的send函數(shù)，同時使用相關自定義類向服務器控制信息人發(fā)送信息。

2.5 斷開模塊的實現(xiàn)

斷開模塊的設計和實現(xiàn)比解析模塊的設計和實現(xiàn)難度更低，掌管的是資源釋放相關的工作。在智能無線控制系統(tǒng)完成控制之后，會向服務器發(fā)送及控制信息包，服務器接收信息包后會釋放在初始化過程中，為socket分配資源內(nèi)容。

3 結語

該項目的最終設計和實現(xiàn)的結果是能夠在客戶端生成clientLib庫，在使用過程中Android系統(tǒng)會與客戶端建立控制關系，受到客戶端控制形成智能無線控制系統(tǒng)。