基于Android移動終端局域網通信設計

劉權 劉紅 韋啟旻 徐強 楊思晨 孫非凡北方工業大學 電子信息工程學院

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基于Android移動終端局域網通信設計

劉權 劉紅 韋啟旻 徐強 楊思晨 孫非凡
北方工業大學 電子信息工程學院

摘要：針對當前基于Android平臺手機的現代電子產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。同時人們對現代電子產品性能和通信溝通的需求。基于Android平臺手機的發展趨勢，本設計以Android平臺手機為核心實現了局域網間通信。

隨著信息時代的發展，人們生活節奏的加快，為人們提供便捷生活體驗的智能化的移動終端已經成為人們生活中不可缺少的一部分。基于Android的操作系統具有開源特性，使其達到人們的這種需求不再遙遠。基于Android的智能移動終端可以更便捷地實現用戶端對端的通信。

本系統使用基于Android的操作系統，以實現移動終端的端對端通信。系統以Eclipse Android SDK 及相關的輔助軟件作為開發工具，通過JAVA語言編寫應用程序，以虛擬機和基于Android操作系統的智能手機作為測試工具，在連接同一局域網的情況下，分別安裝兩個app的移動設備可以實現相互通信。用戶端通過注冊，生成用戶名和密碼，進入后選擇服務器IP匹配后即可實現端對端通信；服務器端與用戶端匹配后，接收用戶端發過來信息同時可以回復給用戶端消息。

1　基于Android架構的研發

Android系統架構由Linux Kernel、Android Runtime、Libraries、Application Framework、Applications五部分組成。Android基于Linux 2.6提供核心系統服務，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節而為上層提供統一的服務。分層的好處就是使用下層提供的服務使上層提供統一的服務，屏蔽本層及以下各層的差異，當本層及以下各層發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，對于只做應用層研發的不需要深入了解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系統的各個組件使用；通過Application Framework提供開放的開發平臺，Android使開發者能夠設計出豐富和新穎的應用程序；Android 通過Applications裝配核心應用程序集合，包括電子郵件客戶端、SMS程序、日歷、地圖、瀏覽器、聯系人和其他設置。

本設計基于Android的架構進行設計，采用JAVA語言編寫相關程序。

2　系統組成

本系統共分兩部分，一部分是用戶端，另一部分是服務器端。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傳輸模塊和消息發送模塊組成。服務器端由監聽IP連接模塊、獲取本機IP模塊和接收/發送消息模塊組成。

3　通信原理

局域網的端對端通通信是基于TCP/IP協議的一種通信方式，首先一端會向局域網內的主機發送ARP廣播請求，然后主機會根據自身的路由表進行匹配，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，最后向源地址進行回復，源地址收到回復后獲取目的地址，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行上述過程。

4　用戶端設計

用戶通過注冊賬號，進入消息傳輸界面，同時用戶可以通過修改密碼選項修改自己的密碼，也可以根據個人喜好，選擇記住用戶。只有當用戶名與密碼相對應，用戶才能成功登陸；用戶成功登陸后，會進入消息傳輸界面，輸入另一端服務器的正確IP,連接成功后會顯示綠色的對勾圖標，即可實現與另一端的消息收發。點擊斷開按鈕后，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現用戶的注冊登錄、修改密碼等功能。用戶與服務器匹配后發送信息界面如圖4.4,服務器給用戶發信息用戶端顯示界面如圖4.5,用戶端與服務器段斷開連接后再向服務器端發送信息如圖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　用戶與服務器匹配

圖4.5　服務器發給用戶

圖4.6　用戶端與服務器端斷開

5　服務器端設計

服務器端的主要功能有獲取本設備IP、實時監聽服務器端是否與用戶端相連接、接收來自用戶端發來的消息、向用戶端發送消息。服務器端初始界面如圖5.1所示，點擊creat按鈕后會顯示服務器端IP，用戶端輸入此IP與服務器端匹配，匹配成功后界面如圖5.2所示；匹配成功后即可收發消息，服務器端收到客戶端消息界面如圖5.3所示，在服務器端“請輸入內容”框中輸入消息發送給用戶端界面如圖5.4所示，服務器端與用戶端斷開連接系統也進行提示。

圖5.1　服務器端使用

圖5.2　服務器端開啟

圖5.3　用戶與服務器匹配

圖5.4　服務器向客戶發信息

6　結論

本設計基于Android能夠實現局域網間端對端通信，保密性較高。持有兩個app移動終端在連接相同的局域網并正確匹配后，即可實現端對端即時通信，十分方便。簡潔的界面，方便的操作給予使用者全新的體驗。系統測試結果也表明, 系統性能穩定,安全可靠,后續可以根據使用者的需求，開發更多的功能。

參考文獻

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

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

［3］常建功.零基礎學Java（第三版）[M].北京.機械工業出版社，2012.

關鍵字：Android 手機 局域網 通信