基于Android 設(shè)備和Wi—Fi Direct 的同步繪畫(huà)系統(tǒng)

崔靜 鹿鳴曉

摘 要：本文主要結(jié)合電子白板的交互方式和如今移動(dòng)設(shè)備的普及設(shè)計(jì)了基于Android 手機(jī)和Wi-Fi Direct 的同步繪畫(huà)系統(tǒng)。我們?cè)赪i-Fi Direct 環(huán)境下建立了一個(gè)沒(méi)有中心的P2P 覆蓋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以讓用戶設(shè)備在沒(méi)有熱點(diǎn)的情況下，隨時(shí)隨地的建立連接和通信。我們的通知類消息模塊和共享數(shù)據(jù)采用C/S 模式來(lái)傳遞，而一對(duì)一傳遞數(shù)據(jù)采用P2P 模式，并結(jié)合UDP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備之間的通信。

關(guān)鍵詞：電子白板；Wi-Fi Direct；Android；P2P

1主要技術(shù)介紹

Wi-Fi Direct 是由Wi-Fi Alliance 提出并定義的新的技術(shù)。它是新興的Wi-Fi無(wú)線連接技術(shù)，以Wi-Fi既有技術(shù)為基礎(chǔ)。提出的主要目的是為了創(chuàng)建一個(gè)基于傳統(tǒng)Wi-Fi 信號(hào)的P2P 形式的網(wǎng)絡(luò)而不需要Wi-Fi AP的存在。

Wi-Fi Direct 設(shè)備通過(guò)組建小組（以一對(duì)一或者一對(duì)多的拓?fù)湫问剑﹣?lái)建立連接，小組的工作形式和基礎(chǔ)設(shè)施BSS類似。由一部Wi-Fi Direct設(shè)備負(fù)責(zé)整個(gè)小組，包括控制哪部設(shè)備加入，小組何時(shí)啟動(dòng)和終止等。這種設(shè)備對(duì)于傳統(tǒng)客戶設(shè)備來(lái)說(shuō)就是一部接入點(diǎn)，能夠提供基礎(chǔ)設(shè)施接入點(diǎn)所提供的部分服務(wù)。

2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1 Wi-Fi Direct 網(wǎng)絡(luò)的建立

我們?cè)赪i-Fi Direct 環(huán)境下建立了一個(gè)沒(méi)有中心的P2P 覆蓋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。如圖1所示：

GO 為這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的管理者，它給新加入的節(jié)點(diǎn)提供初始配置，并接收和發(fā)送一些通知和提醒消息。而且此節(jié)點(diǎn)是這個(gè)Wi-Fi Direct 網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建者，負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的啟動(dòng)和終止。

2.2 點(diǎn)的采集和保存

Android系統(tǒng)的視圖結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也采用了組合模式，即View作為所有圖形的基類，ViewGroup對(duì)View繼承擴(kuò)展為視圖容器類，由此就得到了視圖部分的基本結(jié)構(gòu)——樹(shù)形結(jié)構(gòu)。

我們首先自定義一個(gè)SketchPadView 來(lái)繼承View 視圖。我們就在自定義的視圖（類似白板，我們?cè)谝韵路Q為手機(jī)白板），繪制或者書(shū)寫(xiě)我們想要表達(dá)的東西，畫(huà)筆會(huì)記錄我們的繪制過(guò)程。我們?cè)诖耸謾C(jī)白板繪制圖形，這個(gè)白板就相當(dāng)于一個(gè)畫(huà)布，我們用View 的touch event （ACTION_DOWN，ACTION_MOVE，ACTION_UP）來(lái)記錄描述整個(gè)繪制過(guò)程。我們利用貝塞爾曲線來(lái)準(zhǔn)確繪制出我們的曲線。

由于我們需要在另外的手機(jī)同步顯示繪制過(guò)程，所以我們就要實(shí)施采集并傳輸我們的手指觸摸屏幕的坐標(biāo)點(diǎn)。點(diǎn)的采集我們要下面的公式表示：Point = P （ X ， Y ， Signal ） （1）

當(dāng)Signal = 0的時(shí)候，表示采集到的點(diǎn)為手剛觸摸屏幕的起始坐標(biāo)點(diǎn)。當(dāng)Signal = 1的時(shí)候，表示采集到的點(diǎn)為手在屏幕上滑動(dòng)的移動(dòng)坐標(biāo)點(diǎn)。當(dāng)Signal = 2的時(shí)候，表示采集到的點(diǎn)為手剛離開(kāi)屏幕的結(jié)束坐標(biāo)點(diǎn)。

3數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收

3.1 按鍵控制類數(shù)據(jù)格式

在我們同步繪制開(kāi)始之前，我們首先要同步各個(gè)手機(jī)白板的畫(huà)布背景，畫(huà)筆顏色，畫(huà)筆寬度，畫(huà)筆類型（畫(huà)筆或者橡皮擦）等。開(kāi)始繪制過(guò)程中redo和undo 信息。以上這些信息我們統(tǒng)稱按鍵控制類數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)格式為如下表達(dá)式：Key = K（0，0，Singal ，BT ，CB ，BW ，BC ，RD ，UD ）；

BT表示畫(huà)筆類型，CB表示畫(huà)布背景，BW表示畫(huà)筆寬度，BC表示畫(huà)筆顏色，RD表示redo操作，UD表示UD操作。當(dāng)我們按鍵選擇各個(gè)按鈕的時(shí)候，就會(huì)發(fā)送相應(yīng)的指令，接收端根據(jù)指令類型來(lái)改變自己相應(yīng)的繪制格式。

3.2 發(fā)送與接收數(shù)據(jù)流程

每一個(gè)支持Wi-Fi Direct 的移動(dòng)設(shè)備都可以選擇當(dāng)GO，每一個(gè)加入此網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備都存在于這個(gè)覆蓋網(wǎng)絡(luò)之中。本系統(tǒng)沒(méi)有真正意義上的服務(wù)器，每一個(gè)在Wi-Fi Direct 覆蓋網(wǎng)絡(luò)之中的移動(dòng)設(shè)備，都即可以提供繪圖數(shù)據(jù)，也可以接受繪圖信息。

手機(jī)接入Wi-Fi Direct 網(wǎng)絡(luò)之中，然后打開(kāi)手機(jī)白板功能，這時(shí)候系統(tǒng)就相應(yīng)的開(kāi)啟倆個(gè)線程，一個(gè)接收線程和一個(gè)發(fā)送線程。當(dāng)此時(shí)畫(huà)板沒(méi)有接收信息，只要我們開(kāi)始在自己手機(jī)白板上繪制圖形，此時(shí)手機(jī)白板就把相應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)和標(biāo)志位的信息打包通過(guò)組播向在這個(gè)組播地址里的每一個(gè)成員發(fā)送這些坐標(biāo)點(diǎn)集，其它手機(jī)根據(jù)得到的坐標(biāo)點(diǎn)集，通過(guò)解析程序把得到的坐標(biāo)點(diǎn)集，解析為可以讓繪圖程序識(shí)別的數(shù)據(jù)。然后通過(guò)繪圖程序在各自的手機(jī)白板上繪制此圖案。如果是一對(duì)一發(fā)送的話，就通過(guò)UDP的單播給指定的IP地址發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)包來(lái)實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[5] Wi-Fi Alliance，“Wi-Fi P2P Technical Specification version 1.1”，Oct，2010.

作者簡(jiǎn)介：

崔靜（1990-），男，陜西榆林人，碩士，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)；鹿鳴曉，男，西北工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，研究方向：信息安全。