基于Android的光時域反射計遠程交互軟件設計

趙紅旭，趙 爽，胡海燕

（吉林工商學院工學院 吉林 長春 130507）

1 引言

光時域反射計主要是指通過對光纖中返回的兩種數值進行檢測，如非涅爾反射數值、瑞利散射數值，可以實現對光纖光纜損耗分布、連接損耗、鏈路損耗和長度等物理特性的準確測試，便于用戶采用自動化控制的方式對鏈路故障出現的位置進行分析和定位，為后期光纖生產和維護工作的有效開展打下堅實基礎。因此，在Android開發環境下，如何科學設計光時域反射計遠程交互軟件系統是相關人員必須思考和解決的問題。

2 Android開發特色

Android系統作為一種常用的移動設備系統，具有以下開發特色：（1）系統控件豐富。Android系統包含多種系統控件，開發者通過使用這些系統控件，可以編寫最少代碼，實現各種漂亮界面的開發。此外，開發者可以采用自定義的方式，實現對多種控件效果的定制，以滿足用戶的使用需求。（2）組件多。Android系統含有4個組件，分別是活動組件、服務組件、廣播接收器組件和內容提供器組件。這些組件具有強大的功能，極大地降低了開發者的代碼編寫量。（3）含有SQLite數據庫。開發者同時利用該數據庫，不僅可以支持各種SQL標準語法，還能調用封裝好的API，提高開發效率和效果。

3 系統設計

3.1 系統架構設計

對于光時域反射計遠程交互軟件而言，主要包含以下3個組件：（1）通信組件。通信組件在具體的設計中，需要采用TCP連接方式，在智能手機客戶端與光時域反射計服務器端之間建立起有效地連接，然后，利用套接字，達到通信目的[1]。（2）客戶端組件。在具體的設計中，需要借助光時域反射計服務器端，采用遠程控制的方式，對光時域反射計回傳的測試結果進行控制和接收。（3）服務端組件。服務端組件在具體設計中，需要利用光時域反射計服務器端的監聽功能，對手機發送的測試指令進行監聽[2]，然后，根據指令內容進行運行，并將最終的測試結果返回手機。

3.2 通信組件設計

智能手機與光時域反射計交互系統所用到的網絡協議主要以TCP/IP網絡協議為主，該協議含有C/S體系結構，其中C代表客戶端，S代表服務器端。TCP連接建立流程，見圖1。

圖1 TCP連接建立流程

從圖中可以看出，TCP連接整個建立流程主要包含以下幾個步驟：（1）將Android智能手機改造和升級為客戶端，然后，根據已設置好的IP地址和端口號，將連接請求報文發送給服務器端，當發送操作結束后，客戶端會自動進入到同步已發送（SYN-SENT）狀態。（2）將光時域反射計改造并升級為服務器端，通過利用服務器端[3]，對客戶端法術的連接請求報文進行接收并回復確認，當發送操作結束后，服務器端會自動進入到同步受到（SYN-RCVD）狀態中。（3）當客戶端接收并回復確認服務器端發送的報文后，智能手機會將所確認好的報文再次發送給服務器端，當發送操作結束后，服務器端和客戶端會同時進入到ESTAB-LISHED狀態，此時，雙方成功建立其TCP連接，以達到有效通信的目的。當TCP連接成功建立后，Android智能手機客戶端會借助套接字，與光時域反射計服務器端之間建立起良好的通信關系。此時，智能手機會將字符指令發送給光時域反射計[4]。字符指令主要包含兩種指令：一種是參數指令，該指令主要用于對光時域反射計測試參數的設置；另一種是測試指令，該指令主要用于對光時域反射計的控制和測試。當光時域反射計成功接收到參數指令后，服務器端會自動進入到測試參數設置環節中，向智能手機客戶端發送所設置好的測試參數，當光時域反射計成功接收到測試指令后，會自動進入到測試環節中，并向智能手機客戶端發送最終的測試結果，便于用戶科學地分析和處理光纖故障問題[5]。

3.3 客戶端組件設計

3.3.1 OtdrClient類設計

OtdrClient類作為客戶端組件的重要模塊之一，具有強大的交互通信能力，該模塊具體實現方式如下：（1）構建connect對象。在這一環節中，用戶需要將IP和端口號準確無誤地輸入到客戶端中，然后，利用“connect（）”方法，向服務器端自動發出連接請求，確保手機客戶端與光時域反射計服務器端兩者之間建立有效地連接。（2）構建getInputSteam對象。在這一環節中，需要獲取完整、真實的輸入流，此時，客戶端會自動接收到服務器端發送的相關信息數據。（3）構建DataInputStream對象。借助數據流入流[6]，并成功接收和確認服務器端發送的測試結果。（4）構建Thread對象。通過新建和定義Thread對象，并調用“run（）”方法，發揮Android應用優勢，完成對多線程程序的編寫。

3.3.2 OtdrSet類設計

OtdrSet類主要負責對光時域反射計測試參數的設置，其功能實現方法如下：（1）構建ArrayList動態數據。該動態數據數量會呈現出自動上漲的趨勢，通過利用該動態數據，可以完成對List列表的設置，然后，調用“delete（）”方法或者“add（）”方法，完成對列表內容的刪除或者添加。（2）構建ArrayAdapter對象。該對象主要負責對數組適配器內容的處理，確保各個列表能夠正常有序地展示文本內容[7]。同時，通過完成對ArrayAdapter對象的定義和構建，可以實習對列表格式的個性化設置和指定，滿足用戶的個性化使用需求。

3.3.3 OtdrPaint類設計

OtdrPaint類作為常用模塊，主要負責對光時域反射計測試曲線的繪制以及最終分析結果的顯示，該功能具體實現方法如下：（1）構建andomAccessFile對象。通過利用該對象，可以實現對光時域反射計測試數據的訪問和調用，以達到訪問大量文件內容的目的。此外，該對象還能自動定位訪問文件的具體位置，通過調用“read（）”方法，可以實現對測試文件數據的快速讀取。（2）構建onDraw對象。通過利用該對象，可以完成對Canvas畫布的繪制，屏幕繪圖相比，這種繪圖方式更加形象、逼真。（3）構建SimpleAdapter對象。通過利用適配器，除了可以完整清晰地顯示文本列表[8]，還能在指定的文本列表是設置相應的圖標，便于用戶通過點擊圖標，完成對列表信息的查閱和調用。此外，對于SimpleAdapter對象而言，共包含3個參數，第1個參數主要用于對Android應用程序接口的訪問；第2個參數主要用于對各種列表選項的形成；第3個參數主用負責對各種界面的展示。

3.4 服務器端組件設計

服務器端組件在具體的設計中，主要借助OtdrServer類實現的，OtdrServer類保證交互通信實現效果的重要模塊，其具體實現方法如下：（1）構建函數。通過利用該函數，完成對IP和端口號的指定和監聽。（2）構建accept對象。通過利用accept對象，使得客戶端與服務器端之間建立起穩定、安全的通信連接，確保兩者之間可以順利交互和通信。同時，還要將最終返回的Socket對象傳輸到客戶端，由客戶端負責監聽連接關系的建立。最后，通過調用指定的函數，完成對循環語句的正常執行。OtdrServer類UI設計與功能實現見圖2。

圖2 OtdrServer類UI設計與功能實現

4 結語

綜上所述，當手機客戶端與光時域反射計服務端之間建立有效的連接后，用戶通過使用手機，就可以采用遠程控制的方式，完成對光時域反射計測試參數的設置，并自動化控制光時域反射計整個測試過程。當光時域反射計成功接收到手機發出的測試指令后，就會自動進入到測試環節中，并得出最終的測試結果，并將其傳輸到用戶手機客戶端中。此時，用戶利用手機客戶端，根據光時域反射計發送的測試數據，采用繪制測試數據圖的方式，全面了解和把握光纖網絡實際運行狀態。總之，通過使用光時域反射計遠程交互軟件，極大地提高了用戶光纖工作的效率和效果，很好地滿足了用戶使用體驗，因此，該軟件值得被進一步推廣和普及于光纖生產或者維修領域中。