移動(dòng)設(shè)備應(yīng)急通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

羅 孟陶衛(wèi)平何錫茂（.欽州學(xué)院，廣西 欽州 535000；.欽州學(xué)院電子與信息工程學(xué)院，廣西 欽州 535000）

移動(dòng)設(shè)備應(yīng)急通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

羅 孟1陶衛(wèi)平2何錫茂2
（1.欽州學(xué)院，廣西 欽州 535000；2.欽州學(xué)院電子與信息工程學(xué)院，廣西 欽州 535000）

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代正式到來(lái)，即時(shí)通訊軟件成為了最受歡迎的軟件之一，但是目前的即時(shí)通訊類軟件必須通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)器，才能實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的通訊。文章設(shè)計(jì)的移動(dòng)設(shè)備應(yīng)急通訊系統(tǒng)主要通過(guò)對(duì)Android、Wi-Fi Direct等相關(guān)技術(shù)的研究，利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的便捷性，快速搭建局部通訊網(wǎng)絡(luò)，在沒(méi)有通訊服務(wù)器的情況下為智能移動(dòng)設(shè)備提供應(yīng)急的臨時(shí)通訊服務(wù)。

Android；局域網(wǎng)；即時(shí)通訊；Socket；Wi-Fi

1 前言

即時(shí)通訊軟件作為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代最具革命性應(yīng)用軟件，不僅帶來(lái)了新的信息傳播方式，也顛覆了傳統(tǒng)的溝通方式。但是目前的即時(shí)通訊類軟件，無(wú)論是國(guó)外的Facebook還是國(guó)內(nèi)的微博、微信，都必須通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)器才能實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的通訊。因此設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一個(gè)無(wú)需網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的應(yīng)急通訊系統(tǒng)就變得尤為重要。移動(dòng)設(shè)備應(yīng)急通訊系統(tǒng)能夠幫助用戶在無(wú)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的情況下，自行創(chuàng)建Wi-Fi局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)文字、語(yǔ)音、圖像等數(shù)據(jù)傳輸。本系統(tǒng)的意義在于當(dāng)通訊網(wǎng)絡(luò)中斷（例如：遭遇地震、臺(tái)風(fēng)、泥石流等自然災(zāi)害），充分考慮到局域網(wǎng)的通信需求，手持智能移動(dòng)終端設(shè)備通過(guò)局域網(wǎng)之間的語(yǔ)音、圖片、文字通訊達(dá)到應(yīng)急通信的目的。本系統(tǒng)基于 Android平臺(tái)開(kāi)發(fā)，在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)功能的同時(shí)遵循Android用戶界面設(shè)計(jì)規(guī)則，并有良好的拓展性與可維護(hù)性。

本系統(tǒng)選擇Wi-Fi技術(shù)組建無(wú)線局域網(wǎng)。Wi-Fi是一種高頻電信號(hào)以無(wú)線的方式將手機(jī)、平板電腦等智能移動(dòng)手持終端連接起來(lái)的一種技術(shù)[8]，具有組網(wǎng)成本低、組網(wǎng)簡(jiǎn)單方便等顯著優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足智能移動(dòng)手持終端間臨時(shí)應(yīng)急通訊的需求。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 功能分析

（1）免注冊(cè)使用功能。軟件定位是作為一個(gè)應(yīng)急通訊系統(tǒng)，完全不需要繁瑣的注冊(cè)，首次登陸僅需填寫姓名等最基本信息即可使用。（2）免添加聯(lián)系人功能。無(wú)需繁瑣的驗(yàn)證添加聯(lián)系人過(guò)程，只要有兩個(gè)或多個(gè)用戶連接到同一 Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，立即在列表中顯示對(duì)方信息。（3）文字、語(yǔ)音通訊功能。內(nèi)容實(shí)時(shí)顯示在對(duì)話窗口。（4）提供新消息“聲音”、“震動(dòng)”提醒開(kāi)關(guān)。（5）查看對(duì)方賬號(hào)信息。查看在線用戶IP地址、設(shè)備型號(hào)等信息。（6）圖像發(fā)送功能。瀏覽本地圖像或調(diào)用相機(jī)進(jìn)行拍照保存發(fā)送。

2.2 歡迎與登陸界面

由于本軟件系統(tǒng)無(wú)需注冊(cè)，本頁(yè)面只需要提供一個(gè)登陸入口即可，考慮到目前大尺寸屏幕手機(jī)單手操作的靈活性，將登陸按鈕放在屏幕底部。點(diǎn)擊登陸將跳轉(zhuǎn)到登陸界面。

用戶通過(guò)點(diǎn)擊歡迎界面的登陸按鈕將來(lái)到登陸設(shè)置頁(yè)面，用戶只需填寫昵稱等最基本登陸資料，點(diǎn)擊下一步，系統(tǒng)做登錄資料完整性驗(yàn)證，不完整則無(wú)法登陸，并彈出提示對(duì)話框，完整則記錄用戶輸入的信息并跳轉(zhuǎn)到Wi-Fi連接頁(yè)面。

2.3 Wi-Fi連接與登陸

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是否連接Wi-Fi并定時(shí)掃描Wi-Fi熱點(diǎn)在列表中顯示。如圖 1所示用戶點(diǎn)擊下一步后執(zhí)行登陸并將設(shè)備如IMEI作為用戶ID寫入SD卡。

圖1 Wi-Fi連接登陸

2.4 語(yǔ)音采集與播放

通過(guò)調(diào)用Android系統(tǒng)提供的MediaRecord和MediaPlayer可以完成錄音和音頻播放。

語(yǔ)音數(shù)據(jù)的發(fā)送采用UDP協(xié)議。通過(guò)DatagramPacker類中的setData()方法對(duì)數(shù)據(jù)包設(shè)置，然后調(diào)用send()方法將數(shù)據(jù)包發(fā)送給對(duì)方。

接收數(shù)據(jù)主要是在廣播的通知下，對(duì)已經(jīng)組網(wǎng)的移動(dòng)終端發(fā)送出的語(yǔ)音數(shù)據(jù)做出相應(yīng)的回應(yīng)，接到廣播通知后，就會(huì)啟動(dòng)接收數(shù)據(jù)的線程，在此線程的控制下來(lái)完成數(shù)據(jù)接收[10]。同樣分別構(gòu)造DatagramSocket()和DatagramPacket()對(duì)象，DatagramPacket()主要是對(duì)接收的語(yǔ)音數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度進(jìn)行設(shè)置，目的是為了更好的接收數(shù)據(jù)包，降低數(shù)據(jù)包的丟失率。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 歡迎與登陸界面的實(shí)現(xiàn)

3.1.1 歡迎界面的實(shí)現(xiàn)在res.layout目錄下新建Layout屬性的Android xml文件，

定義一個(gè)Button，并為其指定id，然后新建WelcomeActivity Java類，通過(guò)findViewById與剛才定義Button按鈕簡(jiǎn)歷連接，

然后通過(guò)setOnClickListener()與onClick()方法監(jiān)聽(tīng)Button按鈕點(diǎn)擊動(dòng)作并跳轉(zhuǎn)至登陸界面。

3.1.2 登陸界面的實(shí)現(xiàn)

在res.layout下創(chuàng)建Layout布局文件，然后在LoginActivity Java類做登錄資料完整性驗(yàn)證，不完整則無(wú)法登陸，完整則記錄輸入的信息。

3.2 附近Wi-Fi熱點(diǎn)掃描與連接

Wi-Fi熱點(diǎn)的首先進(jìn)行控件初始化設(shè)置，通過(guò)getLocalHostName()獲取熱點(diǎn)id呈現(xiàn)到布局頁(yè)面，并設(shè)置定時(shí)刷新WiFi列表信息，相關(guān)代碼如下：

/** 初始化控件設(shè)置 **/

protected void initAction() {

if (!WifiUtils.isWifiConnect()

&& !WifiUtils.isWifiApEnabled()) { // 無(wú)開(kāi)啟熱點(diǎn)無(wú)連接WIFI

WifiUtils.OpenWifi();

}

if (WifiUtils.isWifiConnect()) { // Wifi 已連接

mTvStatusInfo.setText(getString(R.string.wifiap_text_wifi_c onnected)

+ WifiUtils.getSSID());

}

/獲取Wifi 熱點(diǎn)名 * ＜p＞* BuildBRAND 系統(tǒng)定制商 ； BuildMODEL 版本* ＜/p＞

* @return 返回 定制商+版本 (String類型)，用于創(chuàng)建熱點(diǎn)。

*/

public String getLocalHostName() {

String str1 = Build.BRAND;

String str2 = TextUtils.getRandomNumStr(3);

return str1 + "_" + str2;

}

public String getPhoneModel() { String str1 = Build.BRAND; String str2 = Build.MODEL; str2 = str1 + "_" + str2;

return str2; }

3.3 語(yǔ)音通訊功能的實(shí)現(xiàn)

該功能的實(shí)現(xiàn)過(guò)程主要是用戶首先進(jìn)行音頻錄制的采集，然后發(fā)給目標(biāo)客戶，目標(biāo)客戶收到音頻后點(diǎn)擊消息框?qū)σ纛l播放。對(duì)錄音按鈕定義三個(gè)按鍵響應(yīng)事件，分別是按下、松開(kāi)、滑動(dòng)。

當(dāng)按鍵按下時(shí)，初始化語(yǔ)音界面，并開(kāi)始并錄制音頻并采集；采集過(guò)程首先要對(duì)音頻設(shè)備，音頻格式，編碼方式以及臨時(shí)輸出文件的路徑進(jìn)行設(shè)置，然后執(zhí)行 prepare()方法，然后執(zhí)行start()方法進(jìn)行采集，并通過(guò)Dialog將音量大小顯示在界面上。方法如下：

protected void showVoiceDialog(int flag) { if (mRecordDialog == null) { mRecordDialog = new Dialog(BaseMessageActivity. this, R.style.DialogStyle);

mRecordDialog.requestWindowFeature(Window.FEATURE _NO_TITLE);

mRecordDialog.getWindow().setFlags(WindowManager.La youtParams.FLAG_FULLSCREEN,

WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN);

mRecordDialog.setContentView(R.layout.record_dialog);

mIvRecVolume = (ImageView)

mRecordDialog. findViewById(R.id.record_dialog_img); mTvRecordDialogTxt = (TextView)

mRecordDialog. findViewById(R.id.record_dialog_txt);

}

switch (flag) {

case 1∶

mIvRecVolume.setImageResource(R.drawable.record_canc el);

mTvRecordDialogTxt.setText(getString(R.string.chat_dialo g_record_cancel_up));

break;

default∶

mIvRecVolume.setImageResource(R.drawable.record_anim ate_01);

mTvRecordDialogTxt.setText(getString(R.string.chat_dialo g_record_cancel_move));

break;

}

mTvRecordDialogTxt.setTextSize(14); mRecordDialog.show();

}

當(dāng)松開(kāi)按鍵時(shí)，采集的文件會(huì)被傳輸。通過(guò)message對(duì)象，先發(fā)送一條普通的消息，然后進(jìn)行文件的發(fā)送。進(jìn)行文件發(fā)送的時(shí)候，需要新啟動(dòng)一個(gè)線程來(lái)發(fā)送，因?yàn)槲募陌l(fā)送耗時(shí)會(huì)比較長(zhǎng)，若不啟用多線程就會(huì)提示未響應(yīng)。所以啟動(dòng)一個(gè)新的線程來(lái)傳輸文件，并根據(jù)相應(yīng)功能接口的返回值，設(shè)置文件傳輸是否成功。語(yǔ)音留言傳輸過(guò)程中的狀態(tài)會(huì)根據(jù)實(shí)體類中的屬性進(jìn)行更新，成功與否會(huì)顯示在界面上。客戶端在接受的時(shí)候，需要在客戶端設(shè)置一個(gè)監(jiān)聽(tīng)，監(jiān)聽(tīng)文件是否傳輸過(guò)來(lái)。當(dāng)文件被準(zhǔn)許接收，就將接收的文件存放在相應(yīng)的路徑。

4 系統(tǒng)測(cè)試

4.1 測(cè)試準(zhǔn)備

選擇測(cè)試設(shè)備?？紤]經(jīng)濟(jì)、方便等因素，最終選擇了目前熱門5臺(tái)Android智能手機(jī)進(jìn)行測(cè)試，分別是：魅族PRO5、紅米3、魅族、OPPO R7、樂(lè)視1S。

4.2 歡迎登陸功能測(cè)試

運(yùn)行應(yīng)用程序，通過(guò)歡迎界面按鈕跳轉(zhuǎn)到登陸界面，輸入昵稱、性別等基本信息，點(diǎn)擊下一步，進(jìn)入 Wi-Fi顯示界面。

4.3 附近Wi-Fi熱點(diǎn)刷新與連接測(cè)試

附近Wi-Fi熱點(diǎn)刷新功能測(cè)試：通過(guò)增加熱點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，若界面顯示該熱點(diǎn)則證明刷新功能成功，若沒(méi)有顯示，則有兩種可能結(jié)果：①附近不存在該熱點(diǎn)；②刷新功能失敗。

附近Wi-Fi熱點(diǎn)連接功能測(cè)試：點(diǎn)擊listView中任意Wi-Fi熱點(diǎn)，彈出密碼輸入界面，輸入密碼，啟動(dòng)Wi-Fi連接服務(wù)。

Wi-Fi熱點(diǎn)刷新與連接測(cè)試結(jié)果如表1所示。

表1 Wi-Fi熱點(diǎn)刷新與連接測(cè)試

熱點(diǎn)刷新測(cè)試功能失敗原因及解決方案：通過(guò)代碼檢查發(fā)現(xiàn) WifiUtils.isWifiApEnabled()方法中未進(jìn)行 try.catch異常捕獲導(dǎo)致刷新失敗，在添加try.catch后刷新功能正常。

4.4 文本、圖像、語(yǔ)音通訊功能測(cè)試

文本通訊功能、圖像功能、語(yǔ)音通訊功能測(cè)試：?jiǎn)?dòng)聊天界面，給在線用戶發(fā)送一段文本，通過(guò)對(duì)方是否能正常收到信息判斷功能是否正常。

測(cè)試結(jié)果分析：

（1）點(diǎn)擊發(fā)送按鈕，若信息無(wú)法發(fā)送，則信息傳輸模塊出現(xiàn)問(wèn)題，若信息發(fā)送成功，對(duì)方卻沒(méi)有收到，則是傳輸過(guò)程中出現(xiàn)了丟包的情況。

（2）點(diǎn)擊添加圖片按鈕，若出現(xiàn)無(wú)法瀏覽圖片，有兩種情況，第一是軟件沒(méi)有獲取讀讀取文件的權(quán)限，第二是圖像預(yù)覽Activity加載失敗。

表2 語(yǔ)音采集與播放測(cè)試表

4.5 傳輸范圍測(cè)試

測(cè)試選在封閉的建筑和車流、人流適中的校道上進(jìn)行。距離測(cè)試的目的主要是測(cè)試 Wi-Fi信號(hào)發(fā)射器的最大輻射范圍和軟件的穩(wěn)定性。在建筑物內(nèi)，設(shè)備之間的搜索、連接，通訊能夠正常工作，達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)；在校道上，測(cè)試最遠(yuǎn)的通信距離達(dá)到100m，當(dāng)超過(guò)該距離時(shí)，連接斷開(kāi)。當(dāng)距離超過(guò)90米時(shí)，設(shè)備之間能夠進(jìn)行搜索、連接，但是通訊會(huì)出現(xiàn)丟包現(xiàn)象。這主要是由于 Wi-Fi信號(hào)發(fā)射設(shè)備發(fā)射功率太小的原因，當(dāng)處在微弱信號(hào)狀態(tài)下會(huì)發(fā)生相應(yīng)的丟包現(xiàn)象。

4.6 多用戶測(cè)試

進(jìn)行多用戶測(cè)試的目的只要是測(cè)試系統(tǒng)最大能承載用戶量以及用戶量增大之后是否存在軟件奔潰、數(shù)據(jù)傳輸丟包等情況。但是由于設(shè)備有限的原因，只找到5臺(tái)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，在多點(diǎn)入網(wǎng)的測(cè)試過(guò)程中，均能正常進(jìn)行設(shè)備的搜索、連接，通訊。

5 總結(jié)

本次設(shè)計(jì)，主要是為了滿足用戶在無(wú)法使用互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，通過(guò)自身設(shè)備搭建簡(jiǎn)易無(wú)線局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)通訊的需求，最終設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了用戶需求。

[1] 單家凌,葉潤(rùn)發(fā).基于Wi-Fi的Android通信系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用,2014(5)∶69-72.

[2] 李艷.基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)下的即時(shí)通訊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].石家莊∶河北科技大學(xué),2010.

[3] 孟曉龍.Win7系統(tǒng)下Android開(kāi)發(fā)平臺(tái)的搭建[J].科協(xié)論壇(下半月),2011(8)∶72-73.

[4] 尹京花,王華軍.基于 Android開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)[J].數(shù)字通信,2012(6)∶79-81.

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[11] 饒潤(rùn)潤(rùn).基于安卓操作系統(tǒng)的應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)[D].西安∶西安電子科技大學(xué),2014.

Design and development of emergency communication system for mobile equipment

Instant messaging software is the most popular mobile Internet era of software, but the current instant communications software has an inevitable disadvantage that must be the premise of the Internet access server in order to achieve communication between devices. Mobile emergency communications system design, mainly by Android, Wi-Fi Direct technology related research, the convenience of using a wireless network, quickly set up a local communication network, in the case of no communication with the server to provide emergency communications for the temporary smart mobile devices service.

Android; ocal area network; instant messaging; Socket; Wi-Fi

TN929.5

A

1008-1151(2016)10-0005-03

2016-09-11

2015年度廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項(xiàng)目（2015JGA371）；2015年度欽州學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201511607169）。

羅孟（1980－），男，廣西欽州人，欽州學(xué)院講師，工程碩士，研究方向?yàn)榻逃夹g(shù)學(xué)。