林春坤 陳耀華

摘要：該設(shè)計(jì)是基于Android平臺(tái)設(shè)計(jì)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)應(yīng)用，使局域網(wǎng)中的其他設(shè)備能夠通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備的移動(dòng)通信接口接入互聯(lián)網(wǎng)。應(yīng)用Java語言分別編寫服務(wù)器端的程序和Android手持終端的客戶端程序，使之能從手持終端輸入信息，并發(fā)送到PC端服務(wù)器上。

關(guān)鍵詞：Android；網(wǎng)關(guān)；Socket

中圖分類號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)23-5568-05

RFID Engine Design and Implementation Based on Complex Event Processing

LIN Chun-kun1, CHEN Yao-hua2

(1.Huizhou Public Security Bureau，Huizhou 516002，China;2.School of Mechanical and Electric Engineering, Guangzhou University, Guangzhou 510006, China)

Abstract: The design is based on the Android operating system, Java language and Eclipse development tools write two programs, namely Android_Client, PC_Server. PC_Server running as a server at the PC side, Android_Client devices in the Android operating system as a cli? ent, and systems to enable Android device from the input message, sent to the PC-server, in order to achieve the system devices and PC via Android TCP Socket Communication.

Key words: android; gateway; socket

1概述

隨著科技的發(fā)展，智能系統(tǒng)運(yùn)用到生活的產(chǎn)品越來越多。Android操作系統(tǒng)作為一個(gè)開源操作系統(tǒng)，正在廣發(fā)地運(yùn)用到生活的各個(gè)方面，為人們提供更加便捷，舒適的生活體驗(yàn)。而基于Android系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)也在廣泛地展開。

本設(shè)計(jì)是基于Android系統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)應(yīng)用設(shè)計(jì)。在Android系統(tǒng)中，運(yùn)用Java語言進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程，通過TCP Socket實(shí)現(xiàn)了PC端服務(wù)器和Android開發(fā)板之間的通信，使之能夠從Android系統(tǒng)的設(shè)備上輸入消息，發(fā)送到PC端服務(wù)器上，并在PC端服務(wù)器上顯示消息內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)Android系統(tǒng)設(shè)備和PC的TCP Socket通信。

2 Android手機(jī)操作系統(tǒng)的介紹

Android操作系統(tǒng)是由Google公司在2007年11月宣布的基于Linux 2.6.29內(nèi)核的開源手機(jī)操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由操作系統(tǒng)、中間件、用戶界面、和應(yīng)用程序軟件組成。Android操作系統(tǒng)采用了軟件堆層（software stack，又名以軟件疊層）的架構(gòu)，主要由這四個(gè)部分組成。而底層Linux內(nèi)核只提供基本功能，至于其他的應(yīng)用軟件則由各公司各自進(jìn)行開發(fā)，大部分的應(yīng)用程序都是以Java編寫為主。

2.1 Android操作系統(tǒng)的組成

Android操作系統(tǒng)是一個(gè)全新的開源手機(jī)操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含了非常多的開源代碼。Android操作系統(tǒng)主要由四層組成，如圖1所示，它們分別是：

第一層：Linux操作系統(tǒng)與底層的相關(guān)驅(qū)動(dòng)（主要由C語言實(shí)現(xiàn)）；

第二層：本地代碼框架（主要由C、C++實(shí)現(xiàn)）；

第三層：Java框架（由Java代碼實(shí)現(xiàn)）；

第四層：Java應(yīng)用程序（由Java代碼實(shí)現(xiàn)）。

第一層與第二層之間，在Linux操作系統(tǒng)的角度看來，是內(nèi)核空間與用戶空間的分界線，第一層運(yùn)行與內(nèi)核空間，第二、三、四層運(yùn)行于用戶空間。

第二層與第三層之間，是本地代碼層和Java代碼層的接口。

第三層與第四層之間，是Android的系統(tǒng)API的接口，對(duì)Android應(yīng)用程序的開發(fā)，第三層以下的內(nèi)容是不可見的。

Android的核心系統(tǒng)是基于Linux2.6.29的內(nèi)核，其中包括安全性、內(nèi)存管理、進(jìn)程管理、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧與驅(qū)動(dòng)模型。Liunx內(nèi)核同時(shí)也作為硬件和軟件棧之間的抽象層。Android操作系統(tǒng)除了標(biāo)準(zhǔn)的Linux內(nèi)核外，該系統(tǒng)還需要增加內(nèi)核的驅(qū)動(dòng)程序，例如：聲卡驅(qū)動(dòng)、顯卡驅(qū)動(dòng)、輸入設(shè)備驅(qū)動(dòng)、藍(lán)牙驅(qū)動(dòng)、攝像頭驅(qū)動(dòng)、WiFi驅(qū)動(dòng)、電源管理、存儲(chǔ)器驅(qū)動(dòng)、觸摸驅(qū)動(dòng)等。

2.2 Android應(yīng)用程序的的組成

通常情況下，Android的應(yīng)用程序由以下4個(gè)部分組成：

1)活動(dòng)（Activity）

活動(dòng)（Activity）是Android應(yīng)用程序中一個(gè)最基本的組件，在Android應(yīng)用程序中，一個(gè)Activity可以是一個(gè)單獨(dú)的用戶界面。每一個(gè)Activity都被實(shí)現(xiàn)為一個(gè)獨(dú)立的類，并從Activity的基類中繼承而來，Activity將會(huì)顯示由視圖控件（VIew）組成的用戶接口，并且對(duì)事件（Event）做出響應(yīng)。而在現(xiàn)實(shí)中，絕大部分的應(yīng)用程序都會(huì)有多個(gè)用戶界面，因此就會(huì)有多個(gè)相對(duì)應(yīng)的Activity。

2)廣播接收器（BroadcastReceiver）

廣播接收器（BroadcastReceiver）的作用是讓應(yīng)用程序?qū)σ粋€(gè)外部事件做出相關(guān)的響應(yīng)。例如：短信接收事件、可用的無線WIFI網(wǎng)絡(luò)連接通知、未接來電提醒、未閱電子郵件等。

3)服務(wù)（Service）

一個(gè)服務(wù)（Service）是一個(gè)沒有實(shí)際的用戶界面，但具有一段較長生命周期的程序。例如：比如我們打開手機(jī)的飛行模式，WIFI，未接來電轉(zhuǎn)接等服務(wù)，都不能看到實(shí)際的用戶界面。

4)內(nèi)容提供者（Content Provider）

應(yīng)用程序能夠?qū)⑺鼈兊臄?shù)據(jù)保存到文件或SQLite數(shù)據(jù)庫中，甚至是任何有效的設(shè)備中。當(dāng)需要將數(shù)據(jù)與其他的應(yīng)用共享時(shí)，內(nèi)容提供者將會(huì)很有用。一個(gè)內(nèi)同提供者類實(shí)現(xiàn)了一組標(biāo)準(zhǔn)的方法，從而能夠讓其他應(yīng)用程序或讀取此內(nèi)容提供者處理的各種數(shù)據(jù)類型。

3網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)原理

3.1 TCP Socket基本通信模型簡(jiǎn)介

Transmission Control Protocol傳輸控制協(xié)議（TCP）是一種面向連接（連接導(dǎo)向）的、可靠的、基于字節(jié)流的運(yùn)輸層（Transport layer）通信協(xié)議。由IETF的RFC 793說明（specified）。在簡(jiǎn)化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)OSI模型中，它完成第四層傳輸層所指定的功能。通過TCP可以實(shí)現(xiàn)各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)或異種機(jī)之間的互聯(lián)通信。

如果IP數(shù)據(jù)包中有已經(jīng)封好的TCP數(shù)據(jù)包，那么IP將把它們向‘上傳送到TCP層。TCP將包排序并進(jìn)行錯(cuò)誤檢查，同時(shí)實(shí)現(xiàn)虛電路間的連接。TCP數(shù)據(jù)包中包括序號(hào)和確認(rèn)，所以未按照順序收到的包可以被排序，而損壞的包可以被重傳。TCP將它的信息送到更高層的應(yīng)用程序，應(yīng)用程序輪流將信息送回TCP層，TCP層便將它們向下傳送到IP層，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和物理介質(zhì)，最后到接收方。

TCP Socket基本通信模型如圖2所示。

圖2 TCP Socket基本通信模型圖

3.2 Server與Client的設(shè)計(jì)思路

Server-Client程序設(shè)計(jì)基本框架如圖3所示。

圖3 Server-Client程序設(shè)計(jì)基本框架圖

3.2.1 PC服務(wù)器端（Server）的設(shè)計(jì)思路

1)用WSAStartup()函數(shù)檢查系統(tǒng)協(xié)議棧的安裝情況；

2)用socket()函數(shù)創(chuàng)建PC服務(wù)器端的套接口；

3)用bind()函數(shù)將創(chuàng)建的套接口與PC服務(wù)器IP地址綁定；

4)用listen()函數(shù)通過監(jiān)聽使PC服務(wù)器設(shè)定的端口準(zhǔn)備接收連接；

5)用accept()接收來自Android客戶端由connect()函數(shù)發(fā)出的連接請(qǐng)求；

6)建立連接后，用send()函數(shù)向Android客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)，PC服務(wù)器用recv()函數(shù)接收數(shù)據(jù)；7)通信結(jié)束后，使用closesocket()函數(shù)關(guān)閉連接；

8)最后通過調(diào)用WSACleanup()函數(shù)，結(jié)束Winsock Sockets API。PC服務(wù)器端主要代碼解析：

public class TCPDesktopServer implements Runnable{ public static final String SERVERIP = "192.168.2.40"; public static final int SERVERPORT =1234;

上面這段代碼主要作用是綁定PC端Server的IP地址和端口號(hào)。

public void run() {

try {

System.out.println("1.PC端服務(wù)器已啟動(dòng)");

System.out.println("");

System.out.println("2.等待Android客戶端連接，并接收消息......");

System.out.println("");

上面這段代碼主要作用是在DOS窗口中提示PC服務(wù)器啟動(dòng)情況。

ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(SERVERPORT);

while (true) {

Socket client = serverSocket.accept();

//System.out.println("S: Receiving...");

try {

BufferedReader in = new BufferedReader(new

InputStreamReader(client.getInputStream()));

String str = in.readLine();

System.out.println("Android客戶端：" + str);

}catch(Exception e){

System.out.println("出錯(cuò)了....."); e.printStackTrace();

}finally{

client.close();

上面這段代碼主要作用是創(chuàng)建一個(gè)新的ServerSocket對(duì)象，監(jiān)聽、捕捉通過Socket連接的客戶端，一直阻塞到有Android客戶端連接，應(yīng)用Socket創(chuàng)建BufferedReader對(duì)象,用于接收Socket Stream中的數(shù)據(jù)，并顯示從Android客戶端接發(fā)送過來的消息。若過程中出現(xiàn)異常，就捕捉異常，最后斷開連接。

3.2.2 Android客戶端程序（Client）的設(shè)計(jì)思路

1)用WSAStartup()函數(shù)檢查系統(tǒng)協(xié)議棧的安裝情況；

2)用socket()函數(shù)創(chuàng)建Android客戶端的套接口；

3)用connect()函數(shù)發(fā)出也服務(wù)器建立連接的請(qǐng)求；

4)在建立連接后，用send()函數(shù)向PC端服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)，Android客戶端用recv()函數(shù)接收數(shù)據(jù)；

5)通信結(jié)束后，用closesocet()函數(shù)關(guān)閉套接口；

6)最后通過調(diào)用WSACleanup()函數(shù)，結(jié)束Winsock Sockets API；

Android客戶端代碼解析：

public class main extends Activity implements OnClickListener{

/** Called when the activity is first created. */

private EditText edtmsgcontent;

private Button btnSend;

private String ip="192.168.2.40";

private int port=1234;

@Override

上面這段代碼主要作用是定義聲明需要用到的UI元素設(shè)定服務(wù)器的IP地址、和服務(wù)器所監(jiān)聽的端口號(hào)。

public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

//setContentView(R.layout.main);

InitView();

}

private void InitView()

{

setContentView(R.layout.main);

edtmsgcontent=(EditText)findViewById(R.id.msgcontent);

btnSend=(Button)findViewById(R.id.btnsend);

btnSend.setOnClickListener(this);

}

上面這段代碼主要作用是顯示主界面，通過id獲取ui元素對(duì)象，為btnsend設(shè)置點(diǎn)擊事件。

public void onClick(View bt)

{

try

{

String msg=edtmsgcontent.getText().toString();

if(!TextUtils.isEmpty(msg))

SendMsg(ip,port,msg);

else

{

Toast.makeText(this,"請(qǐng)先輸入要發(fā)送的消息.....",

Toast.LENGTH_LONG);

edtmsgcontent.requestFocus();

}}

catch (Exception e) {

// TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace();

}}

上面這段代碼主要作用是通過onclick方法設(shè)定消息發(fā)送的IP地址和端口號(hào)，還有消息的內(nèi)容。若沒有輸入消息，則提示：“請(qǐng)先輸入發(fā)送的消息……”。

4結(jié)論

系統(tǒng)操作效果如圖4所示。整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以滿足智能空間中對(duì)網(wǎng)絡(luò)的低成本、低復(fù)雜度和高可靠性的要求，可以極大地降低信息的冗余度，方便管理維護(hù)多分布、多種類的信息和任務(wù)。該系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室中得到驗(yàn)證。

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