基于Wi—Fi Direct的文件信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘 要：Wi-Fi Direct技術(shù)是近年新興的近距離無(wú)線通信技術(shù)，該技術(shù)無(wú)需Wi-Fi熱點(diǎn)即可實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的互聯(lián)互通，在近距離無(wú)線通信技術(shù)中具有顯著的優(yōu)勢(shì)和廣闊的應(yīng)用前景。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于Wi-Fi Direct技術(shù)的文件共享系統(tǒng)應(yīng)用，具有傳輸速率高、覆蓋距離大、便捷易用、功能設(shè)計(jì)完善以及拓展性強(qiáng)等特點(diǎn)，具有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：Wi-Fi Direct；Android；信息共享

1 概述

早期的信息共享，要么通過(guò)將設(shè)備接入局域網(wǎng)，要么通過(guò)第三方存儲(chǔ)介質(zhì)，或使用紅外技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、NFC[1]等近距離無(wú)線技術(shù)[2]，然而這些技術(shù)要么設(shè)置步驟繁瑣、要么數(shù)據(jù)傳輸速率低，覆蓋面積小、要么需要路由器作為接入設(shè)備，不能滿足日益增長(zhǎng)的用戶需求。Wi-Fi Direct技術(shù)是在Wi-Fi技術(shù)的基礎(chǔ)上推出的，具有傳統(tǒng)的Wi-Fi技術(shù)優(yōu)勢(shì)，無(wú)需AP，即可端對(duì)端組網(wǎng)、共享信息。本文設(shè)計(jì)的基于Wi-Fi Direct信息共享系統(tǒng)利用該技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)用戶組網(wǎng)快捷、無(wú)需AP設(shè)備直接彼此互聯(lián)、具有傳輸速率高、覆蓋距離大等優(yōu)點(diǎn)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本應(yīng)用是在Android系統(tǒng)[3]上實(shí)現(xiàn)的，應(yīng)用的整體架構(gòu)自上而下設(shè)計(jì)為上層應(yīng)用層、中間信息處理層、下層傳輸層和底層硬件管理層。

上層應(yīng)用層，設(shè)計(jì)為人機(jī)接口功能，為用戶操作的各項(xiàng)功能提供承托平臺(tái)，包含用戶管理模塊、消息管理模塊、通知管理模塊和文件管理模塊。該層以簡(jiǎn)潔流暢的人機(jī)界面設(shè)計(jì)呈現(xiàn)給用戶，便于用戶快速調(diào)用所需功能，使用應(yīng)用。

中間信息處理層，設(shè)計(jì)為信息處理功能，用于對(duì)傳輸信息進(jìn)行諸如加密解密、CRC校驗(yàn)、數(shù)據(jù)壓縮處理等功能。同時(shí)，該層還包含自定義的通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)服務(wù)協(xié)議的封裝和解析還原功能。

下層傳輸層，設(shè)計(jì)為應(yīng)用的信息傳輸功能，包含網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)服務(wù)模塊和傳輸管理等模塊。通過(guò)合理選擇TCP、UDP傳輸方案，將各種上層協(xié)議封裝好的數(shù)據(jù)信息傳輸小組內(nèi)其他設(shè)備，同時(shí)對(duì)接收的數(shù)據(jù)信息通過(guò)觀察者模式告知上層應(yīng)用框架，分發(fā)消息。

底層硬件管理層，設(shè)計(jì)為Wi-Fi Direct管理功能，用于向wpa_supplicant進(jìn)程發(fā)送相應(yīng)命令，調(diào)用Wi-Fi Direct的各項(xiàng)功能，監(jiān)聽(tīng)Wi-Fi Direct驅(qū)動(dòng)通過(guò)wpa_supplicant發(fā)出的各種事件，再通過(guò)Android Intent廣播機(jī)制告知上層框架。

3 關(guān)鍵層次的實(shí)現(xiàn)

區(qū)別于基于其他技術(shù)的同類應(yīng)用，基于Wi-Fi Direct文件共享系統(tǒng)最大的特點(diǎn)就是利用Wi-Fi Direct技術(shù)優(yōu)勢(shì)，即建立連接方便快捷，無(wú)需AP，傳輸速率高、覆蓋面積廣等特點(diǎn)。因此，操作Android系統(tǒng)底層Wi-Fi Direct功能的底層硬件管理模塊是本系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。

底層硬件管理層主要用于對(duì)本地Wi-Fi Direct硬件的調(diào)用和通信，是整個(gè)系統(tǒng)的核心也是上層部分功能實(shí)現(xiàn)的底層硬件基礎(chǔ)，用于加載、激活底層Wi-Fi Direct硬件驅(qū)動(dòng)，按需求操作Wi-Fi Direct各項(xiàng)功能，以及接收底層Wi-Fi Direct驅(qū)動(dòng)的傳出事件并通知上層應(yīng)用執(zhí)行相應(yīng)處理。Android操作系統(tǒng)對(duì)Wi-Fi Direct功能的硬件驅(qū)動(dòng)支持出現(xiàn)在Android 4.0及后續(xù)版本，由于Android系統(tǒng)為了維持API的穩(wěn)定性以及對(duì)硬件訪問(wèn)權(quán)限的控制[4]，Wi-Fi Direct的激活和關(guān)閉方式不同于傳統(tǒng)的Wi-Fi操作，必須通過(guò)發(fā)送Action為Settings.ACTION_WIRELESS_SETTINGS的Intent，打開(kāi)Wi-Fi設(shè)置界面啟動(dòng)或關(guān)閉Wi-Fi Direct功能，對(duì)于系統(tǒng)的獨(dú)立性和便捷性、及用戶體驗(yàn)都有極大的影響。為了能夠?qū)崿F(xiàn)直接激活和關(guān)閉Wi-Fi Direct底層硬件功能，本層采用Java反射機(jī)制，直接解析Android應(yīng)用程序框架層中的wifip2pManager類，訪問(wèn)相應(yīng)功能API，反射機(jī)制實(shí)現(xiàn)保護(hù)API調(diào)用代碼如下：

void enableWifiP2p（） {

Helper.useMethod（helper.getManager（）， \"enableP2p\"，

new Class[] { Channel.class }，

new Object[] { helper.getChannel（） }）；

}

void disableWifiP2p（） {

Helper.useMethod（helper.getManager（）， \"disableP2p\"，

new Class[] { Channel.class }，

new Object[] { helper.getChannel（） }）；

}

enableWifiP2p（）函數(shù)用于激活Wi-Fi Direct功能，disableWifiP2p（）函數(shù)用于關(guān)閉Wi-Fi Direct功能，通過(guò)這兩個(gè)函數(shù)，使本系統(tǒng)無(wú)需跳轉(zhuǎn)到設(shè)置界面即可啟動(dòng)Wi-Fi Direct功能，提升了用戶體驗(yàn)。

4 測(cè)試驗(yàn)證

本系統(tǒng)性能基本都符合設(shè)計(jì)預(yù)期，同其他無(wú)線個(gè)域網(wǎng)技術(shù)相比，采用Wi-Fi Direct實(shí)現(xiàn)信息傳輸和共享，無(wú)論在應(yīng)用便攜性和無(wú)需依賴無(wú)線熱點(diǎn)方面以及在傳輸距離、速率等各項(xiàng)性能上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)當(dāng)前主流的無(wú)線技術(shù)和方案，如藍(lán)牙、Wi-Fi等，足以可見(jiàn)Wi-Fi Direct技術(shù)的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景。

[參考文獻(xiàn)]

[1]桑亞樓.NFC技術(shù)及其應(yīng)用.移動(dòng)通信，2008（3）：26～27.

[2]石明明，魯周迅.三種無(wú)線通信協(xié)議綜述.通信技術(shù)，2011，Vol44（07）：72～73.

[3]胡偉.Android系統(tǒng)架構(gòu)及其驅(qū)動(dòng)研究.廣州廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，Vol10（04）：97～98.

[4]金泰延，等.Android框架揭秘.北京：人民郵電出版社，2012.