Android系統中基于WlFl協議的互動聯機游戲平臺的設計與實現

許 雯，聶堃鋆

（西安航空學院計算機學院，陜西西安，710077）

Android系統中基于WlFl協議的互動聯機游戲平臺的設計與實現

許 雯，聶堃鋆

（西安航空學院計算機學院，陜西西安，710077）

本文以WIFI技術為出發點，提出了一種工作在Android平臺下的，基于移動熱點技術的局域網互動聯機游戲平臺的設計思路。具體設計實現了互動聯機游戲平臺，并對該平臺系統做了實時性，穩定性，容錯性和開放性設計。最后通過一個仿真實例，表明該方案是可行并且有效的。

Android；WIFI； 移動熱點；Socket

0 引言

隨著移動通信技術的發展，移動通訊終端及移動應用已全然進入我們的生活當中[1]。我們也對移動各式各樣的應用提出了更高的要求。對于傳統的移動游戲應用，要么是只能單機運行，要么是得通過移動互聯網來進行聯機，可聯機互動的手機游戲的吸引力是遠遠大于單機的[2]。但是由于種種因素的限制，比如區域性的無線信號覆蓋不到或者信號不穩定，很多時候人們并不能容易的通過互聯網進行聯機[3]。

當前主流的無線通信方式主要有WIFI、Zigbee、藍牙等。WIFI無線通信協議因其較高的保密及傳輸性能得到業界的廣泛認可[4]。無線WIFI熱點技術，可以在熱點創建的一定區域內保證無線通信的穩定性[5]。本文就是基于WIFI協議的特性，利用移動熱點技術，實現基于WIFI的可互動聯機的游戲平臺的原型，并通過實現一個賽跑游戲來驗證該平臺的可行性。

1 移動熱點技術

移動WIFI熱點技術，負責在不同的終端設備之間建立一個可以相互通信的無線信道[6]。用戶利用手中的包含WIFI硬件模塊的移動設備，建立以自身為無線信號的接收端, 并且提供給周圍的移動設備接入接口，將自身的蜂窩網絡連接分享出去。Android操作系統自2.2版本之后就開始原生支持WIFI熱點技術，終端用戶可以為網絡創建角色，也可以作為使用角色。通過WIFI移動熱點這種特性，來搭建基于WIFI的局域網。

2 平臺引擎設計

本平臺作為一個抽象平臺設計，平臺引擎主要由移動WIFI模塊，服務端模塊及客戶端模塊來保證如下特性。

（1）實時性：不同終端之間的數據通信都能夠近似零延遲廣播給其他終端。

（2）傳輸數據的準確性：每一個終端的數據報文都能正確解析。

（3）穩定性及容錯性，該平臺具有對當前場景記憶功能，在掉線等網絡異常情況下能夠立即展開重新連接工作，并在重新連接后能及時恢復。

（4）高可復用性：抽象出一個高可復用的接口，其他開發者只要遵循接口約定，便能相對容易地開發其他互動聯機游戲。

2.1 移動WIFI模塊設計

WIFI模塊是該平臺的基礎設施，該模塊包裝了Android提供的API，對外提供一些方便易用的接口服務。

WIFI的打開與關閉：通過操作Android系統中SDK的WIFIManager類的isWIFIEnabled接口方法來實現WIFI功能的開關。

WIFI熱點的創建與刪除：通過WIFIConfiguration配置好熱點信息，由于熱點開關在SDK中隱藏了，所以需要利用Java反射機制調用setWIFIApEnabled接口方法來控制熱點。

加入及離開網絡：通過操作Android系統中SDK的WIFIManager類的disableNetwork接口方法來實現加入或離開網絡。

獲取范圍附近的用戶：通過操作Android系統中SDK的WIFIManager類的getScanResults接口方法來獲取周圍搜索到的熱點。

2.2 服務端模塊設計

服務端作為中心模塊，提供接入WIFI熱點及查看接入客戶端的接口。首先作為Socket服務端，用戶接收每個客戶端的消息信號，并通過消息引擎模塊解析消息；同時也作為Socket客戶端，對接入的每一個客戶創建實例，通過觀察者模式來向每一個接入的客戶端廣播消息；并且提供用戶接口, 開發者可以自己設計特有狀態機。

2.3 客戶端模塊設計

客戶端模塊與服務端建立基于TCP協議的Socket通信，用來保證通信數據的可靠性。客戶端有兩重角色，首先，它作為Socket服務端，來監聽來自服務端的數據信號，并自己解析報文信息；其次，它作為Socket客戶端，用來向位于WIFI熱點的服務端發去數據信號。該模塊只作為數據管道，向開發者提供了極大的擴展性，開發者可傳輸任意的消息。

2.4 消息引擎模塊設計

該模塊向開發者提供接口，可以自定義設計消息報文協議，并傳入自己解析數據信號的策略方法，由服務端調用該引擎來獲取準確信息。

3 實驗仿真實現

3.1 仿真場景設計

游戲場景為A、B、C、D四個用戶同時在一個百米賽道賽跑，賽道包含八個跑道，每個跑道不同的位置會有道具，道具隨機帶有加速或者減速屬性，用戶自動可以拾取當前所在跑道的道具，道具不可疊加，并限制每隔2秒可以切換一次跑道，并且一次只能切換到相鄰跑道。測試場景中，用戶C會斷開連接，并在2s左右后重連。

3.2 實驗結果

在服務端輸出賽跑游戲狀態機信息，寫入日志文件，結果如圖1下所示。

圖1 仿真結果

從仿真結果可以看出，該平臺實現了終端在WIFI熱點連接下的聯機互動游戲，并對掉線事件做到了斷開容錯保護。

4 總結

本文討論了時下熱門的移動熱點技術，提出了不同終端建立互動聯機游戲平臺的設計思路。針對Android系統，利用其WIFI模塊的系統API，包裝實現了一個可供開發者使用的互動聯機平臺。該平臺通過TCP傳輸協議來保證數據的穩定性，并提供了可開發的模塊，來讓開發者接入自己的消息信號解析策略，具有極好的擴展性。對于開發者來說，僅需要專注自身游戲的開發，便能利用該接口實現聯機互動。最后，通過一個聯機的賽跑游戲，驗證了該平臺的可行性和有效性。

[1]雷震洲.蜂窩移動通信技術演進歷程回顧及未來發展趨勢[J].移動通信, 2008, 32(24)：24-28.

[2]佚名.國內網游膨脹單機游戲走向沒落[J].玩具世界, 2006(7)：31-32.

[3]張杰,虞焰軍,黃宗興.有線與無線信號傳輸方式特性比較與應用選擇[J]. 數字技術與應用, 2014(3)：47-47.

[4]羅袁君,伍詩雨,劉俊,等.基于WIFI的專用無線局域網應用研究[J].微處理機, 2015(6)：29-32.

[5]盛蕾.WIFI網絡研究及基于Linux的測試平臺的實現[D].同濟大學, 2007.

[6]方暉.無線WIFI最優熱點組網通信技術的研究與仿真[J].計算機仿真, 2013, 30(7)：269-271.

Texas Instruments LMX2594 寬帶PLLatinum RF合成器在貿澤開售

2017年8月- 專注于新產品引入 (NPI) 并提供極豐富產品類型的業界頂級半導體和電子元器件分銷商貿澤電子(Mouser Electronics) 即日起供應Texas Instruments (TI)的LMX2594寬帶PLLatinum? 射頻(RF) 合成器。LMX2594屬于TI的PLLatinum系列，可以輕松同步所有板載PLL的輸出，為多輸入/多輸出(MIMO)、波束成形和其他應用節約設計時間。

貿澤電子備貨的TI LMX2594寬帶PLLatinum RF合成器是具有集成壓控振蕩器(VCO)的高性能寬帶鎖相環(PLL) RF合成器，可在不使用內部倍頻器的情況下生成從10 MHz到15 GHz的任何頻率，因此不需要復雜的板載濾波器來除去次諧波。該器件具有一流的降噪表現和業界最低的標準化PLL本底噪聲-236 dBc/Hz和 1/f -129 dBc/Hz，有助于提高輻射敏感度和光譜分辨率。LMX2594集成了本來需要最多五個設備才能執行的頻率斜升功能，減少了所需的設備，而板載LDO也進一步簡化了設計過程。

LMX2594具有一個32位小數分頻器，可以優化頻率選擇并且同時支持小數N分頻和整數N分頻模式。此器件在7.5 GHz頻率下提供45 fs RMS抖動，支持JESD204B SYSREF、相位同步和頻率斜升自動生成來簡化高性能微波與毫米波系統設計。

LMX2594 的目標應用包括5G和毫米波無線基礎設施、測試與測量設備、雷達、MIMO、相控陣天線與波束成形以及高速數據轉換器時鐘應用。為方便開發，貿澤還庫存有LMX2594EVM RF 合成器評估模塊。

Design and Implementation of Interactive Online Game Platform Based on WIFI Protocol in Android System

Xu Wen，Nie Kunjun
(Xi’an Aeronautical University, Xi’an Shaanxi,710077)

This paper takes WIFI technology as the starting point, and proposes a design method of interactive online game platform which based on mobile hotspot technology, which is working under the Android platform. The interactive online game platform is designed and implemented, and at the same time, the platform system has to do real-time, stability, fault tolerance and open design. Finally, a simulation example shows that the proposed scheme is feasible and effective.

Android; WIFI; Mobile Hotspot; Socket

許雯（1988-），女，陜西乾縣人，碩士，研究方向為計算機圖形學。聶堃鋆（1995-），男，陜西鎮安縣人，在讀學生。

西安航空學院大學生創新創業訓練計劃資助項目。