物聯網應用中的跨平臺數據通信

馬海舟

摘要：時代不斷進步，網絡也在更新，目前已經推進了物聯網的建設。5G時代已經到來會實現一個萬物互聯的狀態，每一個物體之間都有著聯系，物聯網技術將所有的設備之間都建立連接關系。在實現這一目的之前進行跨平臺數據通信，實現數據的共享。為了解決這一問題設計相關方案模擬安防監測系統進行移動端通信。采用先進技術優勢實現平臺之間的數據通信，通過UDP協議規范雙方行為，檢測火焰、煙霧、紅外對射的信號。同時將其發送給桌面端及時掌握移動端信號的狀態。

關鍵詞： 物聯網 跨平臺數據通信

引言：最近今年物聯網技術不斷發展，很多都實現了智能化，智能醫療、智能家居、智能交通的出現，這些都對于人們生活有了很大的便利。物聯網與我們的生活息息相關，實現了智能化的目標，隨著5G網絡的時代在通信之上也為人民實現交流提供了有效的平臺，實現了萬物互聯。跨平臺上進行資源數據的共享實現通信物聯網。應用程序支持多種平臺的使用，能夠在桌面端和移動端之間建立聯系實現通信。Android是物聯網移動端主流語言的主體，會采用socket通信技術，這樣保障了平臺之間和不同進程之間的通信。從PC端和Android手機端通過有線或者是無線網絡的連接下實現通信。

一、實現通信的關鍵技術

1.Socket通信原理

Socket含義是插座，主要是負責IP地址和端口的描述，可以實現不同系統之間的通信。在網絡當中應用程序通過socket發出請求，或者是答應請求。socket采用的是客戶端或者是服務端的模式，在進行連接時總共分為三步，第一步是服務器監聽。負責了解網絡實時運行的狀態，等待連接。第二是客戶端請求。由客戶端來向socket提出連接。主要連接的是服務器端的socket。第三是連接確認，當服務器端收到連接請求之后，會激活進程來處理這一請求，兩端連接之上方可進行傳輸數據。此時服務器的socket就負責監聽，或者是接受其他客戶之間的連接請求，從而實現數據的有效傳輸。它有兩種操作模式可以進行。面向連接服務和無連接服務。在進行面向連接時，發送數據之前與對方之間達成協議建立連接關系才可以進行數據的傳送，傳輸時按照TCP協議進行。連接過程應執行三次握手的方式，另一種方式是無連接，它要求具備可靠性。但是在操作時所遵守的協議是UDP協議，不需要建立連接關系就可以傳輸數據。不管對方何種狀態可以直接發送數據，對于應用的要求較低，不需要具備很高的可靠性，但是它的通信效率卻很高。

2.Socket編程

在C語言當中具備很大功能，使得套接字編程變得簡單，在命名空間當中支持套接字的進行應用。程序會使用傳輸控制的協議。在這些協議上都是建立在socket基礎之上的，主要是負責數據傳輸當中的一些細節問題。在網絡通訊當中傳輸數據時應注重數據的形式，主要是通過將數據進行轉化，命名空間也要實現字符串和字節數組的轉換。

3.Android中的socket編程

Android編程所使用的語言是Java語言，在安卓平臺之上，這一語言都適用，但是安卓平臺也有著獨特性。在socket編程當中會采用客戶端或者是服務器端的這一模式。要求服務器具備固定的IP地址，只有這樣才能夠準確有效的接收客戶的要求。運營公司負責分配手機端的IP地址。在安卓端基本上運行的都是客戶端的相關程序。Java包括與網絡通信之間相關的類，不同的類有不同的地址。通過該列可以獲取IP地址和主機地址的信息。ServerSocket是通過指定的端口來監聽需求，與套接字之間建立連接去傳輸數據。在Socket類所表示的是客戶端的套接字是向服務器發送請求建立連接之后來實現數據的傳輸。

二、系統設計

1.總體設計

在物聯網技術當中實現跨平臺數據通信，在測試時模擬辦公樓安防監控系統設置一個桌面端和安卓移動端的模型。當啟動系統之后桌面端會接收到移動終端發送的信號，同時將這些信號的狀態在界面上展示出來，主要獲取到的是火焰、煙霧和紅外對射的信號，通過網絡攝像機去監控和記錄移動端，使用數字量采集器來采集這些信號，同時也控制了照明燈和報警燈，通過網絡攝像機及時獲取相應圖像，在網絡之上呈現出拓撲圖。在系統之間會采用UDP協議來實現通信，所謂UDP是用戶數據報協議。在互聯網模型當中位于傳輸層實現無連接，對可靠性要求較低，其效率很高。在TCP協議下，不需要進行三次握手就可以建立連接，也不需要對連接進行維護，因此會節省資源，處理速度也比較快，這是它的優點。

2.桌面端設計

桌面端有特定的開發環境，應采用規定的編程語言通過框架來實現開發。所使用的框架是WPF為其提供了統一的模型語言和框架，能夠將設計界面和工作開發分離進行桌面端，接收到的移動終端會通過這些信號的狀態并且在界面之上顯示狀態。桌面端應用程序創建對象，將其固定到端口上，通過建立線程來監聽數據。在接收這些數據時，會獲取返回移動端發送的數據報，更新界面上的元素，及時了解紅外對射、火焰、煙霧的具體狀態，采用桌面端關鍵代碼。

3.Android移動端設計

移動端開發時會采用特殊程序。移動端的應用程序采用數字量采集器獲取信號的狀態，同時在電腦界面上顯示出來。將這些采集到的信息傳輸到界面終端上。當桌面端檢測到火焰、煙霧信號時亮起報警燈，如果還使用了入侵報警的功能，當檢測到紅外對射信號時也會亮起報警燈。移動端應用程序會建立實例對象，同時也會與其建立相應的服務。指定發送的遠端地址和端口號之后，創建實例對象，將這些信號進行打包發送，發送完成之后關閉socket服務，這就是一系列的數據交互。

結束語：物聯網技術不斷發展，已經在逐步實現跨平臺移動通信，便于數據的連接。目前已經開始初步的探索，通過使用協議來實現兩端設備的連通。接收信號在界面上顯示不同的類型有不同的方式，不斷加大探索盡可能的擴大物聯網的應用領域，充分實現跨平臺數據通信，發揮它的作用。

參考文獻：

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