基于Android 设备和Wi—Fi Direct 的同步绘画系统

崔静 鹿鸣晓

摘 要：本文主要结合电子白板的交互方式和如今移动设备的普及设计了基于Android 手机和Wi-Fi Direct 的同步绘画系统。我们在Wi-Fi Direct 环境下建立了一个没有中心的P2P 覆盖网络结构，可以让用户设备在没有热点的情况下，随时随地的建立连接和通信。我们的通知类消息模块和共享数据采用C/S 模式来传递，而一对一传递数据采用P2P 模式，并结合UDP协议，实现了设备之间的通信。

关键词：电子白板；Wi-Fi Direct；Android；P2P

1主要技术介绍

Wi-Fi Direct 是由Wi-Fi Alliance 提出并定义的新的技术。它是新兴的Wi-Fi无线连接技术，以Wi-Fi既有技术为基础。提出的主要目的是为了创建一个基于传统Wi-Fi 信号的P2P 形式的网络而不需要Wi-Fi AP的存在。

Wi-Fi Direct 设备通过组建小组（以一对一或者一对多的拓扑形式）来建立连接，小组的工作形式和基础设施BSS类似。由一部Wi-Fi Direct設备负责整个小组，包括控制哪部设备加入，小组何时启动和终止等。这种设备对于传统客户设备来说就是一部接入点，能够提供基础设施接入点所提供的部分服务。

2系统总体设计

2.1 Wi-Fi Direct 网络的建立

我们在Wi-Fi Direct 环境下建立了一个没有中心的P2P 覆盖网络结构。如图1所示：

GO 为这个网络的管理者，它给新加入的节点提供初始配置，并接收和发送一些通知和提醒消息。而且此节点是这个Wi-Fi Direct 网络的创建者，负责整个网络的启动和终止。

2.2 点的采集和保存

Android系统的视图结构的设计也采用了组合模式，即View作为所有图形的基类，ViewGroup对View继承扩展为视图容器类，由此就得到了视图部分的基本结构——树形结构。

我们首先自定义一个SketchPadView 来继承View 视图。我们就在自定义的视图（类似白板，我们在以下称为手机白板），绘制或者书写我们想要表达的东西，画笔会记录我们的绘制过程。我们在此手机白板绘制图形，这个白板就相当于一个画布，我们用View 的touch event （ACTION_DOWN，ACTION_MOVE，ACTION_UP）来记录描述整个绘制过程。我们利用贝塞尔曲线来准确绘制出我们的曲线。

由于我们需要在另外的手机同步显示绘制过程，所以我们就要实施采集并传输我们的手指触摸屏幕的坐标点。点的采集我们要下面的公式表示：Point = P （ X ， Y ， Signal ） （1）

当Signal = 0的时候，表示采集到的点为手刚触摸屏幕的起始坐标点。当Signal = 1的时候，表示采集到的点为手在屏幕上滑动的移动坐标点。当Signal = 2的时候，表示采集到的点为手刚离开屏幕的结束坐标点。

3数据的发送与接收

3.1 按键控制类数据格式

在我们同步绘制开始之前，我们首先要同步各个手机白板的画布背景，画笔颜色，画笔宽度，画笔类型（画笔或者橡皮擦）等。开始绘制过程中redo和undo 信息。以上这些信息我们统称按键控制类数据。数据格式为如下表达式：Key = K（0，0，Singal ，BT ，CB ，BW ，BC ，RD ，UD ）；

BT表示画笔类型，CB表示画布背景，BW表示画笔宽度，BC表示画笔颜色，RD表示redo操作，UD表示UD操作。当我们按键选择各个按钮的时候，就会发送相应的指令，接收端根据指令类型来改变自己相应的绘制格式。

3.2 发送与接收数据流程

每一个支持Wi-Fi Direct 的移动设备都可以选择当GO，每一个加入此网络的设备都存在于这个覆盖网络之中。本系统没有真正意义上的服务器，每一个在Wi-Fi Direct 覆盖网络之中的移动设备，都即可以提供绘图数据，也可以接受绘图信息。

手机接入Wi-Fi Direct 网络之中，然后打开手机白板功能，这时候系统就相应的开启俩个线程，一个接收线程和一个发送线程。当此时画板没有接收信息，只要我们开始在自己手机白板上绘制图形，此时手机白板就把相应的坐标点和标志位的信息打包通过组播向在这个组播地址里的每一个成员发送这些坐标点集，其它手机根据得到的坐标点集，通过解析程序把得到的坐标点集，解析为可以让绘图程序识别的数据。然后通过绘图程序在各自的手机白板上绘制此图案。如果是一对一发送的话，就通过UDP的单播给指定的IP地址发送相应的数据包来实现。

参考文献：

[1] 公磊，周聪.基于Android的移动终端应用程序开发与研究[J].计算机与现代化，2008（08）.

[2] 毛怀新.电梯与自动扶梯技术检验[M].北京：学苑出版社，2001.

[3] 罗伟.Android平台的即时通讯系统的研究与实现[D].硕士学位论文.湖南师范大学，2008.

[4] 孙卫琴.Java网络编程精解[M].北京：电子工业出版社，2007.

[5] Wi-Fi Alliance，“Wi-Fi P2P Technical Specification version 1.1”，Oct，2010.

作者简介：

崔静（1990-），男，陕西榆林人，硕士，研究方向：计算机应用技术；鹿鸣晓，男，西北工业大学自动化学院，研究方向：信息安全。