基于云平台的安卓电子白板系统的设计

段芙蓉 易小波

摘要：基于云平台的安卓白板演示系统包括云平台的服务端和安卓客户端两个部分，是一个便于远程沟通与演示的辅助工具，其中，客户端是基于Android Studio平台利用Java语言开发实现的，实现了文本输入、自由书写、简单图形绘制、图元颜色选择、重点标记、擦除等绘制功能以及与服务端通信的功能。服务端是利用C++的Socket技术实现与客户端的通信并且对客户端的权限进行管理，从而实现同一网络中电脑终端与安卓智能设备的通讯互联和白板演示的功能。

关键词：电子白板;安卓;套接字

中图分类号：TP311        文献标识码：A        文章编号：1009-3044（2018）31-0065-02

近年来，随着计算机技术的飞速发展，智能电子产品越发普及，人们对便利的多媒体交互方式有了更多的新需求。传统利用QQ等即时通信（IM）软件虽然具备了白板演示的功能，但是毕竟是一个通用的工具，无法满足某些专业交流领域的需求。本文以阿里云服务器和多台安卓设备进行白板操作为例，来模拟多方远程通信的白板演示功能，在图形绘制方面实现了QQ电子白板的各种图形元素的绘制功能，并将这些绘制信息序列化JSON字符串，发送给公网上的服务器，服务器则实现绘制信息的同步转发，从而实现了每个客户端的同步显示。

系统功能包括：

1）文本输入、自由书写、简单图形框绘制、绘制工具的颜色选择、重点标记、擦除等图元和文本的绘制功能;

2）文件保存和读取等功能，实现离线书写板书内容，保存在手机SD卡上，随时读取显示等存储功能;

3）安卓智能设备之间、智能设备与电脑之间的套接字通信以及多线程处理等功能;

4）开发了远程代理下C++服务端，解决了多人交互过程中权限管理问题。

1 安卓端图形绘制模块的设计

客户端是基于Android Studio平台利用Java语言开发实现的，绘制功能包括文本、自由画笔、直线、矩形和椭圆等图元的绘制，以及图元颜色更换、文字大小，图元边框粗细等设置功能。依据面向对象的思想设计纯虚基类LGISDraw集成了各个图元的共有属性，然后利用多态的思想派生出5个子类：LGISText（文本）、LGISPLine（自由画笔）、LGISLine（直线）、LGISRect（矩形）、 LGisCircle（椭圆），实现各个子类独特的功能和属性。类图结构如下图4所示：

安卓客户端的用户每次绘制都定义为以上图元类的一个对象，首先将绘制的对象进行JSON序列化处理，然后利用通信模块把对应的字符串传输到服务端，服务端将该字符串转发到每个客户端，最后，其他客户端将接收到的JSON字符串反序列化重建对象，实现图元的同步绘制，由此实现同步演示的功能。

2通信功能模块的实现

本系统把Android控制端称为客户端，PC演示端称为服务器，为了提高服务器的效率服务器采用封装的C++WSASocket类来实现通信。虽然两者实现Socket通信的开发平台不同，但是底层的通信协议允许，蓝牙通信的实现机制也是相同的。客户端和服务器通信类的设计分别如下图2和图3所示：

3 系统实现

客户端启动后，最开始进入的是使用模式选择界面，其中离线模式是为了方便用户预先编辑和保存好演示内容，以便在演示时随时调入。远程代理模式和WIFI会议模式需要手动输入服务器的IP和地址与服务端进行连接。

客户端与服务器连接成功后就进入了用户编辑界面，为了方便用户的编辑，系统提供了一些常见的图元编辑工具，如：直线、文本、矩形、圆形以及自由书写图元等。系统也提供了设置图元颜色和线条粗细的功能。客户端编辑界面如图4所示：

用户手动输入服务器的IP地址与端口号，点击登录按钮手动与服务器建立连接如下图5所示。

两个客户端连接上同一个服务器之后双方编辑的内容JSON序列化后通过通信模块传输到远程服务器，服务器将收发到的JSON转发给另外一个客户端，另外一个客户端收到JSON数据之后反序列化转化成图元模块绘制在自己的白板上：

4结束语

本文完成了基于 Android平台的电子白板系统的开发，其中包括客户端和服务器端两部分，根据不同的应用场景分别完成了会议模式和远程代理模式的功能实现。系统实现完成后并且进行了相应的功能测试与性能测试，测试结果表明，该系统的具有较强的实用性和稳定性，具有很广泛的应用价值。 同时本系统也能够为广大的 Android 平台程序开发者实现网络以及图形化操作提供了参考。

参考文献：

[1] 姚昱旻，刘卫国.Android 的架构与应用开发研究[J].计算机系统应用，2008（11）：110-112，24.

[2] 王培海.基于 Android 的移动云存储系统设计与实现[J].电视技术，2011，35（15）：94.

[3] 杨丰盛.Android 应用开发揭秘[M].北京：机械工业出版社，2010.

[4] 李俊华.XMPP环境下的網络交互式电子白板研究与开发[J].闽江学院学报，2010，31（5）：50-52.

[5] 孙东.电子白板在远程教育应用中的关键技术研究及实现[D].北京：解放军信息工程大学，2008.

[6] 董冠涛.红外线感应电子白板的设计与实现[硕士学位论].长春：吉林大学，2009.

[7] Satoru Fujii，Jun Iwata， Kouji Yoshida.Development  of  a  Remote Communication System for Computer Novices and Their Instructors[J].Lecture Notes in Computer Science，2009.

[8] Valerie Quashie.How interactive is the interactive whiteboard[J].Mathematies Teaching，2009.