Android系统中基于WlFl协议的互动联机游戏平台的设计与实现

许 雯，聂堃鋆

（西安航空学院计算机学院，陕西西安，710077）

Android系统中基于WlFl协议的互动联机游戏平台的设计与实现

许 雯，聂堃鋆

（西安航空学院计算机学院，陕西西安，710077）

本文以WIFI技术为出发点，提出了一种工作在Android平台下的，基于移动热点技术的局域网互动联机游戏平台的设计思路。具体设计实现了互动联机游戏平台，并对该平台系统做了实时性，稳定性，容错性和开放性设计。最后通过一个仿真实例，表明该方案是可行并且有效的。

Android；WIFI； 移动热点；Socket

0 引言

随着移动通信技术的发展，移动通讯终端及移动应用已全然进入我们的生活当中[1]。我们也对移动各式各样的应用提出了更高的要求。对于传统的移动游戏应用，要么是只能单机运行，要么是得通过移动互联网来进行联机，可联机互动的手机游戏的吸引力是远远大于单机的[2]。但是由于种种因素的限制，比如区域性的无线信号覆盖不到或者信号不稳定，很多时候人们并不能容易的通过互联网进行联机[3]。

当前主流的无线通信方式主要有WIFI、Zigbee、蓝牙等。WIFI无线通信协议因其较高的保密及传输性能得到业界的广泛认可[4]。无线WIFI热点技术，可以在热点创建的一定区域内保证无线通信的稳定性[5]。本文就是基于WIFI协议的特性，利用移动热点技术，实现基于WIFI的可互动联机的游戏平台的原型，并通过实现一个赛跑游戏来验证该平台的可行性。

1 移动热点技术

移动WIFI热点技术，负责在不同的终端设备之间建立一个可以相互通信的无线信道[6]。用户利用手中的包含WIFI硬件模块的移动设备，建立以自身为无线信号的接收端, 并且提供给周围的移动设备接入接口，将自身的蜂窝网络连接分享出去。Android操作系统自2.2版本之后就开始原生支持WIFI热点技术，终端用户可以为网络创建角色，也可以作为使用角色。通过WIFI移动热点这种特性，来搭建基于WIFI的局域网。

2 平台引擎设计

本平台作为一个抽象平台设计，平台引擎主要由移动WIFI模块，服务端模块及客户端模块来保证如下特性。

（1）实时性：不同终端之间的数据通信都能够近似零延迟广播给其他终端。

（2）传输数据的准确性：每一个终端的数据报文都能正确解析。

（3）稳定性及容错性，该平台具有对当前场景记忆功能，在掉线等网络异常情况下能够立即展开重新连接工作，并在重新连接后能及时恢复。

（4）高可复用性：抽象出一个高可复用的接口，其他开发者只要遵循接口约定，便能相对容易地开发其他互动联机游戏。

2.1 移动WIFI模块设计

WIFI模块是该平台的基础设施，该模块包装了Android提供的API，对外提供一些方便易用的接口服务。

WIFI的打开与关闭：通过操作Android系统中SDK的WIFIManager类的isWIFIEnabled接口方法来实现WIFI功能的开关。

WIFI热点的创建与删除：通过WIFIConfiguration配置好热点信息，由于热点开关在SDK中隐藏了，所以需要利用Java反射机制调用setWIFIApEnabled接口方法来控制热点。

加入及离开网络：通过操作Android系统中SDK的WIFIManager类的disableNetwork接口方法来实现加入或离开网络。

获取范围附近的用户：通过操作Android系统中SDK的WIFIManager类的getScanResults接口方法来获取周围搜索到的热点。

2.2 服务端模块设计

服务端作为中心模块，提供接入WIFI热点及查看接入客户端的接口。首先作为Socket服务端，用户接收每个客户端的消息信号，并通过消息引擎模块解析消息；同时也作为Socket客户端，对接入的每一个客户创建实例，通过观察者模式来向每一个接入的客户端广播消息；并且提供用户接口, 开发者可以自己设计特有状态机。

2.3 客户端模块设计

客户端模块与服务端建立基于TCP协议的Socket通信，用来保证通信数据的可靠性。客户端有两重角色，首先，它作为Socket服务端，来监听来自服务端的数据信号，并自己解析报文信息；其次，它作为Socket客户端，用来向位于WIFI热点的服务端发去数据信号。该模块只作为数据管道，向开发者提供了极大的扩展性，开发者可传输任意的消息。

2.4 消息引擎模块设计

该模块向开发者提供接口，可以自定义设计消息报文协议，并传入自己解析数据信号的策略方法，由服务端调用该引擎来获取准确信息。

3 实验仿真实现

3.1 仿真场景设计

游戏场景为A、B、C、D四个用户同时在一个百米赛道赛跑，赛道包含八个跑道，每个跑道不同的位置会有道具，道具随机带有加速或者减速属性，用户自动可以拾取当前所在跑道的道具，道具不可叠加，并限制每隔2秒可以切换一次跑道，并且一次只能切换到相邻跑道。测试场景中，用户C会断开连接，并在2s左右后重连。

3.2 实验结果

在服务端输出赛跑游戏状态机信息，写入日志文件，结果如图1下所示。

图1 仿真结果

从仿真结果可以看出，该平台实现了终端在WIFI热点连接下的联机互动游戏，并对掉线事件做到了断开容错保护。

4 总结

本文讨论了时下热门的移动热点技术，提出了不同终端建立互动联机游戏平台的设计思路。针对Android系统，利用其WIFI模块的系统API，包装实现了一个可供开发者使用的互动联机平台。该平台通过TCP传输协议来保证数据的稳定性，并提供了可开发的模块，来让开发者接入自己的消息信号解析策略，具有极好的扩展性。对于开发者来说，仅需要专注自身游戏的开发，便能利用该接口实现联机互动。最后，通过一个联机的赛跑游戏，验证了该平台的可行性和有效性。

[1]雷震洲.蜂窝移动通信技术演进历程回顾及未来发展趋势[J].移动通信, 2008, 32(24)：24-28.

[2]佚名.国内网游膨胀单机游戏走向没落[J].玩具世界, 2006(7)：31-32.

[3]张杰,虞焰军,黄宗兴.有线与无线信号传输方式特性比较与应用选择[J]. 数字技术与应用, 2014(3)：47-47.

[4]罗袁君,伍诗雨,刘俊,等.基于WIFI的专用无线局域网应用研究[J].微处理机, 2015(6)：29-32.

[5]盛蕾.WIFI网络研究及基于Linux的测试平台的实现[D].同济大学, 2007.

[6]方晖.无线WIFI最优热点组网通信技术的研究与仿真[J].计算机仿真, 2013, 30(7)：269-271.

Texas Instruments LMX2594 宽带PLLatinum RF合成器在贸泽开售

2017年8月- 专注于新产品引入 (NPI) 并提供极丰富产品类型的业界顶级半导体和电子元器件分销商贸泽电子(Mouser Electronics) 即日起供应Texas Instruments (TI)的LMX2594宽带PLLatinum™ 射频(RF) 合成器。LMX2594属于TI的PLLatinum系列，可以轻松同步所有板载PLL的输出，为多输入/多输出(MIMO)、波束成形和其他应用节约设计时间。

贸泽电子备货的TI LMX2594宽带PLLatinum RF合成器是具有集成压控振荡器(VCO)的高性能宽带锁相环(PLL) RF合成器，可在不使用内部倍频器的情况下生成从10 MHz到15 GHz的任何频率，因此不需要复杂的板载滤波器来除去次谐波。该器件具有一流的降噪表现和业界最低的标准化PLL本底噪声-236 dBc/Hz和 1/f -129 dBc/Hz，有助于提高辐射敏感度和光谱分辨率。LMX2594集成了本来需要最多五个设备才能执行的频率斜升功能，减少了所需的设备，而板载LDO也进一步简化了设计过程。

LMX2594具有一个32位小数分频器，可以优化频率选择并且同时支持小数N分频和整数N分频模式。此器件在7.5 GHz频率下提供45 fs RMS抖动，支持JESD204B SYSREF、相位同步和频率斜升自动生成来简化高性能微波与毫米波系统设计。

LMX2594 的目标应用包括5G和毫米波无线基础设施、测试与测量设备、雷达、MIMO、相控阵天线与波束成形以及高速数据转换器时钟应用。为方便开发，贸泽还库存有LMX2594EVM RF 合成器评估模块。

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

许雯（1988-），女，陕西乾县人，硕士，研究方向为计算机图形学。聂堃鋆（1995-），男，陕西镇安县人，在读学生。

西安航空学院大学生创新创业训练计划资助项目。