物联网应用中的跨平台数据通信

马海舟

摘要：时代不断进步，网络也在更新，目前已经推进了物联网的建设。5G时代已经到来会实现一个万物互联的状态，每一个物体之间都有着联系，物联网技术将所有的设备之间都建立连接关系。在实现这一目的之前进行跨平台数据通信，实现数据的共享。为了解决这一问题设计相关方案模拟安防监测系统进行移动端通信。采用先进技术优势实现平台之间的数据通信，通过UDP协议规范双方行为，检测火焰、烟雾、红外对射的信号。同时将其发送给桌面端及时掌握移动端信号的状态。

关键词： 物联网 跨平台数据通信

引言：最近今年物联网技术不断发展，很多都实现了智能化，智能医疗、智能家居、智能交通的出现，这些都对于人们生活有了很大的便利。物联网与我们的生活息息相关，实现了智能化的目标，随着5G网络的时代在通信之上也为人民实现交流提供了有效的平台，实现了万物互联。跨平台上进行资源数据的共享实现通信物联网。应用程序支持多种平台的使用，能够在桌面端和移动端之间建立联系实现通信。Android是物联网移动端主流语言的主体，会采用socket通信技术，这样保障了平台之间和不同进程之间的通信。从PC端和Android手机端通过有线或者是无线网络的连接下实现通信。

一、实现通信的关键技术

1.Socket通信原理

Socket含义是插座，主要是负责IP地址和端口的描述，可以实现不同系统之间的通信。在网络当中应用程序通过socket发出请求，或者是答应请求。socket采用的是客户端或者是服务端的模式，在进行连接时总共分为三步，第一步是服务器监听。负责了解网络实时运行的状态，等待连接。第二是客户端请求。由客户端来向socket提出连接。主要连接的是服务器端的socket。第三是连接确认，当服务器端收到连接请求之后，会激活进程来处理这一请求，两端连接之上方可进行传输数据。此时服务器的socket就负责监听，或者是接受其他客户之间的连接请求，从而实现数据的有效传输。它有两种操作模式可以进行。面向连接服务和无连接服务。在进行面向连接时，发送数据之前与对方之间达成协议建立连接关系才可以进行数据的传送，传输时按照TCP协议进行。连接过程应执行三次握手的方式，另一种方式是无连接，它要求具备可靠性。但是在操作时所遵守的协议是UDP协议，不需要建立连接关系就可以传输数据。不管对方何种状态可以直接发送数据，对于应用的要求较低，不需要具备很高的可靠性，但是它的通信效率却很高。

2.Socket编程

在C语言当中具备很大功能，使得套接字编程变得简单，在命名空间当中支持套接字的进行应用。程序会使用传输控制的协议。在这些协议上都是建立在socket基础之上的，主要是负责数据传输当中的一些细节问题。在网络通讯当中传输數据时应注重数据的形式，主要是通过将数据进行转化，命名空间也要实现字符串和字节数组的转换。

3.Android中的socket编程

Android编程所使用的语言是Java语言，在安卓平台之上，这一语言都适用，但是安卓平台也有着独特性。在socket编程当中会采用客户端或者是服务器端的这一模式。要求服务器具备固定的IP地址，只有这样才能够准确有效的接收客户的要求。运营公司负责分配手机端的IP地址。在安卓端基本上运行的都是客户端的相关程序。Java包括与网络通信之间相关的类，不同的类有不同的地址。通过该列可以获取IP地址和主机地址的信息。ServerSocket是通过指定的端口来监听需求，与套接字之间建立连接去传输数据。在Socket类所表示的是客户端的套接字是向服务器发送请求建立连接之后来实现数据的传输。

二、系统设计

1.总体设计

在物联网技术当中实现跨平台数据通信，在测试时模拟办公楼安防监控系统设置一个桌面端和安卓移动端的模型。当启动系统之后桌面端会接收到移动终端发送的信号，同时将这些信号的状态在界面上展示出来，主要获取到的是火焰、烟雾和红外对射的信号，通过网络摄像机去监控和记录移动端，使用数字量采集器来采集这些信号，同时也控制了照明灯和报警灯，通过网络摄像机及时获取相应图像，在网络之上呈现出拓扑图。在系统之间会采用UDP协议来实现通信，所谓UDP是用户数据报协议。在互联网模型当中位于传输层实现无连接，对可靠性要求较低，其效率很高。在TCP协议下，不需要进行三次握手就可以建立连接，也不需要对连接进行维护，因此会节省资源，处理速度也比较快，这是它的优点。

2.桌面端设计

桌面端有特定的开发环境，应采用规定的编程语言通过框架来实现开发。所使用的框架是WPF为其提供了统一的模型语言和框架，能够将设计界面和工作开发分离进行桌面端，接收到的移动终端会通过这些信号的状态并且在界面之上显示状态。桌面端应用程序创建对象，将其固定到端口上，通过建立线程来监听数据。在接收这些数据时，会获取返回移动端发送的数据报，更新界面上的元素，及时了解红外对射、火焰、烟雾的具体状态，采用桌面端关键代码。

3.Android移动端设计

移动端开发时会采用特殊程序。移动端的应用程序采用数字量采集器获取信号的状态，同时在电脑界面上显示出来。将这些采集到的信息传输到界面终端上。当桌面端检测到火焰、烟雾信号时亮起报警灯，如果还使用了入侵报警的功能，当检测到红外对射信号时也会亮起报警灯。移动端应用程序会建立实例对象，同时也会与其建立相应的服务。指定发送的远端地址和端口号之后，创建实例对象，将这些信号进行打包发送，发送完成之后关闭socket服务，这就是一系列的数据交互。

结束语：物联网技术不断发展，已经在逐步实现跨平台移动通信，便于数据的连接。目前已经开始初步的探索，通过使用协议来实现两端设备的连通。接收信号在界面上显示不同的类型有不同的方式，不断加大探索尽可能的扩大物联网的应用领域，充分实现跨平台数据通信，发挥它的作用。

参考文献：

[1]司琴. 面向物联网应用的大数据平台研究[D].杭州电子科技大学，2019.

[2]黎芳萍. 面向物联网的跨平台移动应用设计与实现[D].海南大学，2017.

[3]聂云. 基于Android的WoT物联网商城终端应用的设计与开发[D].北京邮电大学，2014.