Wi-Fi Direct即时通信应用的设计

　　随着互联网技术和智能移动终端（特别是智能手机）的快速发展，人们越来越依赖移动通信网络，尤其是即时语音通信和视频传输。但是在有些场景下，用户可能无法连接到运营商的 4G 网络，比如在野外或者屏蔽信号的室内场景，这种情况下，对人们来说拥有一款能实现短距离的文字聊天、语音对讲或者视频传输的应用就显得很有必要。
　　在这一背景下，本文设计并实现了基于 Wi-Fi Direct 的文字聊天、对讲机和实时视频传输的应用，旨在满足用户在没有网络覆盖及网络不稳定的场景下，依然能够通过 Wi-Fi  Direct技术实现近距离通信的愿望。本文的具体工作如下：
　　首先，通过对 Wi-Fi Direct 技术和Wi-Fi Direct Service 的介绍和分析，提出了在Android平台下基于 Wi-Fi Direct 的文字聊天、对讲机以及实时视频传输系统框架，以便解决在没有网络或者不通过网络基础设施接入服务器的情况下实现移动设备之间相互连接并随时随地进行即时通讯的问题。
　　其次，在 Wi-Fi Direct 应用架构中，通过对整个架构的各层次中的功能模块进行设计与分析，实现了服务层的 Wi-Fi  Direct 模块和应用服务平台ASP 以及应用层的文字聊天功能，并给出了详细的实现过程和实现结果图。
　　最后，在服务层的实现基础上，开发了对讲机和实时视频传输功能，并给出了详细的实现过程和实现结果图。

　　关键词:Android，Wi-Fi Direct，文字聊天，对讲机，视频传输 With  the  rapid  development  of  Internet  technologies  and  smart  mobile  terminals  (e.g.,  smartphones), people increasingly rely on mobile communication networks, especially for real-time voicecommunications and video transmission. But in some cases, users may not be able to connect to theoperator's 4G network, such as in the wild or in indoor scenes where signal is shielded. In this case,it is necessary for people to have an application that can achieve the text chat, voice interphone orvideo transmission in the short distance.
　　Considering  the  issue  above,  this  thesis  analyzes  and  implements  the  application  of  text  chat,interphone  and  real-time  video  transmission  based  on  Wi-Fi  Direct  technology,  making  the  usersstill  able  to  achieve  close  communication  through  Wi-Fi  Direct  technology,  in  the  scene  of  nonetwork  coverage  and  network  instability.  Specifically,  the  work  of  this  thesis  lies  in  the  followaspects:
　　First,  based  on  the  analysis  of  various  related  technologies  and  applications:  Wi-Fi  Directtechnology  and  Wi-Fi  Direct  Service,  the  thesis  designs  and  implements  the  text  chat,  voiceinterphone or real-time video transmission framwork based on Wi-Fi Direct in the Android platform,which  aims  to  solve  the  issues  of  instant  communicating  without  using  the  cellular  network  andstatic Wi-Fi access point.
　　Secondly,  with  the  application  architecture  based  on  Wi-Fi  Direct,  Through  designing  andanalyzing  modules  of  the  various  levels  in  the  whole  structure,  the  thesis  achieves  the  servicelayer’s  Wi-Fi  Direct,  the  Application  Service  Platform  and  the  application  layer’s  function  of  textchat, it also gives the detailed implementation process and results of FIG in the end.
　　Finally,  on  the  basis  of  the  service  layer,  it  develops  interphone  and  real-time  videotransmission function and also gives the detailed implementation process and prototype screenshots.

　　Key words: Android, Wi-Fi Direct, Text chat, Interphone, Video transmission

　　随着互联网科技以及移动终端智能设备的不断发展，人们创建、下载和共享的歌曲、图片和视频等资源上的数量呈现爆炸式的增长，与此同时，即时通讯尤其是实时视频传输也越来越受到人们的依赖，但由于受到3G UMTS和4G LTE网络覆盖以及流量的限制，无法满足人们随时随地进行资源分享、下载以及即时通讯的需求，因此人们迫切希望通过某种技术能够将自己手中的移动终端智能设备相互之间无缝的连接起来，以便实现即时的信息交流，图片共享和即时视频通信等，而Wi-Fi Direct技术的出现满足了人们的各项需求，也加大了人们对Wi-Fi的使用。
　　Wi-Fi直连（Wi-Fi Direct），也称为Wi-Fi点对点（Wi-Fi Peer-to-Peer），是一套软件协议，可以使Wi-Fi设备不必通过无线网络基地台（Access Point），而是通过点对点的方式，直接与另一台Wi-Fi设备连接，实现高速数据传输。这个协议是由Wi-Fi联盟发展、支持和授与认证，通过认证的产品将可获得由Wi-Fi认证的Wi-Fi  Direct标准。Wi-Fi  Direct技术的背后是以传统的Wi-Fi优势为基础的，诸如安全，性能，易用性和普及性，在此基础上进一步优化性能，使用户无需接入基础设施网络就能直接通过该技术连接。
　　大多数用户总是将Wi-Fi与互联网连接联系在一起，然而获得Wi-Fi Direct认证的设备已经进一步拓展了Wi-Fi技术的覆盖范围，延伸至简单的直接连接，其连接效果与网线连接没有什么差别。Wi-Fi Direct技术将为用户带来的利益包括：
　　移动性与便携性：Wi-Fi  Direct设备能够随时随地实现互相连接。由于不需要Wi-Fi路由器或接入点，因此Wi-Fi设备可以随时随地实现连接。
　　即时可用性：用户将得以使用支持Wi-Fi Direct认证设备建立直接连接。例如，一部新购买的Wi-Fi Direct笔记本可以与用户已有的传统Wi-Fi设备创建直接连接。
　　易用性：Wi-Fi Direct设备发现(Device Discovery)与服务发现(Service Discovery)功能帮助用户确定可用的设备与服务，然后建立连接。例如，如果用户想要打印文件，他们可以通过上述服务了解到哪个Wi-Fi 网络拥有打印机。
　　简单而安全的连接：Wi-Fi Direct设备采用Wi-Fi Protected Setup简化了在设备之间创建安全连接的过程。用户可以按下任一设备上的按钮，也可以输入PIN码（即设备显示的PIN码），轻松创建安全连接。
　　Wi-Fi直接服务（WFDS）是Wi-Fi联盟基于Wi-Fi  Direct技术定义的新标准规范。Wi-Fi联盟定义了四大标准化服务：发送，播放，显示和打印。WFDS使设备能够在建立连接之前，通过远程设备发布和寻找特定服务并检索服务信息，这些服务由基础逻辑实体应用服务平台（ASP）支持，并且独立于运行在其上层的应用程序。除了以上定义的四种服务之外，ASP还同样支持Wi-Fi联盟未定义的服务，名为“使能接口”的WFDS框架组件允许第三方应用程序与ASP进行交互，并作为ASP服务。
　　本文的结构安排如下：
　　第一章为绪论，介绍课题的研究背景及国内外现状，并介绍了课题主要研究的内容和论文整体的结构安排。
　　第二章详细介绍了本系统在实现过程中需要用到的相关技术，主要包括：1、Android开发平台, Android操作系统是本文实现编码工作的主要开发平台；2、Wi-Fi Direct技术，Wi-FiDirect是本文搭建基础网络的主要技术；3、
Wi-Fi Direct Service，包括Wi-Fi定义的四种服务和应用服务平台ASP。在以上基础上开发应用层的文字聊天、对讲机以及实时视频传输功能。
　　第三章主要分析和设计基于Wi-Fi Direct的文字聊天、对讲机以及实时视频传输功能的系统结构框架，总共分为三层：底层的Wi-fi  Direct模块、中间层的ASP模块以及应用层的文字聊天、对讲机以及实时视频传输功能模块，并将每层的具体功能进行模块化的封装设计，给出主要功能模块的设计和处理流程。
　　第四章主要介绍基于Wi-Fi Direct的文字聊天功能的服务层的实现，其中，服务层包括框架的底层和中间层。之后在服务层的基础上实现文字聊天功能，并详细介绍了具体功能模块的实现过程，给出了实现的结果图。
　　第五章主要在服务层的实现基础上，详细介绍了基于Wi-Fi Direct对讲机和实时视频传输的功能模块和实现过程，并最终给出相关的实现结果图。
　　第六章是总结与展望，对系统中的缺点和问题进行说明和论述，提出可行的修改意见并展望下一步工作。

　　Wi_Fi Direct即时通信应用的设计研究：