物联网设备控制软件设计手册.doc

物联网设备控制软件设计手册1. 整体机构与功能 本软件基于Android移动应用平台，实现面向物联网应用设计的连接远程服务器功能。主要通过互联网连接时自动适配，并且随着连接状态的变化设置超时检测机制来保证程序的稳定进行和可恢复功能。从而解决物联网应用中可靠通信的问题。2. 系统组成的主要功能程序连接远程服务器的通信功能支持UDP、TCP和HTTP等标准协议通信方式，设置可选，由用户自配置。通信底层支持WIFI、以太网接口，由驱动通知应用程序WIFI与以太网之间的可切换变化状态。程序通过保存当前连接状态的session来判别切换过程，实现切换时的与服务器之间的连接仍能够有效或者恢复。外网与服务器的连接支持多协议同时进行和优先级切换，在一某种协议不能正常工作时，同样由判别session来决定是否切换下一种协议来继续操持连接，提高连接质量和通信的可靠性。3. 系统软件设计程序运行远程连接应用程序主要和底层驱动、应用程序和服务器三大部分。底层驱动会通知应用程序通信介质改变信息，应用程序维持与服务器之间的双向通信过程。维持这一连接过程主要通过Session来表示不同的网络环境和运行状态，由超时机制监听。当网络连接中断，通信介质改变等异常情况发生，超时机制检测到以后会自动保护当前信息，并试图切换方案来尝试恢复。在连接中断的时所有的服务请求都会返回操作失败通知，直到再次恢复后启动正常通信服务。程序主要分为WIFI/以太网连接模块，客户端接入模式和远程通信模块，超时检测模块。WIFI连接主要有AP模式和STA模式，AP模式相当于一个热点，能够被其它的WIFI设备连接，STA模式作为客户端连接到另外一个热点。为了保证WIFI连接的正常进行，需要配置SSID、加密方式以及密码等。程序Session中当处于WIFI连接的时候，从系统的接口与配置文件中读取相应WIFI信息以供二次使用。这里与系统交互手段主要是调用其它的系统进程来实现。WIFI的设置主要由系统其它功能模块实现，程序封装了二次调用接口，方便统一操作。网关类似于一个物联网的小型基站，支持多路的客户端连接请求。对于多路的请求采用多路复用的方式，同时监听连接请求和数据接收服务。所有的读取数据与连接请求都是非阻塞的方式进行，由多路利用select选择器统一进行管理监听，根据设置的状态以及读取到的信息分别跳转到相应的进行操作。在多路复用的同时使用线程池处理多路任务，同时也复用线程资源。所有的连接信息者存放在Session中，根据Session的不同表示状态信息程序会进行相应的操作，连接正常时，网关与服务器间通过一种协议（TCP，UDP或HTTP）来交互状态信息。在一个可靠、稳定的条件下网关通过socket接口与服务器进行通信。程序任务后台另外运行了一个超时检测的线程任务，主要是检测当前Session的状态值，并且判别程序的运行是否符合Session的要求，如果不符合，则会进行相应的调整与状态切换，使程序运行能够自适应改变。4. 结束语物联网应用的关键技术在于远程通信，如何可靠的保证通信过程的正常进行，才能保证应用程序的功能正常实现。基于Adnroid平台的控制程序利用强大的网络特性实现自适配