嵌入式系统实验指示书.doc

嵌入式系统实验指示书（创新实验：Android平台上的多设备互操作）ver 2.1创新实验：Android平台上的多设备互操作注：选做本实验平台实验的同学如有问题可首先咨询本实验平台负责人，最后也首选联系负责人检查实验1. 实验目的1) 深入学习掌握基于Android系统的嵌入式系统开发过程。2) 培养自学能力、小组合作能力和创新能力。2. 实验要求1) 实验内容：在Android平台上，围绕多设备间的互操作（手机与PC，手机与手机间），自选一个实验题目进行研究探索，选题应具有一定的难度、工作量、创新性和应用价值。2) 实验检查：实验应在本学期第16周结束之前（2010年1月9日之前）申请检查并提交实验报告。检查时由同学向助教或老师演示实验结果，说明本组同学的分工，并回答助教或老师的问题。检查时要求本组的所有同学必须同时到场，不到场将被扣分。过期未完成实验检查的，本组所有成员的成绩将乘以系数0.8，请大家尽可能按时完成实验。3) 实验报告：本实验要求提交一份实验报告，报告的格式要求正规一些，但也不要长篇大论、言之无物，希望言简意赅、抓住重点、突出增量。实验报告文件命名规则：姓名1_姓名2_.姓名n_实验报告题目.doc（姓名1、姓名2姓名n分别为该组n名同学的姓名）。实验报告电子版应在申请实验检查之前提交到网络学堂上，并告知相关的助教或老师（联系谁检查实验就告知谁），实验检查之前未提交实验报告的组所有成员均将被扣13分。3. 实验选题建议Android平台是Google公司近年推出的面向移动设备的嵌入式操作系统，本实验希望同学们在Android平台上开发出支持多设备间互操作的应用系统。所谓多设备互操作的应用系统，是指在多个计算设备（如手机、电脑、投影仪）间互联互通的基础上，设计并实现这些设备间的相互控制、屏幕共享、文件传递等互操作功能。本实验需要同学们首先学习并熟悉Android平台上的编程，部分文档和例程可参考1-6.本实验推荐面向如下的场景，基于实验室已有的一些工作基础来建立Android手机上的多设备互操作应用系统：推荐场景：会议室中具有一台公用的投影仪，其显示输入与一台PC相连接。用户P携带一台或多台基于Android系统的手机（或上网本）进入会议室。P启动手机上的多设备互操作应用软件，应用显示当前环境中具有一台可供使用的投影仪设备。P作为此次会议的主讲人，他通过此软件便捷的将已存储在手机上的PPT文件推送给投影仪。投影仪打开PPT文件并进入播放模式。会议开始，P通过它的手机远程控制PPT的播放完成演讲。在上述推荐场景中，具体的工作主要具有如下六个工作单元（WP），分别为：WP1：手机主动发现投影仪（已与PC相连接，下同）；WP2：手机将本地的文件推送给投影仪；WP3：手机远程控制投影仪；WP4：手机显示投影仪当前显示的屏幕内容；WP5：手机上完成WP1-WP3的应用界面设计。WP6：集成使用WP1-WP5的一个演示场景具体而言，有如下建议：1) 多设备间互操作的应用系统包括设备间的底层通讯连接，以及上层实现远程控制/文件传递或共享/屏幕共享等具体功能。2) 【面向WP1】目前实验室中已实现了一套在PC设备上运行的多设备间互操作应用系统，本实验建议充分利用现有应用系统来开发基于Android系统的应用。如下图所示，每个设备上都会运行MDIClient，每个MDIClient通过连接MDIServer来实现与环境的通信（MDIServer按照一定的规则运行在其中的一台设备上），设备间的控制命令通过MDIServer来实现转发。对于本实验而言，我们提供PC上的Server供大家进行调试，同学们需要在Android手机上实现Client端，并完成对MDIServer的自发现、自动连接、以及消息传递等功能，具体的连接附录中具体阐述。同时，我们提供场景中的投影仪所属PC的MDIClient供参考使用。同学们可以利用MDIClient上具有的功能（如基于SMB的文件推送、面向屏幕共享的VNC等）来实现本实验所需的应用场景。3) 【面向WP3】在Android手机上实现对其他设备（如PC）远程控制的例子，可考虑将Android手机实现为其他PC的无线键鼠。具体可参照RemoteDroid6或gRemote 7等，其实现方法实现采用C/S结构，手机为Client，PC为Server，Client端截取手机的控制命令（键盘输入，滚轴操作等）发送给Server，Server在PC上模拟这些控制命令。4) 【面向WP2】在Android手机上实现与其他PC（或Android）手机的文件共享/传递功能，可考虑利用Android手机上的开源的SMB服务10来具体实现。5) 【面向WP4】在Android手机上实现与其他PC的屏幕共享功能，可考虑利用VNC协议来实现，参考Android上的开源的android-vnc-viewer9来具体实现。6) 【面向WP5】Android平台上的创新型UI（用户界面）设计与标准PC开发环境有较大的不同，因此需要针对Android手机设计适合其特点的多设备交互界面。在这个方面大家可以充分发挥想象力，并可利用手机上具有的特殊传感器（如摄像头、加速度传感器等）。交互界面需要在保证可用性的基础上，具有美观、易用等特点。如可以参考Android平台上简单的Gadget开发，通过选取手机上的PPT文件，将文件拖拽到界面上代表投影仪的图标上，从而实现PPT文件的上传与播放；通过将常用的PPT命令实现为Gadget上面的按钮实现PPT播放的控制等。7) 另外，需要说明的是，对PC端的控制WP2-WP4可能都可以借助于VNC来实现，但本实验是要求WP2-WP4的功能可以分开演示（即可以在不共享屏幕的前提下实现远程键鼠功能；可以独立的向投影仪推送/控制PPT演示等）4. 特别说明Android平台是近一年推出的新移动设备操作系统，基于Android平台的创新实现是本年度第一次提出，在资料上（往届同学的实验报告，开发文档及例程方面）相对于其他创新实验都有所欠缺。以上这些因素都无疑让本创新实验更具有挑战性。5. 致谢在本平台的建设过程中，衷心感谢以下人士：感谢索岳老师、研究生陈昶、董渊老师为G2的Android平台设计了最初的设备间互操作的有趣且有挑战的题目，并提供了已实现的部分代码和许多有益的设计建议，再此表示衷心的感谢。6. 搭建Android开发环境由于因为众所周知的原因无法访问。可以访问/，上面有详细的开发说明。其中，安装SDK可以参考/sdk/1.6_r1/installing.html ；详细的开发指南可以参考/guide/index.html 下面我们以windows平台为例，step by step 安装android最新的开发平台首先下载window平台的sdk，然后解压，移动到C:android-sdk-windows-1.6_r1然后设置环境变量，在PATH中添加;C:android-sdk-windows-1.6_r1首先下载安装eclipse 3.5，一般的sdk就可以。启动eclipse：Help install new Software Add Archive 选择已经下载的eclipse插件 ADT安装提示的包 安装完毕提示重启eclipse重启重启之后：在eclipse上面Window Preferences Android SDK Location in the main panel, Browse. 然后选择刚才sdk的路径 Click Apply, 就 OK.了7. 创建第一个Android程序Hello World！创建一个HelloWorld程序是开始学习新平台或新语言的第一步，/guide/tutorials/hello-world.html 上面有详细的创建Hello World程序的例子。请大家按照例程中的步骤一步步的完成下来，就可以写出一个Android平台上的HelloWorld程序。8. 一些参考资料1 Android 开发简介（一篇不错的中文Android入门介绍）/developerworks/cn/opensource/os-android-devel/index.html 2 使用 Android 实现联网 /developerworks/cn/opensource/os-android-networking/index.html 3 深入探讨Android传感器/developerworks/cn/opensource/os-android-sensor/index.html4 Google Projects for Android /android/ 5 Android Development Document. / 6 Android Widgets Guidelines/guide/practices/ui_guidelines/widget_design.html7 RemoteDroid. /8 Gmote. / （部分时间需借助其他工具才能访问）9 android-vnc-viewer. /p/android-vnc-viewer/ （部分时间需借助其他工具才能访问）10 SambaExplorer. /p/sambaexplorer/ 11 Android Docuementation. http:/lampwww.epfl.ch/linuxsoft/android/android-m3-rc22a/docs/documentation.html 12 Android开发所需的Eclipse、SDK及ADT等工具。ftp:/android:tools 附录1：相关软件FTPftp:/android:tools:21附录2：参考设备连接协议*设备发现阶段：发现开始1. Client:【multicast】地址： port：5556内容：“client add”2. MulticastServer接收到广播包之后：拿出源地址source ip【UPD】server产生一个id，向sourceip发送id3. Client监听port 5556，如果收到id，拿出源地址serverip发现结束 连接阶段：1. Client:通过拿到的serverip，建立与服务器的tcp连接，发送指令：command:addUser,name:reasonwritten-dx,group:,nick:somenick2.Server调整内部结构向所有用户*发送更新信息：response:lsAll,ip:4,name:reasonwritten-dx,group:,nick:reasonwritten-dx.(所有的用户).*也可以发送更新即可 文件共享阶段：主动推送：A85发出的信息：command:requestFilePush,targetip:4,filepath:Server_ipsscp_share52007210765.jpg服务器添加相应信息：B84接受的信息：command:requestFilePush,targetip:4,filepath:Server_ipsscp_share52007210765.jpg,sourceip:5,sourcename:Client_A,targetname:Client_B VNC1. push 方式（主动共享自己的屏幕）2. pull方式（获得别人的屏幕）Push 方式的通讯过程：A 85command:requestVNCPush,targetip:4,同时A打开自己的ServerB 84受到A的请求command:requestVNCPush,targetip:4,requesterIP:5获得请求之后，反向链接requesterIPPull 方式的通讯过程(1)：A