【Android论文栏目提醒】:网学会员,鉴于大家对Android论文十分关注,论文会员在此为大家搜集整理了“基于Android平台的集群通信系统终端软件 - 硕士论文”一文,供大家参考学习!
国内图书分类号:TP圳’歹2, 密级:公开国际图书分类号: 西南交通大学 研究生学位
论文 年 姓 专 二零一二年五月 一苓一一,平丑月Classified Index:T p_;》l l‘52.U.D.C: Southwest Jiaotong University Master Degree Thesis THE DE SIGN AND IMPLEMEN仉订ION OF ANDROID.BASED TERMINAL S OFTWARE FOR TR UN刚G COMMUNICATION SYSTEM Grade:2009 Candidate:Wang Linlin Academic Degree Applied for:Master Speciality:Communication and Information System Supervisor:Professor.Zheng Ma …IIII I〕1 1 I Ill I I l lI t0 Y21 0896 四9 西南交通大学 学位
论文版权使用授权书 本学位
论文作者完全了解学校有关保留、使用学位
论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交
论文的复印件和电子版,允许
论文被查阅和借阅。
本人授权西南交通大学可以将本
论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位
论文。
本学位
论文属于 1.保密口,在 年解密后适用本授权书; 2.不保密砂使用本授权书。
(请在以上方框内打“扩) 学位
论文作者签名:王桥林 指导老师签名: 日期:幻胁‖.1 日期:‖f≯·厂,/ 西南交通大学硕士学位
论文主要工作(贡献)声明 本人在学位
论文中所做的主要工作或贡献如下:l、本文研究的是在Android平台上设计开发集群通信系统终端软件,实现了用户注册、优先级设置、单呼、组呼等应急通信的功能。
提出了集群通信系统的网络拓扑结构,该系统包括注册登录功能、语音呼叫通信、即时消息通信、文件发送等。
2、基于SIP的集群通信系统终端的设计采用MVC设计模式,使得系统各个模块层次清晰,易于扩展。
对软件进行设计与实现,对客户端的设计采用模块化的设计,服务器对用户发送的注册登录消息进行认证,对客户端发送的呼叫请求消息验证后转发,实现了客户端与客户端之间的通信。
本人郑重声明:所呈交的学位
论文,是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。
除文中已经注明引用的内容外,本
论文不包含任何其它个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中作了明确说明。
本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。
学位
论文作者签名:王林株 日期:即12.石.I 西南交通大学硕士研究生学位
论文 第1页 摘 要 随着计算机与移动通信技术的快速发展,越来越多的用户享受移动终端软件提供的服务。
而数字集群系统是专门用于指挥调度和紧急通信的专用移动通信系统,能够使系统内的用户进行一对一通信、一对多通信。
随着手机的不断普及以及性能的不断提升,为集群通信系统从传统的对讲机到手机的移植提供了很好的条件。
从现阶段集群通信系统移动终端软件的研究可知,基于Windows、Linux等平台的集群通信软件的设计已经实现,且研究及应用已经成熟。
而Android系统作为基于Linux的开放源代码的手机操作系统平台,近年来发展突飞猛进,占有很大的市场份额。
而开放、可扩展的SIP协议是IP语音通信中使用做多、最广泛的控制协议,也得到了越来越广泛的应用,从而使基于Android平台和SIP开发集群通信系统软件具有比较好的应用前景。
本文首先综述了
论文研究的背景和研究意义,并对p语音电话的现状、几种智能手机平台现状进行简单的介绍。
接着对Android的特点、系统架构,应用组件进行了全面的介绍和分析。
然后对Android平台的软件开发方法进行了简要介绍。
在概述了VoIP、SIP协议和SDP协议的基础之上,
论文对系统的通信机制进行了分析提出了基于Android平台的集群通信系统的网络拓扑结构和解决方案。
接着对终端软件进行了详细的,并对服务器的认证和消息处理流程进行了分析和实现。
完成了集群通信系统的通信流程。
最后搭建了测试环境对集群通信系统进行实际的系统测试分析。
通过在Android平台上运行基于SIP的集群语音通信系统的测试表明:其各项功能运行稳定,具有良好的扩展性,可以在此基础上实现更多的功能。
关键宇:Android;VOIP:SIP;集群通信 西南交通大学硕士研究生学位
论文 第1 l页 Abstract With the rapid development of the computer and mobile communications techniques,more and morc users enjoy a service provided by mobile terminal software.Digitaltnmking system,which supports one-to-one and one-to-many call,is a type of specialmobile communication system which is used for dispatching and emergencycommunications.Along、析m the increasing number of mobile phones and the improving ofperformance,it is very convenient to insert trunking transceiver into smart mobile phoneplatform.From the development of trunking communications syStem based on smartmobile terminal,the software based on Windows and Linux platform has been designedand became mature.However,another popular platform of Android,which is open-sourcedand based on Linux,is developing very rapidly and occupying a large porting of market.While open,extensible SIP control protocol is the most widely used protocol in IP voicecommunication,which has got more and more wide application.Thus it is reasonable todevelopment a trunking communication system software based on the Android platformand siP,which is of good prospects. This thesis firstly summarizes the research background, significance, and thestate·of-art of the trunking con’Lmunication syStem,as well as the IP phone software andpopular smart phone platforms.Then the characteristics,the system architecture,theapplication components of Android are introduced and analysis in detail.Based on thedescription of VoIP,SIP and SDP protocols,the thesis analyzes the communicationmechanism and solution for Android-based.trunking communication system.The softwarefor client and server process are designed and implemented, which finalize thecommunication process for trunking communication system.The test environment isconstructed for implemented software.The test on actual implementation shows that it isfunctional,stable and extensive.The more functions could be implemented further basedon current version.Keywords:Android:VoIP:SIP:Trunking communication 1.1
论文的研究背景与意义…………………………………………………………………。
1 1.1.1研究背景……………………………………………………………………………。
1 1.1.2研究意义…………………………………………………………………………….1 1.2研究现状分析………………………………………………………………………….2 1.2.1 P语音电话研究现状………………………………………………………………2 1.2.2智能手机平台现状………………………………………………………………。
2 1.3
论文主要内容和结构安排……………………………………………………………4第2章Android平台与SIP协议 6 2.1 Android平台概述……………………………………………………………………….6 2.2 VoIP介绍…………………….…………………………………………………………………….…………….9 2.3 SP协议概述………………………………………………………………………….1 l 2.4系统通信机制分析……………………………………………………………………l 5 本章小结……………………………………………………………………………………16第3章基于Android平台的集群通信系统的设计 .17 3.1系统总体设计……………………………………………………………………………17 3.2系统功能设计………………………………………………………………………….19 本章小结…………………………………………………………………………………….24第4章基于Android平台的集群通信终端软件的实现 25 4.1软件设计与实现………………………………………………………………………。
25 4.1.1数据库模块……………………………………………………………………………….26 4.1.2用户界面…………………………………………………………………………….28 4.1.3联系人列表获取模块………………………………………………………………29 4.1.4 XML解析模块…………………………………………………………………………..3 1 4.1.5 SIP信令模块……………………………………………………………………………3 1 4.1.6语音处理模块…………………………………………………………………………37 4.1.7 SIP服务器……………………………………………………………………………….40 西南交通大学硕士研究生学位
论文 第Ⅳ页 4.2通信实现…………...…………………………………………………………………………..42 4.2.1用户登录……………………………………………………………。
j………………..42 4.2.2文本消息传输………………………………………………………………………..42 4.2.3文件的传输………………………………………………………………………….43 4.2.4呼叫的实现…………………………………………………………………………….44 本章小结……………………………………………………………………………………..47第5章系统测试环境安装和测试 48 5.1系统测试环境安装……………………………………………………………………48 5.2系统的测试……………………………………………………………………………….48 本章小结……………………………………………………………………………………….58总结及展望 59 6.1
论文工作总结…………………………………………………………………………59 6.2未来工作展望………………………………………………………………………。
59致谢 60参考文献 61攻读硕士学位期间发表的
论文及科研成果 西南交通大学硕士研究生学位
论文 第1页 第1章绪论1.1
论文的研究背景与意义1.1.1研究背景 随着移动通信发展和互联网向移动终端的普及,移动用户对移动终端的需求日益增长,移动运营商想为用户提供更易管理的增值服务,开发人员要得到更多自由以开发功能更强大、受欢迎的应用程序,而Windows mobile、Palm操作系统的封闭性,Symbian OS的半开放性不能使用户得到满意【l】。
为了能够满足市场各方面的需求,Google在2007年11月5日发布了移动终端软件平台Androidl21。
Android是Google公司推出的一个开源的移动设备操作平台。
Android系统的Linux内核版本是经过优化的。
Android系统【3】的专利费用模式较低,源代码架构的半开放性,和支持云计算服务等优势,已快速得到了广大开发商和运营商的强力支持。
Android是一免费的软件平台,而Android平台的开放性使开发人员在开发程序时更自由,同时,Android系统对开发厂商的免费提供使得制造商的成本降低了很多,使开发人员更为方便的开发更为个性化的、有特色的产品。
Android移动设备的应用研发已成为一个热门的方向,而其他的操作系统的吸引力逐渐下降,因此,顺应时代潮流、定位准确的Android移动设备平台将更具有市场竞争力。
移动终端的语音通信(VOW)是以m电话为主【4】,并推出相应增值业务的技术,它的核心思想是通过发送m数据包实现语音通信,首先要进行模数转换,将数据封包,然后在坤网络上进行传输。
其能广泛的采用Interact和全球口互连的环境【5】,提供比传统电信业务更丰富的服务,可以在职网络上便宜的传送语音、视频和数据等业务,如虚拟电话、虚拟语音、Internet呼叫管理、各种信息的存储转发等,VoIP网络利用率高、通信质量好等优点使其在通信市场上发挥着越来越重要的作用。
1.1.2研究意义 近年来,我国的集群技术发展迅速,国内外各种信令体制的集群系统都已经成熟并应用到了各行各业,成为专用移动通信领域的重要组成部分,它有常规的市话功能,并有专用调度(如群呼、组呼等)和数据传输等功能,在具有调度和电话的专用移动通信网16】中特别适合。
集群通信与对讲机的业务类似,用户只需要一部支持集群通信功能的移动终端,即可直接呼叫一个人或一组人,呼叫即时接通。
传统电话系统都需要一定的信令来完成通话的建立与拆除。
而在IP网络电话中,也需要相应的信令来寻找被叫方、建立应答和传输数据,这叫做协议【.71。
H.323和SIP 西南交通大学硕士研究生学位
论文 第2页 是VolP常用的信令协议。
而SIP协议【8】是由IETF(Internet Engineering Task Force)于 1999年提出,是基于IP网络且适用于Interact环境中实现实时通讯应用的一种信令控 制协议。
由于SIP具有简单、开放、灵活、可扩展等明显优点,得到了极大的关注及 迅猛的发展。
SIP协议是vom中使用做多、最广泛的控制协议,已经变得很重要,所 以本文基于SIP协议在Android平台上研究与开发移动终端软件,实现集群语音通信 的功能。
目前基于Android的开发是最热门的领域,而在
android平台上的类似软件还未 见,所以开发基于Android平台的集群通信系统终端的软件,通过在Android客户端 上进行安装运行,使Android智能手机具有集群通信移动终端的功能,能够满足用户 通信的需要,可广泛应用于企业、集团、工程、安全、旅游景点、物管、娱乐等行业, 具有重大的意义。
1.2研究现状分析‘1.2.1 IP语音电话研究现状 v0P是一种采用m为网络层协议【9】,利用Internet作为传输载体实现电话之间、 计算机之间语音通信的技术。
H.323和SIP是VoIP常用的信令协议。
很多著名公司都 投入到VoIP的研究领域,包括国内的华为、中兴等公司,国外的CISCO、NORlrEL 公司等,目前出现的多种VoIP产品大都采用H.323协议,其有丰富的功能,但是比 较复杂,成本也高。
而SIP协议凭借其简单、可扩展等优点,近几年在国际上已经站 稳了脚步,开始了基于SIP协议的IP电话的研发,如Skypye、MSN等,国内的一些 院校如西安电子科大、哈工大等也相继开发基于SIP协议的IP电话。
1.2.2智能手机平台现状 目前移动设备市场的智能手机平台主要有Windows Mobile、Symbian、Palm、 Linux、Android等,用户将开发出更多的移动应用,移动终端的开发也将会掀起来, 下面是这几种智能手机平台的比较分析: l、Windows Mobile Windows Mobile〔10】是微软为智能移动终端设备使用的手机平台,其功能比较强 大,支持该平台的智能机大多采用英特尔的嵌入式处理器,性能好,主频高,速度比 较快,采用Windows Mobile平台的智能机在内存、储存卡容量等硬件配置上比其他 平台高很岁11】,在使用上也很容易,手机系统和桌面电脑系统无缝结合,手机可以实 现便捷的操作,可以轻松共享手机里面的信息,而且大量的应用软件用户都可以选择。
自从推出后一段时间,也有很多高端手机使用。
但是它对硬件要求较高,功耗大,运 西南交通大学硕士研究生学位
论文 第3页行成本比较高,占用系统资源高,且是不开源的,而Android的开源免费更受那些中小型厂商的青睐,且手机运营商也希望能通过Android来定制自己的操作系统,来对终端业务进行很好的控制。
2、Symbian Symbian〔12】是一个多任务、实时性的纯32位操作系统,目前有些大型的厂商都有采用其平台的产品,使用Symbian平台手机的用户也是很多的,该平台的手机待机时间要比其他智能机长,用户界面较丰富,系统稳定性、扩展性较好,其功耗低、性能强、内存占用少的特点非常适合在移动设备如手机上使用,它把移动设备的通用技术与用户界面技术分开,厂商可以定制更加友好的操作界面,经过不断完普,可以支持更多的技术。
但是,它的版本之间的兼容性较差,给用户带来了不便;对媒体格式的支持差一些:其软件的安装需要证书签名,对于软件扩展功能的使用很不方便【13】。
和Windows Mobile一样,对于中小型手机厂商而言,采用开源免费的Android将会是他们的选择。
3、Palm Palm〔”l平台是一种专门为掌上电脑编写的32位平台,占用的内存极小,基于该平台的应用程序占的空间很小,可以运行很多的应用程序,是一种极具开放性的平台,允许用户利用开发商免费提供的开发工具在此基础上编写修改应用程序,使支持它的应用程序更加丰富。
但是Palm平台本身没有MP3播放等功能【141;扩展性较差:在同一时间只能运行一个应用程序。
4、Linux Linux〔15l【161是开放源代码的自由的类似于Unix的操作系统,目前存在着的很多手机制造商自己开发的Linux手机操作系统都是使用了Linux内核。
系统较稳定,很多软件制造商能够在Linux上面开发更多的功能更强大的第三方应用软件。
软件授权费用低,源代码开放,便于开发各种应用,Linux在手机平台的市场发展不容忽视。
但Linux系统【12】的开发环境和产品与PC的连接性较差,对硬件要求比较高,应用范围较窄。
5、Android Android是Google公司推出的一个开源的移动设备操作平台,系统架构分为几层,它开发工具的开放保证了其内容的可移植性和多样性。
Android操作系统【17】基于一个调优后的Linux内核版本,安全机制较完善,Android为我们开发应用程序提供了很好的框架,允许所有的厂家和个人在Android平台的基础上进行开发多种多样的应用程序。
Android系统平台是一个真正的、从互联网角度设计开发的平台,能真正支持移动互联网客户的需求,不但是今天的需求,还有未来的潜在需求。
Android SDK〔18】为Android应用开发提供了必须的工具和API接口,且开发是用Java语言编写的。
但 西南交通大学硕士研究生学位
论文 第4页是由于Android平台使用的时间不是很长,稳定性还不是很好,且相比之下,其上面的应用软件还比较少。
总之,不管是Symbian、Windows Mobile、Palm还是Linux,与当前炙手可热的开源免费的Android相比都有它们的不足和弱点,虽然Android平台也有自身的一些缺点,但是从现在看,在Android平台上移动终端的应用将会得到更多的研究与开发。
现在出现的口电话【20】大都是以H.323协议和SIP协议为信令控制协议。
虽然现在使用比较多的还是H.323协议,,但是以后占主导地位的还是SIP协议。
SIP协议是由IETF(Intemet Engineering Task Force)于1999年提出,是解决IP网络上的信令控制。
SIP协议的应用有:多媒体会议、Internet电话等。
SIP〔19】支持单点播送及群播功能,即使用者可以随时加入一个已存在的会议当中。
SIP是应用层信令控制协议,可以通过TCP或UDP协议来传输。
SIP另一个重要特点就是它属于一种基于文本的协议,和H.323相比,其具有较好的灵活性、可扩展性。
由于SIP具有简单、开放、灵活、可扩展等明显优点,得到了极大的关注及迅猛的发展。
SIP协议是VoIP中使用做多、最广泛的控制协议,所以本文采用SIP作为基于Android平台的移动终端集群通信的控制协议。
1.3
论文主要内容和结构安排 本文的主要工作是基于Android操作系统平台,从实际应用出发,一个集群通信系统终端的软件,实现一个用户向一个用户、一个用户向多个用户通信的功能,并扩展SIP协议实现即时通信功能,实现文件传输等功能,使用户能通过手机设备的集群通信系统的客户端与他人进行集群通信和数据传输。
本文在Google推出的Android平台上开发客户端应用程序,首先介绍了
论文的研究背景和意义以及口语音电话研究现状、智能手机平台现状,又说明了本
论文的主要内容和结构安排。
第二章对Android平台进行了概述,分别对Android平台的特点和系统架构、Android应用组件以及Android与其他智能手机平台的比较做了描述,并介绍了Android平台的软件开发方法。
第三章介绍了基于SIP的语音通信系统,概述了VOIP、SIP协议、SDP协议以及对系统的通信机制进行了分析。
第四章是对Android平台的集群通信系统的详细设计与实现,对用户的界面、数据存储模块、联系人列表获取模块、XML解析模块、SIP信令模块、媒体会话模块进行了详细的.