[发明专利]一种Android区域便携移动自组网的软硬件系统构建方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体地说，是一种一种Android区域便携移动自组网的软硬件系统构建方法。

背景技术

随着以信息互联网和移动数字通信为代表的21世纪信息技术时代的到来，移动网络的普及，包括Wi-Fi、3G/4G网络等在广阔国土面积和复杂室内外环境的覆盖率不断扩大，为移动数字服务的快速发展打下了良好的基础。另外，智能移动终端设备销量大增，尤其是以安卓平台为基础的智能手机、平板电脑、智能可穿戴设备的持续热销，让移动数字网络可以轻松连接到每一个智能终端的用户。而安卓系统的开放性又让移动应用软件得以实现快速的发展，在内容层面对移动互联网的发展形成了良好的支撑。此外，微信、QQ等移动社交工具的普及对移动互联网的发展也具有明显促进作用。其中的安卓智能设备由于其软件系统开源、价格低廉、操作简单等诸多优越性，逐渐取得了市场主导地位。随着安卓智能设备的日益普及，基于安卓平台开发的优秀App必将具有巨大的市场前景和广泛应用。

以目前使用最广泛的手机移动通信蜂窝网络而言，它的特点是移动终端和固定基站之间建立通信链路，但是移动终端不具备路由功能，基站负责路由和交换功能，即基站充当接入有线网络的网关。它的特点也决定了蜂窝移动网络的适用范围有限，它在特殊环境（如空旷无固定基站）、临时组网、应急响应（如自然灾害）、野外探险、军事战场中无法得到应用。新的应用需求与现有技术演化相互作用，促使新的移动自组网通信技术的发展和成熟，克服现有移动蜂窝网络的缺陷，为复杂的组网通信应用场景和灵活的网络应用服务，提供了全新的技术支撑。

移动自组网是一种特殊的无线网络，它的组建不依赖于预先存在的网络基础设施，如基站或接入点，而是由若干个带有无线收发器的移动节点构成。与传统的无线局域网不同，移动自组网是一个无中心、多跳、自组织的对等式无线通信网络，每个节点同时充当两种角色，既是终端主机又是中继路由器。由于自组网具有移动性、快速搭建性、自治性和对等性等特点，因而具有非常广泛的应用前景，比如在大学校园、城市的某个社区或邻居之间可以利用自组网构成社区网络。社区网络的构建非常灵活，允许区域内的用户方便地加入，并且共享网络内的资源。另外这类自组网也可以提供基于位置的服务，如社区内是否有可用的共享打印机，附近是否有加油站，或者为用户提供交通向导等等。因此，去中心化的按需组网、移动终端间的随遇接入成为了一种新型的组网趋势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Android区域便携移动自组网的软硬件系统构建方法，包括用于实现区域无线链路的硬件单元、用于分布式拓扑结构感知和路由的网络系统构建方法，以及用于区域移动数据传输的软件平台。可用于校园服务、商业活动、野外科考、抗灾救险、应急服务等无线移动自组织通信网络的快速构建与可靠服务。本发明利用Android智能终端连接外置无线数传模块，无需借助电信运营商的移动网络信号，实现终端间的多跳通信，延伸通信距离；在此基础上，开发了一个基于Android平台的去中心化、无服务器支持的用于区域移动数据传输的软件平台，实现了移动通信网络的用户管理、分组管理、数据管理、通信管理等基础服务功能。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种Android区域便携移动自组网的软硬件系统构建方法，所述用于实现区域无线链路的硬件单元，采用日趋廉价的Android智能终端为硬件基础和人机交互界面，通过增加外置无线数传模块来扩展Android智能终端的区域无线通信能力，在不影响Android智能终端原有的蜂窝网络和移动数据服务的前提下，构建基于区域无线移动数传的移动自组网能力和分布式P2P网络系统。

其中Android智能终端作为本系统的应用层软件开发平台，用于实现人机交互和用户界面显示功能；外置无线数传模块用于实现区域无线链路的链路控制、网络层的路由机制功能以及无线信号的发射、接收，例如采用支持ZigBee协议栈的无线数传模块；两者之间通过驱动连接转换模块实现通信接口的互联互通，该驱动连接转换模块包括但不限于通过有线方式连接的USB转UART串口驱动模块、通过无线方式连接的蓝牙驱动模块；为了实现无线信号通信距离的扩展、无线信号的增强，引入天线增益模块或者功放模块用于无线信号的增益放大。

所述用于分布式拓扑结构感知和路由的网络系统构建方法，借鉴成熟的移动自组织网络的组网理论，组建以所述硬件单元为底层硬件基础的分布式自组网系统，其中分布式自组网的拓扑感知、路由计算、数据转发过程采用以下路由寻找选择方法，其具体过程描述如下：