基于Android手机的移动自组网系统及其构建方法

摘要

本发明公开了一种基于Android手机的移动自组网系统及其构建方法，该系统主要包括多部Android手机和安装在手机上的Wi-Fi网卡ad-hoc模式管理器、自动IP地址分配管理器和网络拓扑管理器。构建方法包括手机Wi-Fi的ad-hoc模式的开启，网络中节点IP地址的自动分配和节点移动状态下网络拓扑的融合。用户在多部Android手机上启动并运行以上管理器后，即可将这些手机组成一个Ad-Hoc网络系统。该系统支持移动网络拓扑环境下Android手机IP地址自动分配，能保证同一个网络中每个手机节点的IP地址唯一性。

主权项

一种基于Android手机的移动自组网系统，包括若干个具有Wi‑Fi网卡的Android手机作为通信节点，在每个手机上都构建有：Wi‑Fi网卡ad‑hoc模式管理器：用来管理手机Wi‑Fi网卡的ad‑hoc模式的开启和关闭；自动IP地址分配管理器：为每个开启ad‑hoc模式后的手机分配一个通信IP地址，并保证该IP地址在构建后的Ad‑Hoc网络中的唯一性；网络拓扑管理器：节点移动状态下，实现对网络分割和融合的检测，并对网络中的节点IP地址做出调整，保证手机IP地址的唯一性；该系统采用如下方法工作：1）Wi‑Fi网卡ad‑hoc模式管理，其具体步骤包括：11）将Linux环境下wireless tools移植到Android系统源代码中，编译Android系统源代码，生成iwconfig和ifconfig二进制可执行文件；12）将步骤11）中生成的两个可执行文件拷贝到Android手机通信节点中；13）在ad‑hoc模式管理器启动时，判断和记录Wi‑Fi网卡当前状态，如Wi‑Fi网卡处于开启状态则关闭Wi‑Fi网卡；14）调用步骤12）中的可执行文件，添加参数，启动Wi‑Fi网卡的ad‑hoc模式；15）在ad‑hoc模式管理器关闭时，调用步骤12）中的可执行文件，关闭Wi‑Fi网卡的ad‑hoc模式；16）根据步骤13）记录的Wi‑Fi网卡状态，还原Wi‑Fi网卡状态；2）自动IP地址分配管理：在通信节点启动Wi‑Fi网卡的ad‑hoc模式之后，通过UDP通信的方式向所在网络索取可用IP地址，网络中的已有通信节点在收到IP地址请求时回复可用IP地址，新的通信节点使用IP地址后向网络发送IP地址使用通告，若新的通信节点在规定时间内未获得可用IP地址的回复，则初始化IP地址为网络IP起始地址；具体流程是：21）新的节点ad‑hoc模式启动之后，初始化自身IP地址为网段最大IP地址；22）广播IP地址请求消息即IP地址_REQUEST，广播之后进行延时等待；23）延时过程中，若已有其他节点加入网络，网络中的节点收到IP地址_REQUEST之后，会向IP地址请求节点发送IP地址请求回复即IP地址_REQUEST_REPLY，消息中附带自身节点记录的全局IP地址信息；24）延时结束之后，查看是否收到IP地址_REQUEST_REPLY；25）若收到IP地址_REQUEST_REPLY消息，从消息中附带的全局IP地址信息中取出可用IP地址设置为新的IP地址，并记录所有回复IP地址_REQUEST_REPLY的通信节点，作为直连节点，重启ad‑hoc模式；若没有收到IP地址_REQUEST_REPLY消息，则认为目前网络中没有节点，重新设置IP地址为网段中最小IP地址，重启ad‑hoc模式；26）重启之后，向直连节点发送IP地址确认消息，即IP_CONFIRM；27）网络中其他通信节点收到IP_CONFIRM之后，更新全局IP地址信息，并向直连节点转发该消息；28）当通信节点退出网络时，发送IP地址回收消息，即IP_RELEASE，关闭ad‑hoc模式，还原Wi‑Fi状态；29）网络中其他通信节点收到IP_RELEASE之后，更新全局IP地址信息，并向直连节点转发该消息；3）网络拓扑管理：在节点移动的情况下，对两个独立ad‑hoc网络的融合和ad‑hoc网络的分割做出检测和处理，并保证在一个ad‑hoc网络中，节点IP地址的唯一性。