基于局域网的手机即时通讯聊天软件的设计与实现

引 言

随着手机终端的普及和互联网的发展，即时通讯软件因其即时性、便利性在日常生活中占据着重要地位。局域网内， 因为不会产生流量资费，而且其本身的网络条件也适合文件传输、音视频传输等大量数据的文件传输，因而可成为人们日常通讯中的重要途径。并且可拓展到广域网中，让更多的人受益。

1 软件系统整体结构设计

根据手机用户在局域网内通过手机等无线终端进行即时通讯的需求，系统对即时通讯的常用功能进行实现，包括用户个人信息设置，添加、删除、修改、分组等。

由于在局域网内，用户对文件传输和语音等即时通讯需求更大，在无线局域网的网络环境下，带宽、传输速度和效率更高，更适合用来进行文件传输和语音的实时传输。

根据系统的不同功能，将系统分成两大模块 ：文字语音聊天模块和视频聊天模块。文字语音聊天模块采用UDP 协议， 视频聊天模块采用TCP 协议，保证视频图像不会出现失帧的现象。图 1 所示是该系统的结构设计图。

2 系统功能模块设计 

系统功能的设计，也就是即时通讯软件即客户端和服务 端的程序设计，在局域网下，分别对客户端和服务器端进行 设计。

2.1 服务器端模块设计 

服务器的功能模块主要负责建立监听、等待接收客户端的链接请求、接收并建立新线程以响应客户端的请求。同时 根据请求类型决定是否需要访问数据库和对数据库进行操作。 服务器端工作流程 ：服务器启动后，建立一个基于 TCP 的监 听进程，用于监听客户端发送过来的各种请求。在接收到客 户端的连接请求信息时，服务器会响应连接，同时服务器会 建立一个新的线程，负责处理客户端的各种请求信息。服务 器工作流程如图 2 所示

2.2 客户端模块设计

客户端的主要功能是与服务器端进行通讯，以及对数据 库进行查询、删除、修改。 客户端和服务器端通讯时创建三 个线程：一个线程负责信息的发送，一个线程负责信息的接收， 一个线程负责心跳信息的发送。其通讯流程图如图 3 所示。

客户端采用 MVC 软件开发结构，采用 Android 的 XML 文件对软件界面进行描述。

（1）视图层。主要是 Android 的 layout 中的 XML文件进行定义，该 XML文件用于定义并描述用户界面，负责软件界 面的显示 ； 

（2）控制层。Android 的 activity 活动类通过 Android 的 activity 进行逻辑处理，在 activity 里可以设置页面事件的监 听响应，在 onCreate（）方法里对主要逻辑进行处理 ； 

（3）model 层。主要是关于服务器和客户端进行连接并 对数据库进行处理，对本地 SQLite 数据库进行操作，把通讯 数据转化成数据库的相关 SQL 存入数据库，并封装一些对数 据库的查询访问，存储个人信息及聊天信息。

文字语音聊天模块采用点对点通信，使用 UDP 协议作为 文字语音信息的实时传输协议。UDP 协议占用资源更少，效 率更高，但是 UDP 协议是面向无连接的，所以传输质量无法 保证。文字语音聊天流程图如图 4 所示。

视频聊天模块采用 TCP 协议，TCP 是一种面向连接的、 可靠的传输层协议，通过安卓手机自带的前置摄像头进行图 像采集，采集的原始图像数据转换为 JPG 格式，转化为数据 流发送给对方，并对数据进行还原，重绘成一帧一帧的图像， 然后显示出来。其视频聊天流程图如图 5 所示。

2.3 客户端数据库设计 

根据用户需求，客户端需要对一些数据进行本地存储， 本软件借助 Android 内置的 SQLite 数据库作为客户端的数 据库。SQLite 是一款轻型的数据库，是遵守 ACID 的关系型 数据库管理系统，占用资源很低，能够支持 Windows/Linux/ Unix 等操作系统，可以和很多程序语言结合。客户端数据库 主要存储用户个人信息（见表 1 所列），图像信息以及聊天信息 如表 2 所列。

（4）对软件的客户端和服务器端进行了设计和实现。

本文虽然设计实现了即时通讯功能，但对于视频的传输简化了设计，而且对于视频的实时传输，未采用专业的流媒体服务器，以及在通讯加密方面还可以加强及优化。