5.2  公网接入实验

    物联网的发展和应用离不开互联网和移动通信网的基础设施。目前，这些信息高速公路已经足够承载物联网的这部分应用。将传感器网络、RFID等短距离网络与这些骨干网络进行接入，并完成互联互通互操作是十分重要的。本实验通过以手机为代表的智能终端平台，很方便地完成传感器网络与互联网和移动通信网的融合，与实验三呼应。

    5.2.1  通信网接入简介

    手机的发展史不只代表着科技的进步，也证明了人类文明的发展。手机的产生给我们带来了很大的方便。第一代（1G）模拟制式手机只能进行语音通信，无线带宽利用不足；第二代（2G）GSM、CDMA等数字制式手机除了可以进行语音通信外，还可以收发短信以及接收数据（如浏览网页和收发邮件）等。尤其是2009年诞生的3G，对于手机、移动通信和移动互联网都是革命性的变革；其功能让人眼花缭乱，比如高速的无线带宽上网、无线搜索、视频通话、在线手机音乐等。
    无线网络的发展速度更是异常迅猛，当第三代通信技术建立起来以后，无线网络的带宽得到了巨大的提升，可靠性更高。有了无线网络的支持，就可以随时随地进行数据交换，浏览万维网、WAP网。随着互联需求的不断提高，人们开始通过移动网络来接入Internet，比如浏览网页、手机银行、手机证券等，因此使手机接入移动网络成为其发展的目标和方向。
    Android平台出自Google公司，而Google公司又是网络界的巨头，因此Android与Internet的接轨与应用，自然成为必然。当人们提到Internet时首先想到的就是HTTP Protocol的支持能力，在Android SDK中，已经集成了Apache的HttpClient模块，通过这个模块，开发者可以轻而易举地实现Android接入Internet。Android平台是智能终端环境中的新宠儿，拥有巨大的发展潜力，这在前面进行过详细的介绍。下面通过一个具体的基于Android平台的互联网接入实验使大家对移动互联技术有一个初步的了解。
   

    5.2.2  实验十七 Android系统下互联网接入实验

    1．实验目的

    本实验介绍了使用Android手机接入互联网。通过实验，可以使读者初步掌握Android平台手机接入互联网的编程方法和步骤，并能够开发简单的互联网接入的应用程序。 

    2．实验设备

   （1）硬件
    Android手机1个。
    PC 1台。
    （2）软件
    Java SE Development Kit 6u22 for Windows。
    Eclipse IDE for Java EE Developers。
     Android Development Tools 0.9.9。

    3．实验原理

    Android平台手机可以通过GSM、CDMA、3G网络和WiFi等无线网络接入Internet。Android平台手机主要是通过HTTP请求和发送数据到服务器端，使用HTTP请求和发送数据有两种方式，一种是Get方法；一种是Post方法。Get是用来从服务器上获得数据；而Post是用来向服务器传递数据。Get方式不安全，因为传输过程中，数据请求放在请求的URL中；而Post的所有操作对用户来说都是不可见的，因此安全性较高。另外，受URL长度的限制，Get传输的数据量较小；而Post则可以传输大量的数据。在编写程序实现上，Get方法相对来说简单一点；Post方法相对于Get方法稍显复杂。在本实验中采用Post方法。图5-1为Android通过HTTP接入网络的示意图。

    基于Linux内核的Android操作系统包含了一组非常优秀的联网功能。目前，Android平台有3种网络接口可以使用，它们分别是：标准Java接口（java.net.*）、Apache接口（org.apahce）和Android网络接口（android.net.*）。
    （1）标准Java接口
    java.net.*下面提供了访问HTTP服务的基本功能和接口，包括流和数据包套接字、Internet协 议、常见HTTP处理。使用这些接口的基本操作主要包括：创建URL以及 URLConnection/HttpURLConnection对象，设置链接参数，连接到服务器，向服务器写数据，从  服务器读取数据。
    下面是常见的使用java.net.*包的HTTP例子，代码清单如下：

    （2）Apache接口
    Android提供的Apache HttpClient是一个开源项目，弥补了标准Java接口(java.net.*)灵活性不足的缺点，功能更加完善，为客户端的HTTP编程提供了高效、最新、功能丰富的工具包支持。使用这部分接口的基本操作与java.net.*基本类似，主要包括：创建HttpClient以及GetMethod/PostMethod，HttpRequest等对象，设置连接参数，执行HTTP操作，处理服务器返回结果。
    下面是使用android.net.http.*包的例子，代码清单如下：

 

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    （3）Android网络接口
    android.net. *包实际上是通过对Apache中HttpClient的封装来实现的一个HTTP编程接口，同时还提供了HTTP请求队列管理以及HTTP连接池管理，以提高并发请求情况下的处理效率。除此之外，还有网络状态监视等接口、网络访问的Socket、常用的URI类以及与WiFi相关的类等。
    下面是一个通过AndroidHttpClient访问服务器的简单例子，代码清单如下：

    以上简单地介绍了网络访问的3种方式，但在实际开发应用中，可能会用到更加复杂的联网操作。在本实验中以第二种方式为例。首先让我们来了解使用HttpClient所用到的一些类。
    1）ClientConnectionManager接口。ClientConnectionManager是客户端连接管理器接口，它提供了几个抽象方法，如表5-1所示。

    2）DefaultHttpClient。DefaultHttpClient是默认的一个HTTP客户端，可以使用它创建一个HTTP连接。

    3）HttpResponse。HttpResponse是一个HTTP连接响应，当执行一个HTTP连接后，就会返回一个HttpResponse，可以通过HttpResponse获得一些相应信息。请求一个HTTP连接并获得连接请求是否成功的代码如下：

    本实验中采用Post方式来请求网络数据。使用Post方法首先要使用URL创建一个HttpPost对象，代码如下：

    使用Post方式，需要使用NameValuePair来保存将要传递的参数，这里使用BasicNameValuePair来构造一个要被传递的参数params，然后通过add方法添加这个参数到NameValuePair中，代码如下：

    Post方式还需要设置所使用的字符集，最后通过HttpClient来请求这个连接，返回响应并处理，代码如下：

    代码编写完毕，为了使程序拥有访问网络的权限，要在AndroidManifest.xml中添加如下内容：

    服务器端代码的编写，在后台服务器只需要编写一个能够接收客户端传递过来数据的Servlet就可以了。Servlet的doPost方法代码如下：

 

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    与一般的Java项目一样，src文件夹是项目的所有包及源文件，res文件夹则包含了项目中的所有资源。项目下的gen文件夹下的R.java文件是自动生成的不需要对其进行修改。      
AndroidManfest.xml文件包含了该项目中所使用的Activity、Service、Receiver。程序启动时显示的第一个界面是由AndroidManifest.xml确定的。
    主程序HttpActivity类继承自Activity类，重写了void onCreate（Bundle savedInstanceState）方法。在onCreate方法通过setContentView(R.layout.main)设置Activity要显示的布局文件，该方法也是程序的入口。上面介绍的使用Post方法访问Internet的代码均包含在该函数中。其代码如下：

 

    4．实验内容

    学习Android平台下基于HTTP访问互联网的原理和方法。
    初步掌握Android平台下的网络编程方法，学习在Android环境下访问Internet的3种方法，并能够写出简单的网络连接程序。

    5．实验步骤

    1）在Eclipse下配置Android开发环境。
     下载ADT使用本地安装，或者通过在线安装。
     安装完毕，在Eclipse中选择Windows→Preferences→Android，选择Android SDK的路径。
     如果使用模拟器调试程序，选择Android SDK and AVD Manager，在里面新建一个AVD。
    具体的配置步骤详见Android官方网站http://developer. android.com.nyud.net，也可以参考本书配套光盘中相应的文档。
    2）创建Android工程。
     选择File→New→Android Project。
     使用droiddraw创建页面，当界面绘制完毕后，单击Generate，生成.xml文件，将生成的内容 复制到工程下的res下的layout文件夹下的main.xml文件中，保存。
     在src文件夹下编写Java代码。
    3）编写服务器端Servlet，新建一个Servlet，命名为Receive.java。建议在Eclipse中安装 MyEclipse插件，在Receive.java中编写修改doPost方法。然后将其部署到Apache Tomcat下，并 启动Apache和服务器，在安装有MyEclipse的Eclipse中直接右击Receive.java文件，选择Run  as→MyEclipse Server Application。
    4）运行Android程序。在Eclipse中右击工程目录，选择Run as→Android Application。
    5）如果服务器端在Eclipse下的Console窗口下显示“Hello Network”，则联网成功。

     6．思考题

    1）如何使用Get方式请求数据？
    2）考虑使用另外两种方式实现网络接入。

    7．补充阅读

    [1] 杨丰盛. Android应用开发解密[M]. 北京：机械工业出版社，2010.
    [2] 余志龙，陈昱勋，郑名杰，等，王世江，改编. Google Android SDK开发范例大全[M]. 2版. 北京：人民邮电出版社，2010.
    [3]  Android开发者指南. http://www.developer.android.com. 2010.