基于 Qt的无线即时通信系统的设计

马 青，童英华

基于 Qt的无线即时通信系统的设计

马 青，童英华

提出一种基于对等网络模型的的无线即时通信系统，该系统使用 S3C2410 为微处理器，在 Qt 4.5 for Embeded Linux开发平台上，提供了 ipmsg 协议的实现，支持局域网内部点对点的即时通信和文件传输，实现了与 PC 之间点对点的消息、文件/文件夹、图片的发送。

对等网络；S3C2410； ipmsg 协议；PC；即时通信

0 引言

数字化、信息化、智能化是世界发展的大趋势，对人们的生产生活将产生更为深刻的影响，并正在引发一场全方位的社会变革，即从工业社会向信息社会发展。同时伴随着物联网、云计算、信息物理融合系统等概念的提出，智能终端等嵌入式设备之间的数据交换将势必成为今后的研究热点[1]。

对等网络模型技术起源于局域网文件共享，是基于TCP/UDP Client/ Server 技术的一种设计模式思想。对等网络模型中，各个结点是对等的，彼此互为客户端/服务器，协同完成任务。[2]本系统基于统一通信的需求，设计了一款基于对等网络模型的的无线即时通信系统。一端运行于 PC,另一端运行于 ARM 平台，实现了点对点的消息、文件/文件夹、图片的发送。

1 系统总体设计

本设计提出并实现了一个基于 Qt for Embedded Linux 4.5.0 的无线即时通信系统。该系统使用 S3C2410 处理器作为硬件平台，基于 Qt 嵌入式 Linux 开源平台开发了 QMsg通讯软件。

系统总体结构图如图1和图2所示：

图1 系统总体框架

图2 QMsg 总体框图

2 系统硬件结构

本系统硬件设计包括个人计算机，以及采用 S3C2410为微处理器的内核的 ARM 硬件平台，操作系统采用 Linux操作系统的系统结构组成。

3 软件功能的实现

3.1 应用软件设计

3.1.1 图形前端程序设计与实现

本设计中 QMsg 软件分为图形前端和后台模块两部分组成，其中后台模块由纯 C 语言实现了 ipmsg 协议，然后通过 Qt对 ipmsg 协议进行封装，从而为用户提供良好的图形交互界面。

IPMessenger (软件名：QMsg)在 Qt 4.5 for Embeded Linux 开发平台上，提供了一个 ipmsg 协议的实现，支持局域网内部点对点的即时通信和文件传输。QMsg 支持文件及文件目录的传输，集服务端和客户端于一体，无须服务器支持，安全快捷以及小巧方便等优点，支持无线网络，可以实现消息、文件/文件夹、图片的发送，并可以设置发送的字体格式、颜色，同时可以记录会话内容。

在设计图形界面的时候，从用户使用的角度出发，操作方式符合用户的使用习惯。软件内部的设计，用面向对象的方法实现，建立类，利用类的属性和操作来完成数据的保存和各种功能实现。

3.1.2 QMsg 后台程序设计与实现

(1)ipmsg 协议实现概述

ipmsg 协议基于 P2P 模式，使用 TCP/UDP 协议提供收发消息及文件(文件夹)，默认端口为 2425，消息的收发使用UDP 协议，文件(文件夹)的收发使用 TCP 协议。[3]ipmsg通过定义一种统一的命令字、数据结构、数据包以及处理流程，来实现对等的通信协议。其中命令字用于表示通信时的一些状态信息，以便于处理通信数据时的解析，数据结构用于存取通信数据，将通信数据按照一定的格式封装成待发送的数据包。

ipmsg 协议使用多线程编程技术，来实现程序的并发执行，以提高程序的效率。一个线程用来和用户交互，处理用户输入的命令；一个线程用来监控网络，从 udp 套接口接收udp 数据包；一个线程用来处理接收到的 udp 数据包；当发送文件/目录时也会生成一个线程，通过 tcp 套接口发送文件/文件夹；当接收文件时还会生成一个线程，通过 tcp 套接口接收文件/文件夹并存盘；一个线程用来实时更新用户列表。[4]

(2)ipmsg 程序流程图如图3 所示：

图3 主线程流程图

3.2 系统软件的设计

3.2.1PC 端嵌入式操作系统的选择及软件的配置

本系统 PC 端安装 fedora 作为操作系统，安装交叉编译器 arm-linux-gcc-3.4.6 及操作系统自带的 GCC 编译器，安装Linux 的 X11 下 Qt包，配置 Samba 、NFS 和 tftp 服务。为了能使嵌入式开发平台和 PC 机上的 Linux 操作系统进行无线通信，需要在运行程序之前设置好无线网络，主要工作是配置好无线网卡。[5]

3.2.2 嵌入式开发平台的配置

在嵌入式开发平台，需要安装QT包，并进行触摸屏和Qt的编译，同时需加载网卡驱动，并设置无线网络。

4 总结

本系统解决了在无线网络环境下，点对点的通信，能实现基本的聊天和文件传送的功能，但是还不够完善，如无法使用中文输入法，而只有英文输入，可以进行进一步的扩展。

[1]王猛,张为,刘艳艳.基于 ARM11 的嵌入式通信系统.[J]微型电脑应用.2012(6).

[2]林华基于 ARM 的嵌入式通信系统设计与实现.[J]电脑知识与技术.2007(14).

[3]马永杰,袁秋林,张燕.基于 Qt 的嵌入式 Linux 通讯簿程序设计[J]. 西北师范大学学报(自然科学版). 2009(03)

[4]任善全,吕强,钱培德,杨季文.一个基于 Qt/Embedded 的嵌入式 Linux 应用程序的实现[J]. 计算机应用与软件. 2006(02)

[5]曹庆年,赵博,孟开元.基于 ARM9 的嵌入式 Linux 网络通信系统设计与实现[J]. 西北大学学报(自然科学版). 20 09(01)

The Design of the Wireless Real-Time Communication System Based on Qt

Ma Qing，Tong Yinghua
(Qinghai University, Xining 810001, China)

This paper puts forward a kind of wireless real-time communication system based on peer-to-peer network model. The system uses S3C2410 microprocessor .In the Qt 4.5 for Embeded Linux development platform, it provides the realization of ipmsg protocol, supports internal point-to-point messaging and file transferring .It realizes to send point-to-point messaging, file/folder and pictures between the PC.

Peer-To-Peer Networks; S3C2410. Ipmsg Agreement; PC; Instant Messaging

TP311

A

1007-757X(2014)02-0041-02

2014.02.25)

马 青（1980-）女，青海省西宁市，青海大学，讲师，研究方向：计算机应用，西宁，810001童英华（1982-）女，青海省西宁市，青海师范大学，副教授，研究方向：物联网，西宁，810001