android wifi 开关 android wifi display

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huatechinfo 2023-07-02 13:36:54

文章标签 android wifi 开关 android Android java 文章分类 Android 移动开发

title: Android WiFi Display
tag: Android
category: Android
date: 2019-12-01

文章目录

Android WiFi Display (Miracast)

技术体系：
流媒体协议
P2P使用demo

client端
Server端
参考

问题记录

Android WiFi Display (Miracast)

投屏技术协议：

DLNA：Digital Living Network Alliance，PC、移动设备、消费电器之间互联互通的协议
AirPlay：苹果开发的无线技术，通过WiFi传输，支持DLNA没有的镜像（设备显示什么，显示屏幕也显示什么）
Miracast：以WiFi Direct为基础的无线显示标准

DLNA

蓝牙：蓝牙发现

WiFi Direct：WiFi直连

Nsd：网络服务发现

技术体系：

android wifi 开关 android wifi display_Android

WiFi Direct：WiFi P2P，支持在没有AP（Access Point）下，WiFi设备直连并通信
WiFi Protected Setup：用于用户自动配置WiFi网络、添加WiFi设备
11n/WMM/WPA2：11n是802.11n协议（56M提升至600M）；WMM是WiFi Multimedia，针对实时视音频数据的QoS服务；WPA2是WiFi Protected Acess2，传输加密保护

WiFi Display相关Service：

MediaPlayerService及相关模块：RTP/RTSP及相应的编解码技术
SurfaceFlinger及相关模块：SurfaceFlinger是将各层UI数据混屏并投递到显示设备中去显示
WindowManagerService及相关模块：用于管理系统中各个UI层的位置和属性
DisplayManagerService：用于管理系统显示设备的生命周期，包括物理屏幕、虚拟屏幕、WiFi Display
WifiService及相关模块：WifiDisplay建立在P2P基础上
MediaRouterService：管理各个应用程序的多媒体播放的行为
MediaRouter：用于和MediaRouterService交互一起管理多媒体的播放行为，并维护当前已经配对上的remote display设备，包括WiFi Display、蓝牙A2DP、chromecast设备
WifiDisplayAdapter：用于DisplayManagerService管理WiFi Display显示的Adapter
WifiDisplayController：用于控制扫描wifi display设备、连接、断开等操作

Android中关注：WiFi Direct（WifiP2pService管理和控制），WiFi Multimedia

Miracast工作流程：

android wifi 开关 android wifi display_Android_02

android wifi 开关 android wifi display_android wifi 开关_03

android wifi 开关 android wifi display_java_04

SurfaceFlinger对Miracast的支持

Wifi P2P：Android wifi探究三：Wifi P2P 连接附近设备

流媒体协议

RTP：Real-time Transport Protocol，传送具有实时属性的数据，建立在UDP上，不保证传送或防止无序传送，允许接收方重组发送方的包序列（例子：视频解码，就不需要顺序解码）
RTCP：Real-time Transport Control Protocol，RTP的控制协议，监控服务质量并传送正在进行的会话参与者的相关信息；为RTP媒体流提供信道外控制
SRTCP：Secure Real-time Transport Protocol，在RTP基础上定义的一个协议，用于为单播和多播应用程序中的实时传输协议的数据提供加密、消息认证、完整性保护和重放保护
RTSP：Real-time Streaming Protocol，控制声音或影像的多媒体串流协议，并允许同时多个串流需求控制；该协议目的在于控制多个数据发送连接，为选择发送通道，如UDP、多播UDP与TCP提供途径，并为选择基于RTP上发送机制提供方法；RTSP是双向实时数据传输协议，允许客户端向服务端发送请求（如回放、快进、倒退等）；（算是在应用层协议？？？？）
SDP：会话描述协议

RTSP发起/终结流媒体、RTP传输流媒体数据、RTCP对RTP进行控制，同步

RTP/RTSP/RTCP

P2P使用demo

android wifi 开关 android wifi display_java_05

client端

权限申请和检查：

<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION" />
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION" />

<!--Wifi P2P 权限一定要有，不然获取不到-->
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_WIFI_STATE" />
<uses-permission android:name="android.permission.CHANGE_WIFI_STATE" />
<uses-permission android:name="android.permission.CHANGE_NETWORK_STATE" />
<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE" />

<uses-permission android:name="android.permission.READ_PHONE_STATE" />
<uses-feature android:name="android.hardware.wifi.direct" android:required="true"/>

部分权限根据API需要动态申请，如WiFi的状态和打开、位置信息的获取

初始化P2P设备，注册广播监听器：

val intentFilter = IntentFilter().apply {
    addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION)
        addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION)
        addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION)
        addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION)
}
registerReceiver(mReceiver, intentFilter)
mWifiP2pManager = getSystemService(Context.WIFI_P2P_SERVICE) as WifiP2pManager
// 用这个通道来查找和连接P2P设备 在 WLAN P2P 框架中注册您的应用
mChannel = mWifiP2pManager?.initialize(this, mainLooper) { Log.d(localClassName, "channel disconnected") }
// 查找附近P2P设备
mWifiP2pManager?.discoverPeers(mChannel, object : WifiP2pManager.ActionListener {
    override fun onSuccess() {
        Log.d(localClassName, "discoverPeers onSuccess")
    }

    override fun onFailure(reason: Int) {
        Log.w(localClassName, "discoverPeers onFailure:$reason")
    }
})

广播接收：

保证P2P打开：

WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION -> {
    when (intent.getIntExtra(WifiP2pManager.EXTRA_WIFI_STATE, -1)) {
        WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_ENABLED -> {
            // Wifi P2P is enabled
            Log.d(localClassName, "P2P is enabled")
        }
        else -> {
            // Wi-Fi P2P is not enabled
            Log.d(localClassName, "P2P is not enabled")
        }
    }
}

得到附近所有的支持P2P的设备peers：

WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION -> {
    Log.d(localClassName, "可用的peer list发生改变")
    mWifiP2pManager?.requestPeers(mChannel) { peers -> availablePeers(peers) }
}

private fun availablePeers(peers: WifiP2pDeviceList?) {
    Log.d(localClassName, "size:${peers?.deviceList?.size}")
    mAdapter.clear()
    peers?.deviceList?.forEach { wifiP2pDevice ->
		val name = wifiP2pDevice.deviceName
		val address = wifiP2pDevice.deviceAddress
		val status = when(wifiP2pDevice.status) {
			WifiP2pDevice.CONNECTED -> "connected"
			WifiP2pDevice.INVITED -> "invited"
			WifiP2pDevice.FAILED -> "failed"
			WifiP2pDevice.AVAILABLE -> "available"
			WifiP2pDevice.UNAVAILABLE -> "unavailable"
			else -> "unknown"
		}
		mAdapter.add("$name : $status\n$address")
	}
    mAdapter.notifyDataSetChanged()
}

选择连接：

val str = mAdapter.getItem(position)
val strs = str?.split('\n')
val address = strs?.get(1)
Log.d(localClassName, "item click: $str address: $address")
// val wifiP2pDevice = mPeers?.get(address)
val config = WifiP2pConfig()
config.deviceAddress = address
config.wps.setup = WpsInfo.PBC
mWifiP2pManager?.connect(mChannel, config, object : WifiP2pManager.ActionListener {
    override fun onSuccess() {
        Log.d(localClassName, "connect onSuccess")
    }

    override fun onFailure(reason: Int) {
        Log.w(localClassName, "connect onFailure:$reason")
    }
})

连接成功后，获取连接的WifiP2pInfo：

WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION -> {
    Log.d(localClassName, "P2P连接状态发生改变")
    // 可以直接通过intent拿到WifiP2pGroup WifiP2pInfo
    // val group = intent.getParcelableExtra<WifiP2pGroup>(WifiP2pManager.EXTRA_WIFI_P2P_GROUP)
    // 也可以通过request去获取
    // mWifiP2pManager.requestNetworkInfo(mChannel) { networkInfo ->
    //     Log.d(localClassName, "networkInfo:$networkInfo")
    // }
    val networkInfo = intent.getParcelableExtra<NetworkInfo>(WifiP2pManager.EXTRA_NETWORK_INFO)
    networkInfo?.takeIf { it.isConnected }?.let {
        mWifiP2pManager?.requestGroupInfo(mChannel) { wifiP2pGroup ->
			val wifiP2pDevices = wifiP2pGroup.clientList
            val wifiP2p2DeviceOwner = wifiP2pGroup.owner
            Log.d(localClassName, "group p2pInfo:$wifiP2pGroup")
            tv_client_connected.post { tv_client_connected.text = wifiP2pGroup.networkName }
        }
        mWifiP2pManager?.requestConnectionInfo(mChannel) { wifiP2pInfo: WifiP2pInfo? ->
            mWifiP2pInfo = wifiP2pInfo
            Log.d(localClassName, "wifi p2pInfo $mWifiP2pInfo")
            mWifiP2pInfo?.let {
            	if (it.groupFormed && it.isGroupOwner) {
                   Toast.makeText(this@WifiP2PClientActivity, "can be connected", Toast.LENGTH_SHORT).show()
               	} else if (it.groupFormed) {
                   Log.d(localClassName, "The other device acts as the client. In this case, we enable the get file button")
                }
           	}
        }
    }
}

获取IP，创建Socket进行连接Server端：

val fileUri = extras?.getString(EXTRAS_FILE_PATH)
val host = extras?.getString(EXTRAS_GROUP_OWNER_ADDRESS)
val port = extras?.getInt(EXTRAS_GROUP_OWNER_PORT)
if (fileUri == null || host == null || port == null) {
    Log.e(javaClass.name, "fileUri: $fileUri, host: $host, port: $port")
    return
}
val socket = Socket()
try {
    Log.d(javaClass.name, "opening client socket")
    socket.bind(null)
    socket.connect(InetSocketAddress(host, port), SOCKET_TIME_OUT)
    Log.d(javaClass.name, "client socket:${socket.isConnected}")
    val outputStream = socket.getOutputStream()
    val contentResolver = applicationContext.contentResolver
    var inputStream: InputStream? = null
    try {
        inputStream = contentResolver.openInputStream(Uri.parse(fileUri))
    } catch (e: FileNotFoundException) {
        Log.e(javaClass.name, "file not found exception", e)
    }
    inputStream?.let {
        StreamUtil.copyFile(it,outputStream)
    }
    Log.d(javaClass.name, "Client data written")
} catch (e: IOException) {
    Log.e(javaClass.name, "client socket error", e)
} finally {
    socket.takeIf { it.isConnected }?.apply {
        try {
            close()
        } catch (e: IOException) {
            Log.e(javaClass.name, "client socket close error", e)
        }
    }
}

断开连接：

mWifiP2pManager?.removeGroup(mChannel, object : WifiP2pManager.ActionListener {
    override fun onSuccess() {
        Log.d(localClassName, "disconnect success")
    }

    override fun onFailure(reason: Int) {
        Log.w(localClassName, "disconnect failed:$reason")
    }
})

Server端

权限申请：

<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION" />
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION" />

<!--Wifi P2P 权限一定要有，不然获取不到-->
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_WIFI_STATE" />
<uses-permission android:name="android.permission.CHANGE_WIFI_STATE" />
<uses-permission android:name="android.permission.CHANGE_NETWORK_STATE" />
<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE" />

<uses-permission android:name="android.permission.READ_PHONE_STATE" />
<uses-feature android:name="android.hardware.wifi.direct" android:required="true"/>

同样部分权限需要主动申请

初始化P2P：

val intentFilter = IntentFilter().apply {
    addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION)
    addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION)
    addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION)
    addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION)
}
registerReceiver(mReceiver, intentFilter)
mWifiP2pManager = getSystemService(Context.WIFI_P2P_SERVICE) as WifiP2pManager
// 用这个通道来查找和连接P2P设备 在 WLAN P2P 框架中注册您的应用
mChannel = mWifiP2pManager?.initialize(this, mainLooper) { Log.d(localClassName, "channel disconnected") }
mWifiP2pManager?.discoverPeers(mChannel, object : WifiP2pManager.ActionListener {
    override fun onSuccess() {
        Log.d(localClassName, "discover success")
    }

    override fun onFailure(reason: Int) {
        Log.w(localClassName, "discover failed")
    }
})
// 用于创建GroupOwner，决定谁是Group的主导者
mWifiP2pManager?.createGroup(mChannel, object : WifiP2pManager.ActionListener {
    override fun onSuccess() {
        Log.d(localClassName, "createGroup success")
    }

    override fun onFailure(reason: Int) {
        Log.w(localClassName, "create group failed: $reason")
    }
})

Server可以不用去扫描设备，只需要在P2P中注册就可以了，等待被发现

创建ServerSocket，监听：

inner class ListenThread : Thread() {

    private val mServerSocket: ServerSocket = ServerSocket(WIFI_P2P_PORT)

    override fun run() {
        while (true) {
            Log.d(javaClass.name, "server socket bg")
            val client = mServerSocket.accept()
            mHandler?.takeIf { mFilePath != null }?.apply {
                ServerAsyncTask(this, mFilePath!!).execute(client)
            }
        }
    }
}

在子线程不断监听某个端口，等待连接就可以了

accept成功，通信：

val client = params[0]
return client?.use { socket ->
	val f = File(mFilePath, "wifip2pshared-${System.currentTimeMillis()}.jpg")
	val dirs = File(f.parent?:mFilePath)
	dirs.takeIf { !it.exists() }?.apply { mkdirs() }
	f.createNewFile()
	val inputStream = socket.getInputStream()
	StreamUtil.copyFile(inputStream, FileOutputStream(f))
	socket.close()
	f.absolutePath
}

参考

WLAN 直连（对等连接或 P2P）概览

Android WiFi P2P开发实践笔记

Android Wi-Fi Display（Miracast）介绍

多屏互动技术研究（二）之WifiDisplay(Miracast)技术原理及实现

问题记录

socket连接失败：
原因：由于server端对客户端的监听只是用了一个AyncTask，所以导致一次socket通信完成后，后续的再无法进行通信
设备一会查找得到，一会查找不到：
原因：server端没有去初始化P2P，也就没有在WiFi P2P框架中去注册，导致无法client端就无法发现设备，同时server端也要启动discoverPeers，这样才能确保能够被发现，并且GroupOwner也是Server端所持有（并不绝对，可以通过createGroup来决定，最好是在Server端）
在UI线程更新UI导致的NetworkOnMainThreadException：
原因：mWifiP2pInfo?.groupOwnerAddress?.hostAddress，直接通过WiFiP2PInfo去获取了GroupOwnerAddress，然后去获取HostAddress，这个调用过程产生了网络请求？？

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