面向移动设备的XMPP协议的研究与应用

摘要

移动互联网的高速发展使得人们的网络生活开始从桌面终端向移动终端迁移，即时通信作为目前的互联网的核心应用之一，在移动设备上被广泛使用。即时通信协议XMPP协议基于XML语言，不仅能够支持异构系统之间的互联互通，且具有很强的可扩展性而被认为是未来即时通信领域的主流协议。但XMPP协议本身是一个高耗能的协议，将其应用于移动设备上时，会给电池的续航能力带来较大的挑战。
　　论文针对XMPP协议在移动设备上的场景，提出一种出席消息代理模型，通过代理服务器缓存出席更新消息，并根据缓存策略调整消息到达设备的时间序列，避免设备长时间处于耗能较高的状态下工作，从而节省电池电量。由于出席消息代理会给出席消息带来一定的延迟，延迟时间越长节省电量越多，但长时间的延迟将导致较差的用户体验。论文通过排队论建立了数学模型，推导出延迟和省电量之间的关系，并通过实验进行验证。实验表明，无论移动设备上登录单个还是多个XMPP客户端，出席消息代理都能够有效节省设备电量，特别在3G网络下客户端节省电量甚至达到56.5％。
　　其次，结合XMPP协议架构的特点，本论文提出了一种基于XMPP协议的实时消息推送方案，并研发出移动医疗推送系统。该系统是由中南大学信息科学与工程学院与湘雅医院合作，能够为用户提供体检报告、门诊结果、住院费用等医疗信息的实时推送与历史记录查询。系统不仅能够节省用户时间，同时也能缓解医院的接待压力，具有一定的实用价值。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 课题研究现状

1．3 本文研究内容及组织结构

1．4 本章小结

2 XMPP协议分析

2．1 XMPP架构概述

2．2 实体与地址空间

2．3 XMPP会话建立过程

2．4 XML流和XML节

2．5 XMPP会话实例

2．6 XMPP在移动设备上存在的问题

2．7 小章总结

3 出席消息代理及耗能分析

3．1 移动设备的节能策略

3．2 出席更新对节能策略的影响

3．3 出席消息代理模型

3．4 统计学基础理论

3．4．1 期望和分布函数

3．4．2 泊松分布

3．4．3 几何分布

3．5 出席消息代理耗能分析

3．5．1 出席消息耗能模型

3．5．2 出席消息耗能分析

3．6 消息代理节能分析

3．7 延迟和节省电量的函数关系

3．8 实验和分析

3．8．1 实验硬件和软件环境

3．8．1 实验设备参数测量

3．8．2 XMPP客户端和服务器设计

3．8．3 实验方法与步骤

3．8．4 WI-FI实验结果及分析

3．8．5 3G测试结果

3．8．6 实验结论

3．9 小章总结

4 基于XMPP的移动医疗推送系统

4．1 移动医疗及医疗信息推送

4．2 推送方案选择

4．2．1 现有推送方案

4．2．2 现有方案的缺陷

4．2．3 基于XMPP的推送方案

4．3 技术说明

4．3．1 Openfire服务器

4．3．2 Smack和Asmack

4．3．3 Android SDK

4．3．4 SQLite数据库

4．4 推送系统实现

4．4．1 系统架构

4．4．2 数据库结构设计

4．4．3 服务器端程序实现

4．4．4 客户端程序实现

4．5 系统演示与运行

4．5．1 推送系统演示

4．5．2 推送系统试运行阶段

4．6 本章小结

5 总结与展望

5．1 课题研究总结

5．2 研究展望

参考文献

攻读学位期间主要的研究成果

致谢