Wi-Fi 偵測總覽

透過 Wi-Fi Aware 功能,搭載 Android 8.0 (API 級別 26) 以上版本的裝置就能直接探索彼此並連線,不必透過任何其他類型的連線方式。Wi-Fi Aware 也稱為鄰近感知網路 (NAN)。

Wi-Fi Aware 網路功能會與鄰近裝置建立叢集,如果裝置是該區域中的第一個裝置,則會建立新叢集。這項叢集行為會套用至整部裝置,並由 Wi-Fi Aware 系統服務管理;應用程式無法控制叢集行為。應用程式會使用 Wi-Fi Aware API 與 Wi-Fi Aware 系統服務通訊,該服務會管理裝置上的 Wi-Fi Aware 硬體。

Wi-Fi Aware API 可讓應用程式執行下列作業:

  • 探索其他裝置:API 提供機制,可找出附近的其他裝置。當一或多項可探索的服務由某裝置發布時,這個程序就會開始。接著,當裝置訂閱一或多項服務並進入發布商的 Wi-Fi 範圍時,訂閱者就會收到通知,指出系統已找到符合條件的發布商。訂閱者發現發布者後,可以傳送簡訊或與所發現裝置建立網路連線。裝置可同時做為發布端和訂閱端。

  • 建立網路連線:兩部裝置互相偵測後,即可在不透過存取點的情況下,建立雙向 Wi-Fi Aware 網路連線。

相較於 藍牙連線,Wi-Fi Aware 網路連線可在更遠的距離支援更高的傳輸速率。這類連線類型適用於在使用者之間共用大量資料的應用程式,例如相片分享應用程式。

Android 13 (API 級別 33) 的強化功能

在搭載 Android 13 (API 級別 33) 以上版本且支援即時通訊模式的裝置上,應用程式可以使用 PublishConfig.Builder.setInstantCommunicationModeEnabled()SubscribeConfig.Builder.setInstantCommunicationModeEnabled() 方法,為發布者或訂閱者探索工作階段啟用或停用即時通訊模式。即時通訊模式可加快訊息交換、服務探索,以及發布者或訂閱者探索工作階段的任何資料路徑設定。如要判斷裝置是否支援即時通訊模式,請使用 isInstantCommunicationModeSupported() 方法。

Android 12 (API 級別 31) 的強化功能

Android 12 (API 級別 31) 為 Wi-Fi Aware 新增了一些強化功能:

  • 在搭載 Android 12 (API 級別 31) 以上版本的裝置上,如果應用程式因服務停止或超出範圍而遺失已探索的服務,您可以使用 onServiceLost() 回呼來接收警示。
  • 我們已簡化 Wi-Fi Aware 資料路徑的設定程序。早期版本使用 L2 訊息提供啟動者的 MAC 位址,這會造成延遲。在搭載 Android 12 以上版本的裝置上,回應端 (伺服器) 可設定為接受任何對等端,也就是說,它不需要事先知道啟動端的 MAC 位址。這可加快資料路徑啟動速度,並讓多個點對點連結只需使用一個網路要求。
  • 在 Android 12 以上版本中執行的應用程式可以使用 WifiAwareManager.getAvailableAwareResources() 方法,取得目前可用的資料路徑數量、發布工作階段和訂閱工作階段。這可協助應用程式判斷是否有足夠的可用資源,可執行所需的功能。

初始設定

如要設定應用程式使用 Wi-Fi Aware 探索和網路功能,請執行下列步驟:

  1. 在應用程式資訊清單中要求下列權限:

    <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" />
    <!-- If your app targets Android 13 (API level 33)
         or higher, you must declare the NEARBY_WIFI_DEVICES permission. -->
    <uses-permission android:name="android.permission.NEARBY_WIFI_DEVICES"
                     <!-- If your app derives location information from
                          Wi-Fi APIs, don't include the "usesPermissionFlags"
                          attribute. -->
                     android:usesPermissionFlags="neverForLocation" />
    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION"
                     <!-- If any feature in your app relies on precise location
                          information, don't include the "maxSdkVersion"
                          attribute. -->
                     android:maxSdkVersion="32" />
    
  2. 使用 PackageManager API 檢查裝置是否支援 Wi-Fi Aware,如下所示:

    Kotlin

    context.packageManager.hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_WIFI_AWARE)
    

    Java

    context.getPackageManager().hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_WIFI_AWARE);
    
  3. 確認目前是否可使用 Wi-Fi Aware。裝置可能已啟用 Wi-Fi Aware,但由於使用者已停用 Wi-Fi 或位置資訊,因此目前可能無法使用。部分裝置在使用 Wi-Fi Direct、SoftAP 或 Tethering 時,可能會因硬體和韌體功能而無法支援 Wi-Fi Aware。如要檢查 Wi-Fi Aware 目前是否可用,請呼叫 isAvailable()

    Wi-Fi Aware 的供應情形隨時可能變更。應用程式應註冊 BroadcastReceiver 以接收 ACTION_WIFI_AWARE_STATE_CHANGED,系統會在供應情形發生變更時傳送這項資訊。當應用程式收到廣播意圖時,應捨棄所有現有的工作階段 (假設 Wi-Fi Aware 服務中斷),然後檢查目前的可用性狀態,並據此調整行為。例如:

    Kotlin

    val wifiAwareManager = context.getSystemService(Context.WIFI_AWARE_SERVICE) as WifiAwareManager?
    val filter = IntentFilter(WifiAwareManager.ACTION_WIFI_AWARE_STATE_CHANGED)
    val myReceiver = object : BroadcastReceiver() {
    
        override fun onReceive(context: Context, intent: Intent) {
            // discard current sessions
            if (wifiAwareManager?.isAvailable) {
                ...
            } else {
                ...
            }
        }
    }
    context.registerReceiver(myReceiver, filter)
    

    Java

    WifiAwareManager wifiAwareManager = 
            (WifiAwareManager)context.getSystemService(Context.WIFI_AWARE_SERVICE)
    IntentFilter filter =
            new IntentFilter(WifiAwareManager.ACTION_WIFI_AWARE_STATE_CHANGED);
    BroadcastReceiver myReceiver = new BroadcastReceiver() {
        @Override
        public void onReceive(Context context, Intent intent) {
            // discard current sessions
            if (wifiAwareManager.isAvailable()) {
                ...
            } else {
                ...
            }
        }
    };
    context.registerReceiver(myReceiver, filter);
    

詳情請參閱「廣播」。

取得工作階段

如要開始使用 Wi-Fi Aware,應用程式必須呼叫 attach() 來取得 WifiAwareSession。此方法會執行以下操作:

  • 開啟 Wi-Fi Aware 硬體。
  • 加入或建立 Wi-Fi Aware 叢集。
  • 使用不重複的命名空間建立 Wi-Fi Aware 工作階段,該命名空間會做為其中建立的所有探索工作階段的容器。

如果應用程式已成功附加,系統會執行 onAttached() 回呼。這個回呼會提供 WifiAwareSession 物件,應用程式應將其用於所有後續的工作階段作業。應用程式可以使用工作階段發布服務訂閱服務

應用程式應只呼叫 attach() 一次。如果應用程式多次呼叫 attach(),則應用程式會為每次呼叫接收不同的工作階段,每個工作階段都有自己的命名空間。這在複雜的情況下可能很實用,但一般來說不建議使用。

發布服務

如要讓服務可供探索,請呼叫 publish() 方法,該方法會採用下列參數:

  • PublishConfig 會指定服務名稱和其他設定屬性,例如比對篩選器。
  • DiscoverySessionCallback 會指定事件發生時要執行的動作,例如訂閱者收到訊息時。

範例如下:

Kotlin

val config: PublishConfig = PublishConfig.Builder()
        .setServiceName(AWARE_FILE_SHARE_SERVICE_NAME)
        .build()
awareSession.publish(config, object : DiscoverySessionCallback() {

    override fun onPublishStarted(session: PublishDiscoverySession) {
        ...
    }

    override fun onMessageReceived(peerHandle: PeerHandle, message: ByteArray) {
        ...
    }
})

Java

PublishConfig config = new PublishConfig.Builder()
    .setServiceName(“Aware_File_Share_Service_Name”)
    .build();

awareSession.publish(config, new DiscoverySessionCallback() {
    @Override
    public void onPublishStarted(PublishDiscoverySession session) {
        ...
    }
    @Override
    public void onMessageReceived(PeerHandle peerHandle, byte[] message) {
        ...
    }
}, null);

如果發布成功,系統會呼叫 onPublishStarted() 回呼方法。

發布後,當執行相符訂閱者應用程式的裝置進入發布裝置的 Wi-Fi 範圍時,訂閱者就會發現這項服務。當訂閱者發現發布者時,發布者不會收到通知;但如果訂閱者傳送訊息給發布者,發布者就會收到通知。在這種情況下,系統會呼叫 onMessageReceived() 回呼方法。您可以使用此方法中的 PeerHandle 引數,傳送訊息回給訂閱者,或建立連線

如要停止發布服務,請呼叫 DiscoverySession.close()。探索工作階段會與其父項 WifiAwareSession 相關聯。如果父項工作階段關閉,相關的探索工作階段也會關閉。雖然已捨棄的物件也會關閉,但系統無法保證何時會關閉超出範圍的工作階段,因此建議您明確呼叫 close() 方法。

訂閱服務

如要訂閱服務,請呼叫 subscribe() 方法,該方法會採用下列參數:

  • SubscribeConfig 會指定要訂閱的服務名稱和其他設定屬性,例如比對篩選器。
  • DiscoverySessionCallback 會指定事件發生時要執行的動作,例如發現發布者時。

範例如下:

Kotlin

val config: SubscribeConfig = SubscribeConfig.Builder()
        .setServiceName(AWARE_FILE_SHARE_SERVICE_NAME)
        .build()
awareSession.subscribe(config, object : DiscoverySessionCallback() {

    override fun onSubscribeStarted(session: SubscribeDiscoverySession) {
        ...
    }

    override fun onServiceDiscovered(
            peerHandle: PeerHandle,
            serviceSpecificInfo: ByteArray,
            matchFilter: List<ByteArray>
    ) {
        ...
    }
}, null)

Java

SubscribeConfig config = new SubscribeConfig.Builder()
    .setServiceName("Aware_File_Share_Service_Name")
    .build();

awareSession.subscribe(config, new DiscoverySessionCallback() {
    @Override
    public void onSubscribeStarted(SubscribeDiscoverySession session) {
        ...
    }

    @Override
    public void onServiceDiscovered(PeerHandle peerHandle,
            byte[] serviceSpecificInfo, List<byte[]> matchFilter) {
        ...
    }
}, null);

如果訂閱作業成功,系統會在應用程式中呼叫 onSubscribeStarted() 回呼。由於您可以在應用程式發現發布者後,使用回呼中的 SubscribeDiscoverySession 引數與發布者通訊,因此應儲存此參照。您可以隨時在探索工作階段中呼叫 updateSubscribe(),藉此更新訂閱工作階段。

此時,訂閱項目會等待符合條件的發布商進入 Wi-Fi 範圍。發生這種情況時,系統會執行 onServiceDiscovered() 回呼方法。您可以使用這個回呼中的 PeerHandle 引數,傳送訊息建立連線至該發布者。

如要停止訂閱服務,請呼叫 DiscoverySession.close()。探索工作階段會與其父項 WifiAwareSession 相關聯。如果父項工作階段關閉,相關的探索工作階段也會關閉。雖然已捨棄的物件也會關閉,但系統無法保證何時會關閉超出範圍的工作階段,因此建議您明確呼叫 close() 方法。

傳送訊息

如要傳送訊息給其他裝置,您需要以下物件:

如要傳送訊息,請呼叫 sendMessage()。接著可能會發生下列回呼:

  • 當訊息成功傳送至對等端時,系統會在傳送應用程式中呼叫 onMessageSendSucceeded() 回呼。
  • 當對等端收到訊息時,系統會在接收應用程式中呼叫 onMessageReceived() 回呼。

雖然 PeerHandle 是與同儕通訊的必要條件,但您不應將其視為同儕的永久識別碼。應用程式可使用較高層級的 ID,嵌入探索服務本身或後續訊息中。您可以使用 PublishConfigSubscribeConfigsetMatchFilter()setServiceSpecificInfo() 方法,在探索服務中嵌入 ID。setMatchFilter() 方法會影響探索,而 setServiceSpecificInfo() 方法則不會影響探索。

在訊息中嵌入 ID 表示修改訊息位元組陣列,以便納入 ID (例如,前幾個位元組)。

建立連線

Wi-Fi Aware 支援兩部 Wi-Fi Aware 裝置之間的用戶端-伺服器網路。

如要設定用戶端-伺服器連線,請按照下列步驟操作:

  1. 使用 Wi-Fi Aware 探索功能,在伺服器上發布服務,並在用戶端上訂閱服務

  2. 訂閱者發現發布者後,請傳送訊息給發布者。

  3. 在發布者裝置上啟動 ServerSocket,並設定或取得其通訊埠:

    Kotlin

    val ss = ServerSocket(0)
    val port = ss.localPort
    

    Java

    ServerSocket ss = new ServerSocket(0);
    int port = ss.getLocalPort();
    
  4. 使用 ConnectivityManager 搭配 WifiAwareNetworkSpecifier 在發布端要求 Wi-Fi Aware 網路,指定訂閱端的探索工作階段和 PeerHandle (您可從訂閱端傳送的訊息中取得):

    Kotlin

    val networkSpecifier = WifiAwareNetworkSpecifier.Builder(discoverySession, peerHandle)
        .setPskPassphrase("somePassword")
        .setPort(port)
        .build()
    val myNetworkRequest = NetworkRequest.Builder()
        .addTransportType(NetworkCapabilities.TRANSPORT_WIFI_AWARE)
        .setNetworkSpecifier(networkSpecifier)
        .build()
    val callback = object : ConnectivityManager.NetworkCallback() {
        override fun onAvailable(network: Network) {
            ...
        }
    
        override fun onCapabilitiesChanged(network: Network, networkCapabilities: NetworkCapabilities) {
            ...
        }
    
        override fun onLost(network: Network) {
            ...
        }
    }
    
    connMgr.requestNetwork(myNetworkRequest, callback);
    

    Java

    NetworkSpecifier networkSpecifier = new WifiAwareNetworkSpecifier.Builder(discoverySession, peerHandle)
        .setPskPassphrase("somePassword")
        .setPort(port)
        .build();
    NetworkRequest myNetworkRequest = new NetworkRequest.Builder()
        .addTransportType(NetworkCapabilities.TRANSPORT_WIFI_AWARE)
        .setNetworkSpecifier(networkSpecifier)
        .build();
    ConnectivityManager.NetworkCallback callback = new ConnectivityManager.NetworkCallback() {
        @Override
        public void onAvailable(Network network) {
            ...
        }
    
        @Override
        public void onCapabilitiesChanged(Network network, NetworkCapabilities networkCapabilities) {
            ...
        }
    
        @Override
        public void onLost(Network network) {
            ...
        }
    };
    
    ConnectivityManager connMgr.requestNetwork(myNetworkRequest, callback);
    
  5. 發布商要求網路後,應傳送訊息給訂閱者。

  6. 訂閱者收到發布商傳送的訊息後,請使用與發布商相同的方法,在訂閱者端要求 Wi-Fi Aware 網路。建立 NetworkSpecifier 時,請勿指定連接埠。當網路連線可用、變更或中斷時,系統會呼叫適當的回呼方法。

  7. 在訂閱端呼叫 onAvailable() 方法後,系統會提供 Network 物件,您可以使用該物件開啟 Socket,與發布端的 ServerSocket 通訊,但您必須知道 ServerSocket 的 IPv6 位址和通訊埠。您可以從 onCapabilitiesChanged() 回呼中提供的 NetworkCapabilities 物件取得這些值:

    Kotlin

    val peerAwareInfo = networkCapabilities.transportInfo as WifiAwareNetworkInfo
    val peerIpv6 = peerAwareInfo.peerIpv6Addr
    val peerPort = peerAwareInfo.port
    ...
    val socket = network.getSocketFactory().createSocket(peerIpv6, peerPort)
    

    Java

    WifiAwareNetworkInfo peerAwareInfo = (WifiAwareNetworkInfo) networkCapabilities.getTransportInfo();
    Inet6Address peerIpv6 = peerAwareInfo.getPeerIpv6Addr();
    int peerPort = peerAwareInfo.getPort();
    ...
    Socket socket = network.getSocketFactory().createSocket(peerIpv6, peerPort);
    
  8. 完成網路連線後,請呼叫 unregisterNetworkCallback()

測距同儕和位置感知探索

具備 Wi-Fi RTT 定位功能的裝置可以直接測量與同儕的距離,並使用這項資訊限制 Wi-Fi Aware 服務探索功能。

Wi-Fi RTT API 可使用 Wi-Fi Aware 對等端的 MAC 位址或 PeerHandle,直接測量對等端的範圍。

Wi-Fi Aware 探索功能可限制只探索特定地理圍欄內的服務。舉例來說,您可以設定地理空間範圍,讓系統在 3 公尺 (指定為 3,000 公釐) 以內,且不超過 10 公尺 (指定為 10,000 公釐) 的範圍內,探索發布 "Aware_File_Share_Service_Name" 服務的裝置。

如要啟用地理圍欄功能,發布者和訂閱者都必須採取行動:

  • 發布者必須使用 setRangingEnabled(true) 在已發布服務上啟用測距功能。

    如果發布者未啟用測距功能,系統會忽略訂閱者指定的任何地理邊界限制,並執行一般探索作業,忽略距離。

  • 訂閱者必須使用 setMinDistanceMmsetMaxDistanceMm 的組合來指定地理圍欄。

    無論是哪個值,未指定距離即表示沒有限制。僅指定最大距離,表示最小距離為 0。只指定最小距離,表示沒有最大距離。

當地理圍欄內偵測到對等服務時,系統會觸發 onServiceDiscoveredWithinRange 回呼,提供與對等端之間的測量距離。接著,您可以視需要呼叫直接 Wi-Fi RTT API,以便在日後測量距離。