高速無線網路WiFi在PDA連線遊戲上之應用研究

行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告

高速無線網路 WiFi 在 PDA 連線遊戲上之應用研究

計畫類別： 個別型計畫

計畫編號： NSC93-2515-S-011-002-

執行期間： 93 年 09 月 01 日至 94 年 08 月 31 日 執行單位： 國立臺灣科技大學機械工程系

計畫主持人： 吳忠霖

計畫參與人員： 黃俊諴、余政綱

報告類型： 精簡報告

處理方式： 本計畫可公開查詢

中 華 民 國 94 年 11 月 30 日

行政院國家科學委員會補助專題研究計畫 ■ 成 果 報 告

□期中進度報告 高速無線網路 WiFi 在 PDA 連線遊戲上之應用研究

計畫類別：

■

計畫編號：NSC 93 － 2515 － S － 011 － 002 － 執行期間： 年 月 日至 年 月 日

計畫主持人：吳忠霖 共同主持人：

計畫參與人員：黃俊諴、余政綱

成果報告類型(依經費核定清單規定繳交)：

■

本成果報告包括以下應繳交之附件：

□赴國外出差或研習心得報告一份

□赴大陸地區出差或研習心得報告一份

□出席國際學術會議心得報告及發表之論文各一份

□國際合作研究計畫國外研究報告書一份

處理方式：除產學合作研究計畫、提升產業技術及人才培育研究計畫、

列管計畫及下列情形者外，得立即公開查詢

□涉及專利或其他智慧財產權，□一年□二年後可公開查詢 執行單位：國立台灣科技大學機械工程系

中 華 民 國 94 年 11 月 30 日

中英文摘要

無線網路功能目前幾乎已經成為 PDA 行動裝置的標準配備，但就其應用上而言，多半 是利用無線網路功能來進行下載資訊或瀏覽網頁，鮮少有 PDA 行動裝置將無線網路功能用 於休閒娛樂的遊戲內容上。反觀一般的家用電腦 PC 及世界ConsoleGame 的龍頭老大 Sony 及微軟公司均推出網路連線遊戲，因此可看出多人線上遊戲在休閒娛樂領域中成為主流的 態勢。另外在九十二年底政府提出新十大建設中規劃「M 台灣計畫」，以打造「行動台灣、

應用無限，躍進新世界」為願景。因此在未來的幾年內，可以預期不論身在台灣何處，都 將會大量使用無線網路服務，而無線網路程式技術的掌握與開發將也是刻不容緩。本計畫 依循上述主流趨勢，擬將 PDA 行動裝置無線網路程式技術融入遊戲系統中，進而提昇相關 國內遊戲產業之技術水平。

本後續研發計劃，預期將可完成下列相關遊戲程式設計技術：

1. PDA 點對點無線網路連線程式技術。

2. PDA 無線區域網路連線程式技術。

3. 遊戲伺服器與資料庫程式技術。

4. PDA 無線網路遊戲程式技術。

關鍵字：行動裝置、無線網路、多人連線

The function of wireless network almost becomes the standard’s equipment of PDA mobile device. Most purpose of wireless network is used to browse a web or download the information.

And most content of entertainments are single game in the PDA mobile device, but the game in the personal computer and console device are almost LAN or online game. For example, both famous game’s company in the world Sony PS2 and Microsoft XBOX are bringing up the online game. So it’s obvious that LAN or online game is very popular in the entertainment market. In 2003, the Taiwan’s government set into action on “Mobile-Taiwan”. In the future, we can expect that “Service of wireless network will be anywhere in Taiwan”. By this project, we will develop the wireless network technology in PDA mobile device. And let this technology apply to the entertainments. According of this project, we expect to complete the plan by following list:

1. The program technology of Wireless Network in PDA mobile device:

2. The program technology of Multiplayer wireless network:

3. The program technology of SQL database in the server:

4. The program technology of wireless network in Game:

Keywords: PDA、Mobile Device、Wireless Network、Multiplayer

前言

本計畫「高速無線網路 WiFi 在 PDA 連線遊戲上之應用研究」，為「2004 年益智遊 戲電玩創意大賽」教育文化組的作品「野鳥物語 Mobile」之後續研發計畫。此計畫主要 目地在於將單機版的遊戲擴展成可多人無線連線之遊戲版本。因此在計劃中首重 PDA 行 動裝置之無線網路程式設計技術之建立，以便使用者能透過 PDA 的無線網路卡( WiFi )，

經由無線網路路由器( Wireless AP )來進行多人無線區域網路線上遊戲。同時計畫中也提 供不同地點的玩家透過無線網路路由器，連結至遊戲伺服器之功能來進行對戰。當然伺 服器的登出入驗證及資料庫資料的上傳與下載，遊戲玩家間即時資料的交換，都可以無 線網路方式完成之。

研究目的

(1) 迎合全面無線網路時代的來臨：

九十二年底行政院 NICI 小組提出新十大建設中規劃出「M 台灣計畫」，以打造「行 動台灣、應用無限，躍進新世界」為願景。「M 台灣計畫」推動時程預計由民國九十三 年至九十七年共分為五年規劃進行，其以「寬頻管道建置分項計畫」及「行動台灣應 用推動分項計畫」二大工作項目為主軸。

其中「行動台灣應用推動分項計畫」內中的「行動生活」應用層面，將以國民為 主，發展四個計劃重心，分為「M-民生」、「M-社區」、「M-娛樂」及「M-照護」。預計 完成建置 15 個示範生活圈、25 個 M 化社區、15 個 M 化娛樂服務示範應用點及 30 個 M 化照護專屬機構之行動生活。另外「行動學習」應用層面則從校園做起，預計完成 25 個學校及校外 WLAN( Wireless Local Area Network )漫遊示範應用區，以及博物館、

文化中心在內的藝文單位應用服務示範行動學習。

因此未來五年之內更完善的無線網路基礎建置，將使得每個人不論走到哪，都可 藉由無線網路進行上網瀏覽或是資料存取的服務。因此有了完善的硬體設備之後，迫 切需要的就是能夠驅動硬體發揮完整功能的軟體程式設計技術，才能透過讓無線行動 裝置讓資訊相互傳遞與分享。

(2) 研發「M-娛樂」之基礎應用技術：

「行動生活」應用的計劃重點之一便是「M-娛樂」。近年國內各政府機關也紛紛 舉辦相當多樣化的數位遊戲內容的競賽，以提昇數位遊戲及通訊產業的軟體技術。

今年國科會首次主辦之「全國益智遊戲電玩創意大賽」是強調以 PDA、Tablet PC 或 手機等行動裝置為開發平台的遊戲內容。不但符合上述「M-娛樂」的主旨，並可將遊 戲帶向無線網路的層面。再加上國科會之學術性與實作性並重下，無線網路技術與娛樂 遊戲之發展，將是可期的。

研究方法

擴展單機行動裝置 PDA 遊戲擴充成為無線網路連線遊戲。開發方法之步驟及方法規 劃如下：

(1) 架設無線網路相關硬體設施：

(a) PDA 行動裝置硬體系統規格：

產品型號 ：如 HP iPAQ H2210 處理器 ：Intel PXA255 400MHz 記憶體 ：ROM 32M, RAM 64M

顯示元件 ：65536 色, 240 x320 解析度之 3.5”螢幕 擴充槽 ：SD/CF type II

(b) PDA 無線網路卡：

產品型號：神腦 SL-2511CF (c) 無線網路路由器：

產品型號：華碩 WL-500g 802.11g 多功能無線網路路由器 (2) 研發用之軟體工具與環境：

(a) PDA 行動裝置軟體開發環境：使用 Microsoft Visual Studio C# .Net 程式，開發 PDA 行動裝置上的遊戲內容與 PDA 行動裝置無線網路程式。

(b) 遊戲伺服器軟體系統開發環境：遊戲伺服器使用 Microsoft Visual Studio C# .Net 程 式，開發無線網路程式及伺服器/資料庫 SQL 之程式技術。

(3) 研發程式模組項目：

使用 Microsoft Visual Studio C# .Net 語言來撰寫 PDA 遊戲與 PDA 無線網路程式，

如此可使用相同的程式碼，讓遊戲呈現於行動裝置 PDA、智慧型手機及 PC 上，以達成 跨平台與程式資源共享的設計目標。擬開發程式模組有：

(a) PDA 點對點無線網路連線程式技術。

(b) PDA 區域無線網路連線程式技術。

(c) 遊戲伺服器與資料庫程式設計技術。

(d) PDA 無線網路連線遊戲程式技術。

(4) 研發程式模組之步驟：

程式開發步驟如下：

Step1：首先以兩台 PDA 透過無線網路卡經由無線網路路由器 AP 相互傳訊，以達 到 Peer to Peer 之對戰模式。

Step2：以兩台以上之 PDA 行動裝置與遊戲伺服器經由無線網路路由器 AP 作連 線，以達到最多 4 人區域無線連線之 LAN 模式。遊戲伺服器可以 PDA 或 PC 為之。

Step3：以位於不同位置之兩台以上 PDA 透過 AP 與遊戲伺服器及資料庫做資料存 取動作，以達到無線網路模式。

Step4：將上述所開發之無線程式模組加入 PDA 遊戲程式模組作各項連線測試，

以完成 PDA 等行動裝置之無線網路連線遊戲雛型。

技術說明

提昇原先 PDA 程式設計模組技術外，另再加入無線網路路由器架設、無線網路程式設 計、遊戲伺服器及資料庫等程式技術，使得後續研發產品能夠達到多人互動之無線網路連 線遊戲。

以下將根據四大項，說明本計畫之主要程式技術：

(1) PDA 點對點無線網路程式技術：透過 Microsoft Visual Studio C#.Net 開發環境，撰 寫 PDA 行動裝置之無線網路程式，使 PDA 行動裝置間可透過無線網路經由無線 網路路由器，將資訊連結至其他 PDA 行動裝置，如圖一所示。

圖一：PDA 點對點無線網路程式技術構想圖

(2) PDA 區域無線網路程式技術：研發以局( Session )為主的無線網路程式技術，令遊 戲伺服器擁有局的管理機制，並讓所有入局的 PDA 行動裝置，透過局的傳輸機 制進行多人無線的資訊交換，如圖二所示。

圖二：以局為主之區域無線連線程式技術構想圖

(3) 伺服器與資料庫程式設計技術：研發遊戲伺服器程式與 SQL 資料庫的關聯性，令 所有 PDA 行動裝置可透過無線網路，可對伺服器進行資料儲存與讀取、進行線 上即時資訊交換。同時也可讓不同地點的 PDA 或是行動裝置可以跨平台交換訊 息，如圖三所示。使用(2)的區域無線網路技術的 PDA 則必須同處在同一 AP 的 有效無線傳輸距離內。

圖三：伺服器與伺服器資料庫資料存取構想圖

(4) PDA 無線網路遊戲程式計技術：強化或改善目前遊戲作品的程式模組內容。並將 目前單機的 PDA 遊戲，加入上述開發無線模組，使其擴充成兩台 PDA 以上之無 線網路對戰或合作遊戲模式，而成為 PDA 無線網路連線的遊戲。

結果與討論

本專題研究依據所訂定之目的完成四個程式技術之開發，並將上述無線網路連線 之技術實現於「猴仔日記」遊戲中(如圖四所示)，此為一個線上養成之遊戲雛形，因此 飼養者除了可在單機系統上進行養成遊戲之外，還可帶領自己心愛的電子猴仔透過無 線網路到伺服器上進行線上的活動，且電子猴線上的狀態是和單機養成的狀態是相對 應的。「猴仔日記」由四個子系統組成(如圖五所示)，分別為寵物養成遊戲系統、WiFi 無線網路系統、藍芽無線通訊系統、猴仔機械寵物系統。

圖四：「猴仔日記」之遊戲畫面 圖五：「猴仔日記」遊戲所包含之子系統架構

在整體系統開發方面我們將以跨平台之程式語言 C#.net 作為開發平台，進行程式 的設計，開發完成後適用於一般大眾所用的 PDA，以不同的開發環境和技術呈現出相 同的娛樂效果，圖六為程式系統架構中所建立的系統程式模組。

圖六：程式系統架構中所建立的系統程式模組 猴仔日誌

藍芽傳輸模組

無線網路通訊模組 猴仔養成模組

猴仔戰鬥模組

檔案存取模組 介面選單模組

猴仔動作控制模組 P/Invoke聲音模組

動畫撥放模組 資料管理模組

本「猴仔日記」養成遊戲整體架構如圖七所示，主要以虛擬寵物養成與實際互動 為主。另外提供小遊戲來訓練並增強寵物的能力，同時也可以透過線上 PK 取得經驗 值，以獲得新的寵物技能。

圖七：「猴仔日記」養成遊戲整體架構

養成系統

圖八：「猴仔日記」養成系統之流程圖 主 選 單

遊樂天地 命令

養成系統 商品購物

餵 食 飲 水 洗 澡 睡 覺 治 療 學 習

接 水 果 猜 猜 看 跳 火 圈 對 對 碰 猴仔拼圖

閱 讀 遊 戲

雜貨店 衣衫坊 黑 市

小 孩 青 年 老 人

吃 飲 水 飢 餓 口 渴

快 樂 孤 單 生 病 服 藥 讀 書 運 動 起 床

Wifi 連線通訊系統

飼養寵物時所需的日常用品必須透過 WiFi 於機械寵物網站【伺服器】購買，網站 上的店家及商品內容如下：猴仔日常生活所須的食物,飲料,生病所須的藥品或是所須教 育訓練的道具都須道線上超市付錢採購.金錢的主要來源為基本儲蓄,玩養成小遊戲所 獲得的獎金,線上遊戲闖關或是對戰所得到的獎金。

圖九：「猴仔日記」之 Wifi 連線購物畫面

透過 WiFi 提供猴仔各種食物,藥品,道具線上採購超市服務流程圖(如圖十所示)，並 於圖九展示實際遊戲中之交易畫面。

圖十：透過 WiFi 之線上採購流程

小遊戲系統

小遊戲獲得的物品及能力點數，會使得遊戲更具有多樣性，猴仔的狀態也會隨著 時間和天氣作變化，而當機寵能力達到某特定數值時，也可以學習到特殊的技能

圖十一：「猴仔日記」之小遊戲畫面

可推廣之實務應用

無線網路，不僅代表資訊將可隨時隨地不受限地被取得之外，利用無線功能增加生活 的創意與樂趣才是 21 世紀無線設備發展的重點，無線網路應用的多變與創意，是難以想 像的，別以為無線設備只用來上網，它可以存在生活週遭的任一區塊，便利你豐富的生 活

目前大部分學校及知名飲食聯鎖店均架設無線網路路由器，提供使用者連線使用，因 此在無線網路設備日漸廣泛普及之下，使用者將可使用隨身攜帶的 PDA 行動裝置透過以 上程式技術，至伺服器上存取資料或是與週遭的使用者進行多人無線網路遊戲，使得無 線網路不僅僅只是提供資訊的瀏覽服務，也提供更多商業應用價值，及行動資料回傳下 載機制，相信透過本計劃的成果，不僅提昇無線網路的程式設計技術之外，同時也提高 相關產業的產能。

2. 遊戲方面之應用潛力：

PDA 行動裝置在遊戲應用，玩家可以透過無線網路，先將遊戲的帳號密碼送至 遊戲伺服器，進行所謂無線區域網路連線遊戲，經由有線及無線網路的傳輸，經由 Local 端的無線網路路由器，使所有連結上遊戲伺服器的玩家可以透過 Session 的管 理，進行多人無線網路之連線遊戲。

3. 教育方面之應用潛力：

行動裝置及無線網路功能應用，如參與研討會的教授及學生，每人人手一台 PDA 行動裝置，透過 PDA 行動裝置上的無線網路，連結至研討會所提供的伺服器，經由 伺服器下載研討會進行時程及議題的文件，供每位與會成員可在自己的 PDA 行動裝 置上瀏覽，以省去大量的文件印刷成本，並可即時的更新資料電子資料文件。同時，

與會的成員亦可透過 PDA 行動裝置的無線網路功能，送出自己預先準備或會議中輸 入的電子文件資料，經由網路路由器傳送給在場的其他人員，如此快速且方便的文 件交換及資料更新機制，將讓會議進行更有效率。

4. 商業方面之應用潛力：

民生在商業交易與消費方面最為密切，例如一個家庭的四個成員，父親如透過 PDA 行動裝置的無線網路，連結至股匯市的伺服器，將可了解今日股匯市的最新動 態，甚至透過 PDA 行動裝置達到即時線上下單的功能。母親透過 PDA 行動裝置連 結至農產運銷公司，透過無線網路瀏覽當日蔬菜水果的樣式及價錢，進而進行當日 的菜單採買，並透過即時的線上交易，完成食品的採買後，僅需等待物流業者將食 品送到家中即可。哥哥透過 PDA 行動裝置連結至體育節目的付費頻道，透過線上付 款後，即時觀看體育最新情勢播報與即時轉撥畫面。妹妹也可透過網路上精品及服 裝的各式購物網站，觀看各項精品的標示規格後，經由網路交易，購得各項精品，

如此看來，如果可以透過人手一機的 PDA 行動裝置，經由無線網路進行各項商業方 面的應用，層面應當是相當普及且可創造相當大的商業應用價值。