OpenHarmony Flutter 分布式设备发现与组网：跨设备无感连接与动态组网方案

前言

在开源鸿蒙（OpenHarmony）全场景分布式生态中，跨设备发现与组网 是实现多设备协同的基础前提。传统设备连接方案需要手动配对、配置复杂，用户体验较差；而基于开源鸿蒙的分布式设备管理服务（DDMS），结合 Flutter 的跨端交互优势，能够构建一套 "设备无感发现、一键快速组网、动态拓扑调整、断连自动重连" 的分布式设备发现与组网解决方案，赋能智能家居、移动办公、车载互联等多元协同场景。

本文聚焦分布式设备发现与组网这一核心选题，以开源鸿蒙的分布式软总线、设备发现协议为技术底座，结合 Flutter 的 UI 交互与状态管理能力，通过 "设备无感发现、一键动态组网、拓扑实时监控、断连自动重连" 四大实战场景，详解分布式设备发现与组网的实现方案。本文字数约 3000 字，包含 7 个核心代码块，技术细节丰富，适用于多设备协同类分布式应用开发。

一、分布式设备发现与组网的核心逻辑与技术底座

1.1 核心定义与创新价值

分布式设备发现与组网是指基于开源鸿蒙的分布式技术，实现多设备间的自动发现、可信连接、动态组网、拓扑管理的技术体系，核心目标是降低用户操作成本，实现多设备 "即插即用" 的无感协同，其创新价值体现在：

无感发现：支持多种协议（蓝牙、Wi-Fi、NFC）的设备自动扫描与发现，无需手动搜索；
可信组网：基于设备 DID 身份认证，实现设备间的安全可信连接，杜绝陌生设备接入；
动态拓扑：支持设备加入 / 离开网络时的拓扑结构自动更新，适配灵活多变的组网场景；
自动重连：设备断连后自动触发重连机制，保障多设备协同的连续性。

1.2 与传统设备连接方案的核心差异

特性	分布式设备发现与组网（OpenHarmony+Flutter）	传统设备连接方案
发现方式	多协议自动扫描，无感发现设备	手动搜索设备，需手动配对
连接安全性	基于 DID 身份认证，可信连接	基于 PIN 码 / 验证码，安全性低
组网灵活性	支持动态拓扑调整，设备即插即用	固定拓扑，设备增减需重新配置
断连恢复能力	自动检测断连，触发重连机制	需手动重新连接设备
核心依赖技术	分布式软总线 + 设备发现协议 + Flutter 跨端交互	蓝牙 / Wi-Fi 基础协议 + 单端配置

1.3 技术底座：四大核心能力协同

开源鸿蒙分布式能力：分布式软总线提供设备间的通信通道，设备发现协议支持多协议自动扫描，分布式身份认证服务保障连接可信性；
Flutter 跨端能力 ：通过自定义组件实现设备列表展示与交互，结合Provider实现组网状态同步，支持多端 UI 风格统一；
多协议融合技术：集成蓝牙、Wi-Fi、NFC 等多种发现协议，根据场景自动切换最优协议；
拓扑管理技术：基于分布式拓扑算法，实现设备加入、离开、断连时的拓扑结构动态更新。

dart

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/// 分布式设备组网核心管理器
class DistributedNetworkManager {
  // 单例模式
  static final DistributedNetworkManager _instance = DistributedNetworkManager._internal();
  factory DistributedNetworkManager() => _instance;

  // 依赖服务
  late DeviceDiscoveryService _discoveryService;
  late DeviceConnectService _connectService;
  late NetworkTopologyService _topologyService;
  late AutoReconnectService _reconnectService;

  // 设备列表与组网状态通知器
  final ValueNotifier<List<DiscoveredDevice>> _deviceListNotifier = ValueNotifier([]);
  final ValueNotifier<NetworkState> _networkStateNotifier = ValueNotifier(NetworkState.idle);

  DistributedNetworkManager._internal() {
    _discoveryService = DeviceDiscoveryService();
    _connectService = DeviceConnectService();
    _topologyService = NetworkTopologyService();
    _reconnectService = AutoReconnectService();
  }

  // 初始化组网管理器
  Future<void> initManager() async {
    await _discoveryService.initDiscovery();
    await _topologyService.initTopology();
    // 监听设备发现事件
    _discoveryService.onDeviceDiscovered = _onDeviceDiscovered;
    // 监听组网状态变化
    _connectService.onNetworkStateChanged = _onNetworkStateChanged;
    // 监听设备断连事件
    _topologyService.onDeviceDisconnected = _onDeviceDisconnected;
  }

  // 设备发现回调
  void _onDeviceDiscovered(List<DiscoveredDevice> devices) {
    _deviceListNotifier.value = devices;
  }

  // 组网状态变化回调
  void _onNetworkStateChanged(NetworkState state) {
    _networkStateNotifier.value = state;
  }

  // 设备断连回调
  void _onDeviceDisconnected(String deviceId) {
    // 触发自动重连
    _reconnectService.startReconnect(deviceId);
    // 更新拓扑结构
    _topologyService.updateTopology();
  }

  // 启动设备发现
  Future<void> startDeviceDiscovery() async {
    await _discoveryService.startScan();
  }

  // 停止设备发现
  Future<void> stopDeviceDiscovery() async {
    await _discoveryService.stopScan();
  }

  // 发起组网请求
  Future<bool> createNetwork(List<String> deviceIds) async {
    return await _connectService.createNetwork(deviceIds);
  }

  // 获取通知器
  ValueNotifier<List<DiscoveredDevice>> get deviceListNotifier => _deviceListNotifier;
  ValueNotifier<NetworkState> get networkStateNotifier => _networkStateNotifier;
}

// 组网状态枚举
enum NetworkState { idle, scanning, connecting, connected, error }
// 设备类型枚举
enum DeviceType { phone, tablet, tv, watch, car }

二、实战场景 1：多协议设备无感发现 ------ 自动扫描与设备信息采集

2.1 场景描述

用户打开手机端的分布式协同应用，系统自动启动蓝牙、Wi-Fi 多协议扫描，快速发现周边的智慧屏、平板、智能手表等开源鸿蒙设备，并采集设备名称、类型、DID 等信息，在应用界面展示设备列表，实现设备的无感发现。

2.2 设备无感发现实现

dart

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/// 设备发现服务
class DeviceDiscoveryService {
  // 鸿蒙设备发现服务方法通道
  final MethodChannel _methodChannel = const MethodChannel("distributed_device_discovery");
  // 设备发现回调
  Function(List<DiscoveredDevice>)? onDeviceDiscovered;
  // 当前扫描状态
  bool _isScanning = false;

  // 初始化发现服务
  Future<void> initDiscovery() async {
    await _methodChannel.invokeMethod("initDiscovery", {
      "protocols": ["bluetooth", "wifi", "nfc"],
      "filter": "openharmony_device"
    });
    // 监听设备发现事件
    const EventChannel eventChannel = EventChannel("device_discovered_event");
    eventChannel.receiveBroadcastStream().listen((event) {
      if (!_isScanning) return;
      final devices = (event as List).map((e) => DiscoveredDevice(
        deviceId: e["deviceId"],
        deviceName: e["deviceName"],
        deviceType: DeviceType.values.firstWhere((t) => t.name == e["deviceType"]),
        deviceDid: e["deviceDid"],
        signalStrength: e["signalStrength"],
        isTrusted: e["isTrusted"]
      )).toList();
      onDeviceDiscovered?.call(devices);
    });
  }

  // 启动扫描
  Future<void> startScan() async {
    if (_isScanning) return;
    await _methodChannel.invokeMethod("startScan");
    _isScanning = true;
  }

  // 停止扫描
  Future<void> stopScan() async {
    if (!_isScanning) return;
    await _methodChannel.invokeMethod("stopScan");
    _isScanning = false;
  }
}

/// 发现的设备模型
class DiscoveredDevice {
  final String deviceId;
  final String deviceName;
  final DeviceType deviceType;
  final String deviceDid;
  final int signalStrength;
  final bool isTrusted;

  DiscoveredDevice({
    required this.deviceId,
    required this.deviceName,
    required this.deviceType,
    required this.deviceDid,
    required this.signalStrength,
    required this.isTrusted
  });
}

2.3 Flutter 设备发现组件封装

dart

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/// 设备发现与列表展示组件
class DeviceDiscoveryWidget extends StatefulWidget {
  const DeviceDiscoveryWidget({super.key});

  @override
  State<DeviceDiscoveryWidget> createState() => _DeviceDiscoveryWidgetState();
}

class _DeviceDiscoveryWidgetState extends State<DeviceDiscoveryWidget> {
  final DistributedNetworkManager _networkManager = DistributedNetworkManager();
  List<DiscoveredDevice> _deviceList = [];
  NetworkState _networkState = NetworkState.idle;
  bool _isScanning = false;

  @override
  void initState() {
    super.initState();
    _networkManager.initManager();
    // 监听设备列表变化
    _networkManager.deviceListNotifier.addListener(() {
      setState(() {
        _deviceList = _networkManager.deviceListNotifier.value;
      });
    });
    // 监听组网状态变化
    _networkManager.networkStateNotifier.addListener(() {
      setState(() {
        _networkState = _networkManager.networkStateNotifier.value;
        _isScanning = _networkState == NetworkState.scanning;
      });
    });
  }

  // 切换扫描状态
  Future<void> _toggleScan() async {
    if (_isScanning) {
      await _networkManager.stopDeviceDiscovery();
    } else {
      await _networkManager.startDeviceDiscovery();
    }
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Column(
      children: [
        ElevatedButton(
          onPressed: _toggleScan,
          child: Text(_isScanning ? "停止扫描" : "开始扫描设备"),
        ),
        const SizedBox(height: 16),
        Text("当前状态: ${_networkState.name}"),
        const SizedBox(height: 16),
        Expanded(
          child: _deviceList.isEmpty
              ? const Center(child: Text("暂无发现设备"))
              : ListView.builder(
                  itemCount: _deviceList.length,
                  itemBuilder: (context, index) {
                    final device = _deviceList[index];
                    return ListTile(
                      leading: _getDeviceIcon(device.deviceType),
                      title: Text(device.deviceName),
                      subtitle: Column(
                        crossAxisAlignment: CrossAxisAlignment.start,
                        children: [
                          Text("设备ID: ${device.deviceId.substring(0, 8)}..."),
                          Text("信号强度: ${device.signalStrength}%"),
                        ],
                      ),
                      trailing: device.isTrusted
                          ? const Icon(Icons.check_circle, color: Colors.green)
                          : const Icon(Icons.warning, color: Colors.orange),
                      onTap: () => _showDeviceDetail(device),
                    );
                  },
                ),
        ),
      ],
    );
  }

  // 根据设备类型获取图标
  Widget _getDeviceIcon(DeviceType type) {
    switch (type) {
      case DeviceType.phone:
        return const Icon(Icons.phone_android);
      case DeviceType.tablet:
        return const Icon(Icons.tablet_android);
      case DeviceType.tv:
        return const Icon(Icons.tv);
      case DeviceType.watch:
        return const Icon(Icons.watch);
      case DeviceType.car:
        return const Icon(Icons.car_crash);
      default:
        return const Icon(Icons.device_unknown);
    }
  }

  // 展示设备详情
  void _showDeviceDetail(DiscoveredDevice device) {
    showDialog(
      context: context,
      builder: (context) => AlertDialog(
        title: Text(device.deviceName),
        content: Column(
          mainAxisSize: MainAxisSize.min,
          children: [
            Text("设备类型: ${device.deviceType.name}"),
            Text("设备DID: ${device.deviceDid.substring(0, 10)}..."),
            Text("是否可信: ${device.isTrusted ? "是" : "否"}"),
          ],
        ),
        actions: [
          TextButton(
            onPressed: () => Navigator.pop(context),
            child: const Text("关闭"),
          ),
        ],
      ),
    );
  }
}

2.4 核心亮点

支持蓝牙、Wi-Fi、NFC 多协议融合扫描，根据设备距离自动切换最优发现协议；
采集设备完整信息（名称、类型、DID、信号强度），并标记可信状态，便于用户识别；
设备列表支持点击查看详情，交互体验友好；
扫描状态与组网状态实时联动，UI 反馈及时。

三、实战场景 2：一键动态组网 ------ 可信设备快速组建分布式网络

3.1 场景描述

用户在设备列表中勾选需要协同的智慧屏、平板设备，点击 "一键组网" 按钮，系统基于设备 DID 完成身份认证，快速建立可信分布式网络，组网成功后自动更新拓扑结构，在界面展示当前组网设备。

3.2 一键动态组网实现

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/// 设备连接服务
class DeviceConnectService {
  // 鸿蒙设备连接服务方法通道
  final MethodChannel _methodChannel = const MethodChannel("distributed_device_connect");
  // 组网状态回调
  Function(NetworkState)? onNetworkStateChanged;

  // 初始化连接服务
  Future<void> initConnect() async {
    await _methodChannel.invokeMethod("initConnect");
    // 监听连接状态事件
    const EventChannel eventChannel = EventChannel("network_state_event");
    eventChannel.receiveBroadcastStream().listen((event) {
      final state = NetworkState.values[event["state"]];
      onNetworkStateChanged?.call(state);
    });
  }

  // 创建分布式网络
  Future<bool> createNetwork(List<String> deviceIds) async {
    onNetworkStateChanged?.call(NetworkState.connecting);
    final result = await _methodChannel.invokeMethod("createNetwork", {
      "deviceIds": deviceIds,
      "authType": "did_auth"
    });
    if (result) {
      onNetworkStateChanged?.call(NetworkState.connected);
    } else {
      onNetworkStateChanged?.call(NetworkState.error);
    }
    return result;
  }

  // 加入分布式网络
  Future<bool> joinNetwork(String networkId) async {
    onNetworkStateChanged?.call(NetworkState.connecting);
    final result = await _methodChannel.invokeMethod("joinNetwork", {"networkId": networkId});
    if (result) {
      onNetworkStateChanged?.call(NetworkState.connected);
    } else {
      onNetworkStateChanged?.call(NetworkState.error);
    }
    return result;
  }

  // 退出分布式网络
  Future<bool> leaveNetwork() async {
    final result = await _methodChannel.invokeMethod("leaveNetwork");
    if (result) {
      onNetworkStateChanged?.call(NetworkState.idle);
    }
    return result;
  }
}

/// 网络拓扑服务
class NetworkTopologyService {
  // 鸿蒙拓扑服务方法通道
  final MethodChannel _methodChannel = const MethodChannel("distributed_network_topology");
  // 设备断连回调
  Function(String)? onDeviceDisconnected;
  // 当前拓扑结构
  NetworkTopology? _currentTopology;

  // 初始化拓扑服务
  Future<void> initTopology() async {
    await _methodChannel.invokeMethod("initTopology");
    // 监听设备断连事件
    const EventChannel eventChannel = EventChannel("device_disconnect_event");
    eventChannel.receiveBroadcastStream().listen((event) {
      final deviceId = event["deviceId"];
      onDeviceDisconnected?.call(deviceId);
    });
  }

  // 获取当前拓扑结构
  Future<NetworkTopology?> getCurrentTopology() async {
    final result = await _methodChannel.invokeMethod("getTopology");
    if (result == null) return null;
    _currentTopology = NetworkTopology(
      networkId: result["networkId"],
      masterDeviceId: result["masterDeviceId"],
      slaveDeviceIds: List<String>.from(result["slaveDeviceIds"]),
      createTime: result["createTime"],
    );
    return _currentTopology;
  }

  // 更新拓扑结构
  Future<void> updateTopology() async {
    await getCurrentTopology();
  }
}

/// 网络拓扑模型
class NetworkTopology {
  final String networkId;
  final String masterDeviceId;
  final List<String> slaveDeviceIds;
  final int createTime;

  NetworkTopology({
    required this.networkId,
    required this.masterDeviceId,
    required this.slaveDeviceIds,
    required this.createTime,
  });
}

3.3 Flutter 一键组网组件封装

dart

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/// 一键动态组网组件
class OneClickNetworkingWidget extends StatefulWidget {
  const OneClickNetworkingWidget({super.key});

  @override
  State<OneClickNetworkingWidget> createState() => _OneClickNetworkingWidgetState();
}

class _OneClickNetworkingWidgetState extends State<OneClickNetworkingWidget> {
  final DistributedNetworkManager _networkManager = DistributedNetworkManager();
  final NetworkTopologyService _topologyService = NetworkTopologyService();
  List<DiscoveredDevice> _deviceList = [];
  final List<String> _selectedDeviceIds = [];
  NetworkTopology? _currentTopology;

  @override
  void initState() {
    super.initState();
    _networkManager.initManager();
    _topologyService.initTopology();
    // 监听设备列表变化
    _networkManager.deviceListNotifier.addListener(() {
      setState(() {
        _deviceList = _networkManager.deviceListNotifier.value;
      });
    });
  }

  // 切换设备选择状态
  void _toggleDeviceSelection(String deviceId) {
    setState(() {
      if (_selectedDeviceIds.contains(deviceId)) {
        _selectedDeviceIds.remove(deviceId);
      } else {
        _selectedDeviceIds.add(deviceId);
      }
    });
  }

  // 一键创建网络
  Future<void> _createNetwork() async {
    if (_selectedDeviceIds.isEmpty) {
      ScaffoldMessenger.of(context).showSnackBar(
        const SnackBar(content: Text("请选择至少一台设备")),
      );
      return;
    }
    final success = await _networkManager.createNetwork(_selectedDeviceIds);
    if (success) {
      _currentTopology = await _topologyService.getCurrentTopology();
      setState(() {});
      ScaffoldMessenger.of(context).showSnackBar(
        const SnackBar(content: Text("组网成功")),
      );
    } else {
      ScaffoldMessenger.of(context).showSnackBar(
        const SnackBar(content: Text("组网失败，请重试")),
      );
    }
  }

  // 退出网络
  Future<void> _leaveNetwork() async {
    final connectService = DeviceConnectService();
    await connectService.leaveNetwork();
    setState(() {
      _currentTopology = null;
      _selectedDeviceIds.clear();
    });
    ScaffoldMessenger.of(context).showSnackBar(
      const SnackBar(content: Text("已退出网络")),
    );
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Column(
      children: [
        if (_currentTopology == null)
          Expanded(
            child: _deviceList.isEmpty
                ? const Center(child: Text("请先扫描设备"))
                : ListView.builder(
                    itemCount: _deviceList.length,
                    itemBuilder: (context, index) {
                      final device = _deviceList[index];
                      final isSelected = _selectedDeviceIds.contains(device.deviceId);
                      return CheckboxListTile(
                        value: isSelected,
                        onChanged: (value) => _toggleDeviceSelection(device.deviceId),
                        title: Text(device.deviceName),
                        subtitle: Text("设备类型: ${device.deviceType.name}"),
                        secondary: _getDeviceIcon(device.deviceType),
                      );
                    },
                  ),
          )
        else
          Expanded(
            child: Column(
              children: [
                Text("网络ID: ${_currentTopology!.networkId.substring(0, 10)}..."),
                Text("主设备ID: ${_currentTopology!.masterDeviceId.substring(0, 8)}..."),
                const SizedBox(height: 16),
                const Text("组网设备列表:"),
                Expanded(
                  child: ListView.builder(
                    itemCount: _currentTopology!.slaveDeviceIds.length,
                    itemBuilder: (context, index) {
                      final deviceId = _currentTopology!.slaveDeviceIds[index];
                      final device = _deviceList.firstWhere(
                        (d) => d.deviceId == deviceId,
                        orElse: () => DiscoveredDevice(
                          deviceId: deviceId,
                          deviceName: "未知设备",
                          deviceType: DeviceType.phone,
                          deviceDid: "",
                          signalStrength: 0,
                          isTrusted: false
                        )
                      );
                      return ListTile(
                        leading: _getDeviceIcon(device.deviceType),
                        title: Text(device.deviceName),
                        subtitle: Text("设备ID: ${deviceId.substring(0, 8)}..."),
                      );
                    },
                  ),
                ),
              ],
            ),
          ),
        const SizedBox(height: 16),
        if (_currentTopology == null)
          ElevatedButton(
            onPressed: _createNetwork,
            child: const Text("一键组网"),
          )
        else
          ElevatedButton(
            onPressed: _leaveNetwork,
            style: ElevatedButton.styleFrom(backgroundColor: Colors.red),
            child: const Text("退出网络"),
          ),
      ],
    );
  }

  // 获取设备图标
  Widget _getDeviceIcon(DeviceType type) {
    switch (type) {
      case DeviceType.phone:
        return const Icon(Icons.phone_android);
      case DeviceType.tablet:
        return const Icon(Icons.tablet_android);
      case DeviceType.tv:
        return const Icon(Icons.tv);
      case DeviceType.watch:
        return const Icon(Icons.watch);
      case DeviceType.car:
        return const Icon(Icons.car_crash);
      default:
        return const Icon(Icons.device_unknown);
    }
  }
}

3.4 核心亮点

基于设备 DID 身份认证，确保组网设备的可信性，杜绝陌生设备接入；
支持勾选多台设备一键组网，操作简单便捷；
组网成功后自动展示网络拓扑信息，包括网络 ID、主设备、从设备列表；
提供退出网络功能，支持灵活解散分布式网络。

四、实战场景 3：网络拓扑实时监控 ------ 动态展示组网设备状态

4.1 场景描述

分布式网络组建完成后，用户可在应用界面查看实时拓扑结构，包括主设备、从设备的在线状态。当平板设备主动断开连接时，拓扑结构自动更新，平板设备状态标记为 "离线"；当平板重新上线后，拓扑结构再次更新，状态标记为 "在线"。

4.2 拓扑实时监控实现

dart

复制代码

/// 拓扑监控服务
class TopologyMonitorService {
  final NetworkTopologyService _topologyService = NetworkTopologyService();
  // 拓扑变化回调
  Function(NetworkTopology?)? onTopologyChanged;
  // 定时器，定时获取拓扑结构
  Timer? _timer;

  // 启动拓扑监控
  Future<void> startMonitor({int interval = 2000}) async {
    await _topologyService.initTopology();
    _timer = Timer.periodic(Duration(milliseconds: interval), (timer) async {
      final topology = await _topologyService.getCurrentTopology();
      onTopologyChanged?.call(topology);
    });
  }

  // 停止拓扑监控
  void stopMonitor() {
    _timer?.cancel();
  }
}

/// 设备状态服务
class DeviceStatusService {
  // 鸿蒙设备状态服务方法通道
  final MethodChannel _methodChannel = const MethodChannel("distributed_device_status");

  // 获取设备在线状态
  Future<Map<String, DeviceStatus>> getDeviceStatus(List<String> deviceIds) async {
    final result = await _methodChannel.invokeMethod("getDeviceStatus", {"deviceIds": deviceIds});
    return (result as Map<String, dynamic>).map((key, value) {
      return MapEntry(
        key,
        DeviceStatus.values.firstWhere((s) => s.name == value)
      );
    });
  }
}

// 设备状态枚举
enum DeviceStatus { online, offline, connecting }

4.3 Flutter 拓扑监控组件封装

dart

复制代码

/// 网络拓扑实时监控组件
class TopologyMonitorWidget extends StatefulWidget {
  const TopologyMonitorWidget({super.key});

  @override
  State<TopologyMonitorWidget> createState() => _TopologyMonitorWidgetState();
}

class _TopologyMonitorWidgetState extends State<TopologyMonitorWidget> {
  final TopologyMonitorService _monitorService = TopologyMonitorService();
  final DeviceStatusService _statusService = DeviceStatusService();
  NetworkTopology? _currentTopology;
  Map<String, DeviceStatus> _deviceStatusMap = {};

  @override
  void initState() {
    super.initState();
    // 启动拓扑监控，间隔2秒
    _monitorService.startMonitor(interval: 2000);
    _monitorService.onTopologyChanged = _onTopologyChanged;
  }

  // 拓扑变化回调
  Future<void> _onTopologyChanged(NetworkTopology? topology) async {
    if (topology == null) {
      setState(() {
        _currentTopology = null;
        _deviceStatusMap = {};
      });
      return;
    }
    setState(() {
      _currentTopology = topology;
    });
    // 获取设备状态
    final deviceIds = [topology.masterDeviceId, ...topology.slaveDeviceIds];
    final statusMap = await _statusService.getDeviceStatus(deviceIds);
    setState(() {
      _deviceStatusMap = statusMap;
    });
  }

  @override
  void dispose() {
    _monitorService.stopMonitor();
    super.dispose();
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return _currentTopology == null
        ? const Center(child: Text("当前无可用网络拓扑"))
        : Column(
            children: [
              const Text(
                "分布式网络拓扑结构",
                style: TextStyle(fontSize: 18, fontWeight: FontWeight.bold),
              ),
              const SizedBox(height: 16),
              // 主设备展示
              _buildDeviceNode(
                "主设备",
                _currentTopology!.masterDeviceId,
                _deviceStatusMap[_currentTopology!.masterDeviceId] ?? DeviceStatus.offline
              ),
              const SizedBox(height: 24),
              const Text(
                "从设备列表",
                style: TextStyle(fontSize: 16, fontWeight: FontWeight.w500),
              ),
              const SizedBox(height: 8),
              // 从设备列表
              Expanded(
                child: ListView.builder(
                  itemCount: _currentTopology!.slaveDeviceIds.length,
                  itemBuilder: (context, index) {
                    final deviceId = _currentTopology!.slaveDeviceIds[index];
                    final status = _deviceStatusMap[deviceId] ?? DeviceStatus.offline;
                    return _buildDeviceNode(
                      "从设备${index+1}",
                      deviceId,
                      status
                    );
                  },
                ),
              ),
            ],
          );
  }

  // 构建设备节点Widget
  Widget _buildDeviceNode(String title, String deviceId, DeviceStatus status) {
    Color statusColor;
    String statusText;
    switch (status) {
      case DeviceStatus.online:
        statusColor = Colors.green;
        statusText = "在线";
        break;
      case DeviceStatus.offline:
        statusColor = Colors.red;
        statusText = "离线";
        break;
      case DeviceStatus.connecting:
        statusColor = Colors.orange;
        statusText = "连接中";
        break;
    }
    return Card(
      margin: const EdgeInsets.symmetric(vertical: 4, horizontal: 16),
      child: Padding(
        padding: const EdgeInsets.all(12),
        child: Row(
          mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.spaceBetween,
          children: [
            Column(
              crossAxisAlignment: CrossAxisAlignment.start,
              children: [
                Text(title),
                Text("设备ID: ${deviceId.substring(0, 8)}..."),
              ],
            ),
            Container(
              padding: const EdgeInsets.symmetric(horizontal: 8, vertical: 4),
              decoration: BoxDecoration(
                color: statusColor.withOpacity(0.2),
                borderRadius: BorderRadius.circular(4),
              ),
              child: Text(
                statusText,
                style: TextStyle(color: statusColor, fontWeight: FontWeight.bold),
              ),
            ),
          ],
        ),
      ),
    );
  }
}

4.4 核心亮点

支持定时获取拓扑结构，默认 2 秒刷新一次，间隔可灵活配置；
实时展示设备在线状态，不同状态用不同颜色标记，直观易懂；
区分主设备与从设备，清晰展示分布式网络的层级结构；
组件销毁时自动停止监控，避免资源浪费。

五、实战场景 4：断连自动重连 ------ 设备异常断连后快速恢复连接

5.1 场景描述

分布式网络中的智慧屏设备因网络波动意外断连，系统自动检测到断连事件，触发自动重连机制，在界面显示 "智慧屏正在重连..."，重连成功后更新设备状态为 "在线"，保障多设备协同任务不中断。

5.2 断连自动重连实现

dart

复制代码

/// 自动重连服务
class AutoReconnectService {
  // 鸿蒙重连服务方法通道
  final MethodChannel _methodChannel = const MethodChannel("distributed_auto_reconnect");
  // 最大重连次数
  final int _maxReconnectCount = 5;
  // 重连间隔（毫秒）
  final int _reconnectInterval = 3000;

  // 启动自动重连
  Future<void> startReconnect(String deviceId) async {
    int retryCount = 0;
    while (retryCount < _maxReconnectCount) {
      retryCount++;
      final success = await _methodChannel.invokeMethod("reconnectDevice", {"deviceId": deviceId});
      if (success) {
        // 重连成功，更新拓扑
        final topologyService = NetworkTopologyService();
        await topologyService.updateTopology();
        return;
      }
      // 等待重连间隔
      await Future.delayed(Duration(milliseconds: _reconnectInterval));
    }
    // 重连失败，通知用户
    _onReconnectFailed(deviceId);
  }

  // 重连失败回调
  void _onReconnectFailed(String deviceId) {
    // 可通过事件通知上层UI
    const EventChannel eventChannel = EventChannel("reconnect_failed_event");
    eventChannel.receiveBroadcastStream().add({"deviceId": deviceId});
  }
}

5.3 Flutter 自动重连组件封装

dart

复制代码

/// 断连自动重连组件
class AutoReconnectWidget extends StatefulWidget {
  final String deviceId;
  final String deviceName;
  const AutoReconnectWidget({
    super.key,
    required this.deviceId,
    required this.deviceName
  });

  @override
  State<AutoReconnectWidget> createState() => _AutoReconnectWidgetState();
}

class _AutoReconnectWidgetState extends State<AutoReconnectWidget> {
  final AutoReconnectService _reconnectService = AutoReconnectService();
  final DeviceStatusService _statusService = DeviceStatusService();
  DeviceStatus _deviceStatus = DeviceStatus.online;
  bool _isReconnecting = false;
  int _retryCount = 0;

  @override
  void initState() {
    super.initState();
    // 监听重连失败事件
    const EventChannel eventChannel = EventChannel("reconnect_failed_event");
    eventChannel.receiveBroadcastStream().listen((event) {
      if (event["deviceId"] == widget.deviceId) {
        setState(() {
          _isReconnecting = false;
          _deviceStatus = DeviceStatus.offline;
          _retryCount = 0;
        });
        ScaffoldMessenger.of(context).showSnackBar(
          SnackBar(content: Text("${widget.deviceName}重连失败")),
        );
      }
    });
    // 定时获取设备状态
    Timer.periodic(const Duration(seconds: 1), (timer) async {
      if (!_isReconnecting) return;
      final statusMap = await _statusService.getDeviceStatus([widget.deviceId]);
      final status = statusMap[widget.deviceId] ?? DeviceStatus.offline;
      if (status == DeviceStatus.online) {
        setState(() {
          _isReconnecting = false;
          _deviceStatus = DeviceStatus.online;
          _retryCount = 0;
        });
        ScaffoldMessenger.of(context).showSnackBar(
          SnackBar(content: Text("${widget.deviceName}重连成功")),
        );
      }
    });
  }

  // 触发手动重连
  Future<void> _triggerReconnect() async {
    if (_isReconnecting) return;
    setState(() {
      _isReconnecting = true;
      _deviceStatus = DeviceStatus.connecting;
      _retryCount = 1;
    });
    await _reconnectService.startReconnect(widget.deviceId);
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return ListTile(
      leading: _getDeviceIcon(),
      title: Text(widget.deviceName),
      subtitle: _isReconnecting
          ? Text("正在重连 (${_retryCount}/${_reconnectService._maxReconnectCount})")
          : Text("当前状态: ${_deviceStatus.name}"),
      trailing: _deviceStatus == DeviceStatus.offline
          ? ElevatedButton(
              onPressed: _triggerReconnect,
              child: const Text("手动重连"),
            )
          : _getStatusIcon(),
    );
  }

  // 获取设备图标
  Widget _getDeviceIcon() {
    return const Icon(Icons.devices);
  }

  // 获取状态图标
  Widget _getStatusIcon() {
    switch (_deviceStatus) {
      case DeviceStatus.online:
        return const Icon(Icons.check_circle, color: Colors.green);
      case DeviceStatus.offline:
        return const Icon(Icons.error, color: Colors.red);
      case DeviceStatus.connecting:
        return const CircularProgressIndicator(size: 20);
    }
  }
}

5.4 核心亮点

支持最大重连次数与重连间隔配置，避免无限重连占用资源；
实时展示重连进度，包括当前重试次数；
提供手动重连按钮，用户可主动触发重连；
重连成功 / 失败均有 SnackBar 提示，用户体验友好。

六、关键技术挑战与解决方案

6.1 技术挑战 1：多协议扫描冲突与功耗过高

问题：同时开启蓝牙、Wi-Fi 扫描会导致协议冲突，且持续扫描会增加设备功耗；
解决方案：1. 实现协议分时扫描机制，避免多协议同时工作；2. 支持扫描超时自动停止，闲置时关闭扫描功能；3. 根据设备距离动态调整扫描频率，近距离设备降低扫描频率。

6.2 技术挑战 2：设备身份认证耗时过长

问题：基于 DID 的身份认证流程复杂，导致组网速度慢，用户等待时间长；
解决方案：1. 优化 DID 认证流程，采用预认证机制，可信设备无需重复认证；2. 支持批量设备认证，一次认证多台设备；3. 认证过程在后台异步执行，不阻塞 UI 交互。

6.3 技术挑战 3：拓扑结构更新不及时

问题：设备加入 / 离开网络后，拓扑结构更新延迟，导致协同任务出错；
解决方案：1. 采用事件驱动的拓扑更新机制，设备状态变化立即触发更新；2. 优化拓扑同步算法，降低设备间的同步耗时；3. 本地缓存拓扑结构，网络异常时可基于缓存提供服务。

6.4 技术挑战 4：重连策略单一，成功率低

问题：固定重连间隔与次数的策略，在复杂网络环境下重连成功率低；
解决方案：1. 实现自适应重连策略，根据断连原因调整重连间隔；2. 支持多协议重连，蓝牙断连后尝试 Wi-Fi 重连；3. 记录重连历史，优化重连优先级。

七、常见问题（FAQ）

Q1：分布式组网是否需要所有设备都安装相同应用？

A1：不需要。只要设备支持开源鸿蒙分布式软总线协议，无需安装相同应用即可被发现；但要实现协同功能，需要设备安装支持对应能力的应用。

Q2：支持多少台设备同时组网？

A2：理论上支持无限台设备组网，实际支持数量取决于主设备的性能与网络带宽，建议组网设备不超过 20 台，以保障网络稳定性。

Q3：断连后重连会丢失之前的协同任务吗？

A3：不会。分布式任务调度服务会缓存未完成的协同任务，设备重连成功后会自动恢复任务执行，保障任务连续性。

Q4：如何将陌生设备标记为可信设备？

A4：在设备发现列表中，点击陌生设备进入详情页，通过验证码、NFC 碰一碰等方式完成认证后，即可将设备标记为可信设备，后续组网无需重复认证。

八、结语

分布式设备发现与组网是开源鸿蒙全场景分布式生态的 "入口级" 技术，它为多设备协同奠定了无感连接的基础，大幅降低了用户的操作成本。本文提出的 "多协议无感发现、一键动态组网、拓扑实时监控、断连自动重连" 四大核心方案，基于开源鸿蒙的分布式技术与 Flutter 的跨端交互优势，为开发者构建分布式设备连接层提供了完整的技术路径。

相比于传统设备连接方案，本方案的核心优势在于 **"无感" 与 "可信"**------ 通过多协议自动扫描实现设备无感发现，基于 DID 身份认证保障连接可信，支持动态拓扑调整与自动重连，实现了多设备 "即插即用" 的协同体验。在智能家居、移动办公、车载互联等场景中，该方案能够有效提升用户体验，推动分布式应用的规模化落地。

未来，随着开源鸿蒙生态的持续完善，分布式设备发现与组网技术将向 **"零配置组网" 与 "跨生态兼容"** 方向演进 ------ 结合 AI 技术实现设备意图识别，自动组建场景化网络；支持与其他物联网协议（如 MQTT、CoAP）的兼容，实现跨生态设备的互联互通。

对于开发者而言，掌握分布式设备发现与组网技术，是构建高质量全场景分布式应用的第一步。后续我们还将探讨 "场景化自动组网方案设计""跨生态设备互联实践" 等进阶主题，敬请关注！

欢迎大家加入[开源鸿蒙跨平台开发者社区](https://openharmonycrossplatform.csdn.net)，一起共建开源鸿蒙跨平台生态。