基于Android手機遠程控制的設計與實現(xiàn)

周軍

摘要：本文介紹了一款基于Android手機遠程控制電腦的軟件，終端設備采用的是Android系統(tǒng)的移動終端，利用TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)移動設備和電腦端的連接。采取了客戶端/服務器端的通信模式，實現(xiàn)了用戶在移動終端上可以隨時控制電腦，并可以發(fā)送指令給電腦，讓電腦完成相應的功能，提高了用戶的便捷性以及對電腦的可視化操作。

關鍵詞：Android；遠程控制；通信

1引言

隨著通訊技術的快速發(fā)展，手機、平板電腦等移動數(shù)字終端設備被更多的人所喜愛。已經(jīng)成為了目前人們閑暇時間娛樂的方式了。此時就需要一款能夠智能的手機來滿足人們的需要了，首先就需要一款全新的系統(tǒng)，Android系統(tǒng)是一個以Linux為基礎的開源操作系統(tǒng)，主要應用于手機系統(tǒng)的開發(fā)。結合當前計算機通訊和移動網(wǎng)絡的知識，對Android移動終端設備進行分析，可以開發(fā)出一款適合普通用戶所使用的一款軟件，通過WIFI無線網(wǎng)絡連接用戶電腦的遠程控制系統(tǒng)。

2基于Android平臺系統(tǒng)架構

Android系統(tǒng)的架構是分層的，從上到下依次分為四層5個部分：分別為是應用程序、應用程序框架、開發(fā)庫和Android運行時環(huán)境、Linux內核。對于這種分層架構的思想完全可以提高我們開發(fā)的效率，并且降低了錯誤的幾率。Android系統(tǒng)架構如圖1所示：

2.2 Android系統(tǒng)架構組成

該層為開發(fā)者提供了實際應用開發(fā)的過程中需要的很多功能需求，本系統(tǒng)所用的主要框架包括：

（1）活動管理器：實現(xiàn)控制的界面以及應用軟件的界面的跳轉。

（2）視圖系統(tǒng)：一些能被用戶察覺的組件的創(chuàng)建。

（3）資源管理器：主要管理應用程序里面不是主代碼的一些資源，比如調用的圖片，組件的ID等等。

（4）通知管理器：當程序調試過程中將警示消息傳遞給我們的開發(fā)人員便于系統(tǒng)的調試。

（5）窗口管理器：用于管理開啟的窗口程序。

2.3Android四大組件

Android應用程序是由四個組件組成的：分別為活動頁面、服務、內容提供者、廣播接收者。

在開發(fā)人員在開發(fā)Android應用程序之前，開發(fā)人員就需要深入了解Android的四大組件以及之間的聯(lián)系，Android還提供了一個工具類Intent，用戶為這四大組件之間傳遞信息，下面為我們介紹四大組件：

（1）Activity

Activity是四個組件中最常用的一個，通?；顒泳桶殡S著一個可以被用戶直觀看到的屏幕界面。在界面上顯示的活動都繼承與Activity，因此都繼承了一些Activity的一些方法，從用戶的直觀視覺上講的話，Activity就相當于程序的一個界面并且可以回應其他窗口，但是從內部的一些邏輯來講的話，一個Activity如果想保持其狀態(tài)，那么生命周期也需要思考。

（2）Service

Service是具有長生命周期并且沒有用戶界面的一種后臺服務，簡單來說，就是剝離了界面的Activity。與Activity最明顯的就是Service運行的時候用戶會感覺不到它的存在。因為它運行在后臺，但是有一點它和Activity類似，就是當Service運行的時候不會對其它的一些用戶的界面和組件的產(chǎn)生任何干擾。在一般情況下，我們?yōu)榱朔乐筍ervice對我們的主界面產(chǎn)生影響，我們的開發(fā)人員都會創(chuàng)建一個新的獨立的新線程來進行一些耗時任務。

（3）Content Provider

Content Provider在Android中主要是對數(shù)據(jù)的存取以及共享，開發(fā)的應用中的數(shù)據(jù)可以被其他組件所共享和使用。Android中另外三種數(shù)據(jù)存儲方式是1.文件系統(tǒng)，2.數(shù)據(jù)庫，3.資源文件：另外Content Provider并不能直接訪問應用內部的數(shù)據(jù)庫或者數(shù)據(jù)的文件。它只是抽象的存儲訪問方法。

（4）Broadcast Receiver

Broadcast Receiver作為第四大組件，主要完成廣播接收的監(jiān)聽注冊以及廣播的轉發(fā)，功能是監(jiān)聽系統(tǒng)內部的事件的觸發(fā)。3系統(tǒng)需求分析

目前。Android手機接入互聯(lián)網(wǎng)的方式有GPRS、3G和WIFI等等，要使手機能夠與PC進行數(shù)據(jù)交互，我們要采用WIFI連接，網(wǎng)絡傳輸使用TCP/IP協(xié)議。Android的應用程序開的發(fā)所用到的是基于Java的一套語言。Java可以對于網(wǎng)絡編程提供良好的支持，與網(wǎng)絡相關的編程都在我們的工具包內，利用java中的網(wǎng)絡編程技術即socket編程，用TCP協(xié)議進行傳輸就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的傳輸，最終來對PC的遠程控制。

本設計系統(tǒng)的主要需求如下：

（1）連接界面功能

用戶在啟動應用程序前，首先要保證PC的網(wǎng)絡正常連接，設置好手機的移動網(wǎng)絡，保證PC和手機在一個局域網(wǎng)中。用戶啟動應用程序后，首先出現(xiàn)的是連接界面。該界面主要包括查找PC，將PC返回信息顯示在界面的列表—b編輯指定PC的lP地址，包括輸入和刪除：根據(jù)連接狀態(tài)，分類顯示PC信息，顯示程序的幫助信息和退出程序。

（2）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)功能

數(shù)據(jù)庫主要是存儲管理發(fā)送廣播后PC返回的信息，包括PC的IP地址、主機名、連接狀態(tài)等。在一個家庭網(wǎng)絡中，可能有多臺同時運行著的PC，建立數(shù)據(jù)庫，能夠讓用戶自由選擇，方便用戶管理和遠程桌面功能：遠程桌面功能是能夠隨時對PC進行關機處理，能夠對電腦桌面進行實時截屏并且保存在本地.能夠在PC與手機之間自由傳輸所需要的文件以及資料。

4基于Android遠程控制C/S的設計

4.1系統(tǒng)的總體設計流程

當使用這款軟件的用戶攜帶Android智能手機打開這款我們所開發(fā)的應用程序的時候。手機端連入和PC在同一個網(wǎng)絡段的網(wǎng)絡，在手機的連接界面輸入要遠程控制的電腦的IP地址以及端口號，此時Android手機與電腦之間通過Socket通信，就可以完成兩者之間的數(shù)據(jù)交互以及其他所需要完成的功能，手機與電腦如何通信圖2所示：

4.2數(shù)據(jù)交互網(wǎng)絡協(xié)議

實現(xiàn)PC機與網(wǎng)絡之間的通信在移動終端網(wǎng)絡，開發(fā)人員首先必須要先解決如何搜索并且連接到同一個網(wǎng)絡中的主機，當連接到指定主機之后，采用哪種傳輸協(xié)議進行數(shù)據(jù)的傳輸。在TCP/IP這類協(xié)議。IP層主要給在這個網(wǎng)絡段的網(wǎng)絡上的每臺計算機分配一個IP地址，這些計算機就可以在這個局域網(wǎng)中進行通信了，并且每個IP地址都唯一的對應著Internet上的每個主機。從傳輸層的數(shù)據(jù)包傳輸IP數(shù)據(jù)報的處理請求，包到IP。通過路由轉發(fā)。選擇適當?shù)木W(wǎng)絡路徑。將數(shù)據(jù)報告給相應的網(wǎng)絡主機接口。在網(wǎng)絡上傳輸?shù)姆绞骄幊?，Android提供了一個特殊的API接口，用戶不需要關心網(wǎng)絡層是如何包裝和處理數(shù)據(jù)。本文所設計的遠程控制系統(tǒng)，客戶端與服務器數(shù)據(jù)通信的基礎是采用TCP協(xié)議和UDP協(xié)議。Socket有兩種通信方式：基于TCP協(xié)議的通信方式和基于UDP協(xié)議的通信方式。兩種通信方式都能完成網(wǎng)絡數(shù)據(jù)交互，但是發(fā)送方和接收方所使用的協(xié)議要求一致。從下圖中可以看出，應用程序中通過Socket進行網(wǎng)絡傳輸，在網(wǎng)絡層上，通過口協(xié)議，封裝處理數(shù)據(jù)，在通信信道中進行數(shù)據(jù)傳輸。在傳輸層上?？梢圆捎肨CP或者UDP。但是要求通信雙方采取的協(xié)議要一致。下圖3為Socket通信模型：

4.3服務端的研究

服務器端是Android的一個Service程序，隨著用戶開啟運行在PC上的服務器端而自動啟動，始終在后臺運行，設置好特定的端口號，監(jiān)聽客戶端發(fā)送過來的請求，然后進行連接.根據(jù)客戶端發(fā)過來的不同數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析處理之后，從而完成特定功能模塊的響應，下面給出了服務器功能模塊劃分。

（1）端口監(jiān)聽

端口監(jiān)聽模塊的主要作用是接收客戶端發(fā)送過來的廣播，并按照要求返回服務器相關信息。android服務器對系統(tǒng)后臺運行綁定到特定的口。監(jiān)測客戶的要求。當接收到客戶端廣播消息時。反饋消息。返回當前服務器的IP地址，主機名，連接狀態(tài)信息等等，從而進行連接。

（2）事件處理

服務器采用基于回調的事件。服務器端通過TCP傳輸協(xié)議接收客戶端發(fā)送過來的按鍵事件。通過對數(shù)據(jù)的解析，獲取事件類型。然后轉交給事件處理器。處理器將事件壓入事件棧，通過系統(tǒng)回調，完成此次事件的相應。以完成相應的功能。

（3）遠程桌面功能

服務器遠程桌面主要是完成電腦桌面的截屏、圖片的保存以及發(fā)送。讀取framebuffer來獲取系統(tǒng)顯示信息的數(shù)據(jù)，轉換成圖片文件。最后要讀寫framebuffer的內存，必須首先要打開framebuffer設備，獲取顯示設備的信息，如圖片的信息、像素的數(shù)據(jù)量等等。最后將framebuffer內存中的數(shù)據(jù)映射到用戶進程空間，轉換成我們手機能夠支持的圖片格式，發(fā)送到客戶端。

4.4客戶端的研究

客戶端主要負責發(fā)送指令給我們的服務器端讓其完成相應的功能，首先和服務器端進行連接，然后就可以在兩者之間進行數(shù)據(jù)的傳輸和一些其他的交互，在本次客戶端的結構中我們使用的當前比較流行的MVC模型，能夠將我們的客戶端更加的清晰明了。在本文中，View是連接界面、鍵盤界面、鼠標功能界面和遠程桌面界面的圖形設計。Model是指數(shù)據(jù)庫、鼠標功能模塊、鍵盤和遠程桌面功能模塊的具體代碼的實現(xiàn)。Controller是控制用戶界面的跳轉和完成各個功能模塊的調用。

客戶端的整個系統(tǒng)框架可以自上而下分為三層。最上面一層主要是實現(xiàn)客戶端與用戶的交互，包括用戶登錄連接服務器、發(fā)送控制指令信息、鼠標的滑動操作以及服務器截屏后所得到的圖片在客戶端的顯示。第二層是數(shù)據(jù)處理層，主要是對獲取控制指令后，提取指令有用信息，在指令發(fā)送前進行發(fā)送排序；獲取鼠標路徑，將路徑坐標按照鼠標滑動時間進行循環(huán)發(fā)送：處理服務器的返回數(shù)據(jù)的信息，比如服務器IP信息和圖片的傳輸?shù)?這些信息將封裝在報文中發(fā)給手機的客戶端，這時候客戶端就知道了服務器的地址以及一些其他的信息，這時候我們用戶者就可以輸入服務器的IP地址來進行連接服務器端，發(fā)送相應的指令給服務器端。最下面一層是將發(fā)送數(shù)據(jù)的不同，采用不同的網(wǎng)絡協(xié)議，對數(shù)據(jù)進行封包發(fā)送。在客戶端系統(tǒng)，用戶界面和功能模塊，以簡化程序的復雜度，簡化后續(xù)程序的修改和擴展，采用MVC模式的設計思想，程序結構更直觀。

5系統(tǒng)測試

該系統(tǒng)是在PC遠程控制軟件開發(fā)的Android平臺，用戶可以使用Android手機中安裝的應用程序。通過家庭局域網(wǎng)上的WlFI連接到同一WlFI下的電腦?？蛻舳税l(fā)送請求到服務器，接收服務器響應后，采取了不同的方式。從而實現(xiàn)手機遠程控制電腦的目的，實現(xiàn)用手機控制電腦的功能。本文設計的遠程控制系統(tǒng)的功能測試主要分為連接界面測試、主界面：實現(xiàn)遠程對電腦關機，對電腦截屏，文件的傳輸。

5.1連接界面測試

連接界面主要功能是輸入ip地址以及端口號搜尋同一WlFI下的PC，連接成功后進入主菜單界面，下面為詳細的服務器端和客戶端連接界面演示

5.1.1服務器端界面

5.1.2客戶端端界面

5.2主菜單界面測試

（1）實現(xiàn)遠程對電腦關機

點擊手機上的關機按鈕，電腦上會出現(xiàn)注銷提示，隨后PC自行關機。

（2）對電腦截屏

點擊截屏按鈕，能夠實時的對電腦進行截屏，在底下賦予時間，并且可以對截屏下的圖片進行保存。

（3）文件的傳輸

選擇電腦上的文件，能夠實現(xiàn)從PC端傳輸?shù)桨沧渴謾C上。

6總結

Android這種開源的系統(tǒng)，經(jīng)過多年的發(fā)展與探索，替代了以前“塞班系統(tǒng)”，如今作為一種主流的移動終端開發(fā)系統(tǒng)，其應用開發(fā)不僅僅局限于智能手機，Android與其他終端通信就是其擴展應用之一。在本次課題中充分運用了當前非常先進的計算機相關的知識，設計開發(fā)出了一款手機遠程控制軟件。能夠使用戶不在電腦旁依舊能夠對電腦進行遠程操作的功能，并且實現(xiàn)簡單的文件管理。

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