引言

    隨著智能系統(tǒng)的高速發(fā)展和智能移動終端的普及，在政府部門和企事業(yè)單位,，員工使用Android系統(tǒng)的智能終端(包括手機和平板電腦)辦公越來越多,，利用網(wǎng)絡(luò)對移動終端進行控制和管理，十分必要,，目前的遠程控制大多基于應(yīng)用層實現(xiàn),，只能對特定的一些應(yīng)用或者上層的一些權(quán)限進行管理和控制，不能對Android終端實現(xiàn)真正意義上的完全控制,。另外,，這些遠程控制只是基于單個網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)，不能保證遠程控制的穩(wěn)定實現(xiàn),。
本文研究的這種控制系統(tǒng),，可以采用多種網(wǎng)絡(luò)進行通信,，包括WiFi、GPRS和GSM三種網(wǎng)絡(luò),。利用Android底層基于Linux系統(tǒng)實現(xiàn)的特性,，在Linux底層建立一個Agent，獲取系統(tǒng)簽名,，能夠執(zhí)行需要獲取到root權(quán)限的shell命令,，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的完全控制。

1 無線遠程控制系統(tǒng)構(gòu)架
    基于多網(wǎng)絡(luò)(GPRS,、WiFi,、GSM)進行通信、通過Linux代理實現(xiàn)操作的無線遠程控制系統(tǒng),，主要對多種網(wǎng)絡(luò)通信方式進行適應(yīng)性設(shè)計,，以及對Android智能終端的系統(tǒng)設(shè)置、文件系統(tǒng)以及設(shè)備進行控制,。
系統(tǒng)基本功能包括：自動注冊,、發(fā)送消息、發(fā)送文件,、管理應(yīng)用程序,、發(fā)送shell命令控制設(shè)備等。
基于Linux代理的Android智能終端無線遠程控制系統(tǒng)主要由3部分組成：控制端,、被控終端和通信網(wǎng)絡(luò),。系統(tǒng)的架構(gòu)圖如圖1所示。

2 無線遠程控制系統(tǒng)設(shè)計
2．1 多網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計
    Android智能終端目前支持的網(wǎng)絡(luò)有：GPRS無線網(wǎng)絡(luò)和WiFi無線網(wǎng)絡(luò),。WiFi無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點是網(wǎng)速快,，缺點是有范圍和信號強度的要求。而GPRS的優(yōu)缺點和WiFi無線網(wǎng)絡(luò)正好相反,。目前,，GPRS的2G網(wǎng)絡(luò)傳輸速率在50 kb／s左右，3G網(wǎng)絡(luò)速度更快,，如果采用WiFi網(wǎng)絡(luò)接入到Internet,，速度甚至可以達到1 Mb／s。速度上完全可以達到遠程控制中傳輸命令的速率要求,。
   本系統(tǒng)采用多網(wǎng)絡(luò)方式：優(yōu)先選擇WiFi無線網(wǎng)絡(luò),，其次采用GPRS網(wǎng)絡(luò)，最后采用GSM發(fā)送短消息控制,。采用WiFi無線網(wǎng)絡(luò)和GPRS網(wǎng)絡(luò)的時候,，Android終端之間通過Socket進行通信。
   如果該系統(tǒng)只是應(yīng)用在局域網(wǎng)內(nèi)，就只能使用WiFi無線網(wǎng)絡(luò),；如果應(yīng)用在遠程或者廣域網(wǎng)上,，就可以使用WiFi無線網(wǎng)絡(luò)和GPRS網(wǎng)絡(luò)兩者相結(jié)合的方式；如果沒有WiFi和GPRS,，才使用GSM網(wǎng)絡(luò),。
     在廣域網(wǎng)內(nèi)使用時，當被控終靖啟動系統(tǒng)的時候,，會采用UDP方式向廣域網(wǎng)發(fā)送登錄廣播,，或者采用TCP協(xié)議向特定的控制端IP發(fā)送注冊信息?？刂贫私邮盏叫畔⒑?，注冊到本機，然后通過TCP方式發(fā)送控制命令進行遠程控制,。
在沒有WiFi和GPRS的情況下,，也可以采用GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送短消息命令進行一些簡單的控制操作，例如：打開WiFi,、打開GPRS網(wǎng)絡(luò)等,，使其可以使用上述兩種網(wǎng)絡(luò)進行控制。使用GSM網(wǎng)絡(luò)的前提條件是需要知道被控終端的SIM號碼,。

2. 2 控制端設(shè)計
   Android控制端在使用WiFi和GPRS網(wǎng)絡(luò)時,，通過Socket進行通信,，可以實現(xiàn)全部的命令,；在使用GSM網(wǎng)絡(luò)時，通過短消息發(fā)送命令進行控制,，只能發(fā)送部分操作指令,，不能進行的操作包括發(fā)送文件、應(yīng)用程序等需要通過IP地址進行通信的操作,。
    Sqlite數(shù)據(jù)庫保存被控終端的信息數(shù)據(jù)和操作日志,。Linux文件系統(tǒng)保存需要發(fā)送的文件和應(yīng)用程序等。Android控制端具體功能設(shè)計如下：
①自動注冊：編寫Java程序通過接口調(diào)用MulticastSocket發(fā)送請求注冊廣播,，并監(jiān)控端口,，接收被控終端的注冊廣播。
②發(fā)送消息：通過已注冊的被控終端IP地址,，編程調(diào)用Socket接口發(fā)送消息到被控終端,，并監(jiān)聽端口，接收反饋消息,。
③發(fā)送文件：編寫監(jiān)控程序調(diào)用Socket端口進行通信,，調(diào)用Android文件系統(tǒng)，讀取存儲在SD卡上的文件進行發(fā)送。
④發(fā)送控制命令：有兩種方式,，一種通過Socket發(fā)送控制命令到被控終端IP,；另一種通過GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送特定格式的短消息到被控終端手機，實現(xiàn)命令控制設(shè)備,。
2．3 被控終端設(shè)計
    Android被控終端沒有監(jiān)控界面,，只有一個后臺服務(wù)和一個Agent代理，該代理也是一個后臺服務(wù),，不過這個服務(wù)是集成在Android系統(tǒng)版本中的,。
本地后臺服務(wù)會隨系統(tǒng)啟動而啟動，啟動后會建立一個線程(Thread),，線程通過Socket監(jiān)聽本機的通信端口,；同時，還會建立一個廣播接收器(BroadcastReceiver),，用于接收通過GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)來的短消息廣播,。當Socket端口監(jiān)聽線程監(jiān)聽到數(shù)據(jù)時，先判斷其是否為控制端的注冊請求,。如果是,，則反饋信息到控制端注冊；如果不是,，則判斷是否為命令,。如果是命令，則交給Agent代理執(zhí)行,；如果不是,，再判斷其是否為消息。如果是消息,，則調(diào)用Android的Activity顯示消息,；如果不是，則繼續(xù)判斷其是否為文件,。如果是文件,，則保存文件到文件系統(tǒng)中；如果不是,，則退出,，丟棄該消息。當廣播接收器接收到GSM短信時,，后臺服務(wù)對消息進行判斷,，看其是否為控制命令。如果是命令,，則GSM短信會被截斷,，被控終端用戶不會提示收到短消息,，然后，將命令傳遞給Agent代理進行執(zhí)行,，調(diào)用Android系統(tǒng)接口對應(yīng)的功能模塊執(zhí)行,。最后，將執(zhí)行結(jié)果通過Socket反饋給控制端,。其對應(yīng)的功能模塊設(shè)計流程圖如圖2所示,。

3 具體實現(xiàn)
3．1 多網(wǎng)絡(luò)通信實現(xiàn)
    該系統(tǒng)的總體設(shè)計思路是；一定數(shù)量的Android終端用戶群之間,，有一個作為控制端,，其余的是被控終端，通過WiFi無線網(wǎng),、GPRS網(wǎng)絡(luò)進行通信,，控制端發(fā)送命令到被控終端執(zhí)行，采用C／S結(jié)構(gòu),。
(1) GPRS網(wǎng)絡(luò)和WiFi網(wǎng)絡(luò)通信實現(xiàn)
首先,，在控制終端和被控端都建立一個TCP端口監(jiān)聽線程。分別建立一個ServerSocket,，能各自監(jiān)聽自己的TCP端口,，端口地址分別為：控制端為10000，被控終端10001,。被控終端監(jiān)聽控制端發(fā)送命令信息,，命令放在報頭中，而文件等內(nèi)容放在數(shù)據(jù)流中,；命令會被執(zhí)行并保存到數(shù)據(jù)中,，文件會保存到SD卡上，等待被命令調(diào)用執(zhí)行,，在此,，完成TCP通信,。另外,，控制端和被控端各自創(chuàng)建一個MulticastSocket對象，并加入一個組播地址,，地址為234．0．0．1,，控制端的端口為10002，被控終端端口為10003,?？刂贫擞靡员O(jiān)聽被控終端發(fā)送的登錄廣播信息；被控終端監(jiān)聽控制端發(fā)送的連接請求,；當接收到組播UDP包后,，取得源IP地址和源ID,，將信息保存到本地數(shù)據(jù)庫中，完成通信,。
(2) GSM網(wǎng)絡(luò)通信實現(xiàn)
如果在GPRS和WiFi都不通的情況下,，使用GSM短信發(fā)送命令。具體如下：在被控制端建立一個Broadcast Receiver,，接收系統(tǒng)短信廣播,，并將優(yōu)先級設(shè)置為2147483674最高級別，這樣會優(yōu)先于其他方式先對短信內(nèi)容進行處理,。當有短信進入被控終端時,，Broadcast Receiver會優(yōu)先截取到短信內(nèi)容，首先判斷該短信是否為控制命令,。如果是,，則將命令發(fā)送到Service執(zhí)行，同時截斷廣播,，這樣手機收件箱就不會收到該條短信,。

3．2 控制端實現(xiàn)
控制端包括5個大的模塊：操作界面、自動注冊,、發(fā)送消息,、發(fā)送文件、應(yīng)用管理,。
操作界面：操作界面是基于應(yīng)用層和應(yīng)用框架層實現(xiàn)的,。調(diào)用Android組件庫中的Activity組件和ListActivity組件顯示操作列表；點擊列表按鈕等組件用來調(diào)用操作命令,；通過界面操作生成對應(yīng)的命令發(fā)送到被控終端,，并顯示反饋結(jié)果。

自動注冊：啟動后,，通過組播地址,，每隔30 s向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送一次心跳包，報文為“regist‖ask”,，通知網(wǎng)絡(luò)中的被控終端進行注冊,。監(jiān)聽UDP端口和TCP端口，當接收到被控終端發(fā)送的注冊信息后,，取出源IP地址和ID,，保存到數(shù)據(jù)庫中，完成注冊,。
發(fā)送消息：通過界面操作輸入文本內(nèi)容,，向被控終端IP發(fā)送消息。報文為“sendMassage‖content”,，第一部分是命令,，第二部分是消息內(nèi)容,。
發(fā)送文件：選擇本地文件向被控終端IP發(fā)送。采用Socket發(fā)送報文“sendfile‖filename／／filePath”,。該報文第1部分是命令,，表示發(fā)送文件，第2部分是文件名,，第3部分是文件保存路徑,。通過發(fā)送路徑，可以替換被控終端上的文件,，實現(xiàn)數(shù)據(jù)更新等功能,。文件內(nèi)容在Socket連接的輸入／輸出流中，保存的文件名和路徑從報頭中獲取,。
應(yīng)用管理：首先,，向被控終端IP發(fā)送命令，獲取被控終端應(yīng)用列表,；然后,，選擇對應(yīng)操作發(fā)送命令，在被控終端接收到命令后,，調(diào)用Android接口和Agent代理執(zhí)行命令,。該命令包括4個：install、start,、stop,、uninstall。例如：報文“install ‖file．a(chǎn)pk”,，通過Socket發(fā)送file．a(chǎn)pk應(yīng)用到被控端的sdcard／apk目錄下,，然后，通過agent代理執(zhí)行install安裝命令安裝該應(yīng)用,。此外,，start、stop和uninstall三個命令中,，只是調(diào)用接口執(zhí)行,，不傳送文件。
3．3 被控終端實現(xiàn)
自動登錄：被控終端啟動的時候,，也會建立兩個線程和一個BroadCastReceiver,。一個線程監(jiān)聽組播連接請求的消息,，另一個線程監(jiān)聽TCP端口的命令,；廣播接收器接收GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的短信命令。第一個線程中,，組播端口監(jiān)聽到控制端發(fā)送的請求后,，取得IP地址,，然后，發(fā)送帶有自己ID的Socket包,，報文內(nèi)容為"regist ‖IMEI號”,，包括注冊命令regist和IMEI號(Android終端唯一標識)。第二個線程中,，創(chuàng)建一個ServerSocket,，監(jiān)聽控制端發(fā)送的TCP消息。BroadCastReeeiver接收到短消息廣播后,，傳遞給服務(wù)進行判斷,，看其接收到的是否是命令，如果是命令則執(zhí)行對應(yīng)操作,。
接收消息：在被控終端,，Socket接收到控制端的消息后，會調(diào)用NotificationManager,，在Android終端通知欄顯示消息,，點擊通知會顯示詳細信息。
接收文件：Socket后臺接收文件,，保存在／sdcard／download文件夾下,，然后通過Agent命令執(zhí)行copy命令，將文件復(fù)制到命令里面指定的路徑下,。文件名和保存路徑通過報頭獲取,。
管理應(yīng)用：安裝應(yīng)用分兩步實現(xiàn)，第一步接收文件,，第二步執(zhí)行安裝,。第一步實現(xiàn)與上面所講的接收文件相同，只是報文為"install‖n ame．a(chǎn)pk”,。默認保存到SD卡上的mnt／sdcard／apk路徑下,，然后，調(diào)用agent執(zhí)行shell安裝命令install mnt／sdeard／apk／name．a(chǎn)pk,。卸載應(yīng)用時,，直接執(zhí)行接收到的命令uninstall packagename。啟動應(yīng)用時,，通過Android系統(tǒng)接口Intent實現(xiàn),，停止和卸載都是通過被控終端上的Agent代理實現(xiàn)。“start‖appName”啟動應(yīng)用的時候,，通過本地包管理獲取到appName對應(yīng)的包名packageName,，新建一個Intent，啟動包含該包的應(yīng)用,。代碼如下：

通過shell命令執(zhí)行kill PID,。PID是應(yīng)用進程號,，通過ActivityManager可以獲取到。
設(shè)備控制：可以通過命令例如“shell‖reboot”直接控制重啟,。
3．4 Agent代理實現(xiàn)
在編譯系統(tǒng)內(nèi)核的時候,，將agent_server編入到路徑／data／agentserver／agent_server下，用以接收命令,。調(diào)用的時候,，通過建立一個本地Socket，通過數(shù)據(jù)流發(fā)送shell命令到agent_setwer所在路徑,，實現(xiàn)通信,。當agent_server接收到命令后，執(zhí)行shell命令,。

4 測試結(jié)果
設(shè)計的系統(tǒng)在ZTE U880手機上連接WiFi進行測試,。圖3為控制端界面，圖4為控制端發(fā)送消息,，圖5為被控終端接收消息,，圖6為發(fā)送文件，圖7為遠程安裝應(yīng)用軟件,，圖8為遠程卸載應(yīng)用軟件,，圖9為shell命令界面。測試結(jié)果表明,，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)送消息,、發(fā)送文件、安裝和卸載應(yīng)用,，以及執(zhí)行shell命令實現(xiàn)系統(tǒng)重啟功能,。

結(jié)語
本文設(shè)計了一個采用C／S模式實現(xiàn)的Android遠程控制系統(tǒng)?？刂贫伺c被控終端之間采用Socket進行網(wǎng)絡(luò)通信,，在知道對方SIM卡號的情況下，也能通過GSM發(fā)送短信通信,，能夠?qū)崿F(xiàn)多種網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定通信,。通過Linux代理能夠?qū)崿F(xiàn)root權(quán)限的操作，理論上可以實現(xiàn)對Android系統(tǒng)的完全遠程控制,。