基于Android系统终端实现3G WIFI无线漫游方案

中心议题：
    *  分析基于Android系统手机终端的3G网络和wIFI网络的连接机制
    *  分析Android系统应用程序的开发
    *  分析3G到WIFI的连接、认证、得到AP信息的过程
解决方案：
    *  通过Android实现SSID的显示及存储
    *  利用adapter实现IAstView的数据传输
　　
随着人们日常生活和工作节奏的不断加快，人们对信息获取的便捷程度、对移动办公、移动娱乐的重视程度正与日俱增。无线接人是满足这一高速增长需求的唯一途径，无线接人的两个主角是3G(3rdGeneratiON)技术和W1FI(Wireless Fidelity)技术。
　　
本论文针对目前比较流行的Android系统手机终端的3G、wIFI连接机制实现了3G和wIFI的无线漫游。
　　
1 Android平台介绍
　　
Android是Google公司最新推出的一个手机平台，是一个真正意义上的开放性移动设备综合平台。它包括操作系统、用户界面和应用程序及移动电话工作所需的全部软件，而且不存在任何以往阻碍移动产业创新的专有权障碍。Android是由Unix+Java构成的。它的架构和工作原理决定了Android即目前最具可移植性的手机操作系统。Android是开源软件，能够有效降低软件的成本，从而降低手机的整体价格，最终让每个用户能够自由的获取信息。Android提供了一个从操作系统到应用程序的完整的软件栈，同时又允许人们定制差异化，以形成自己的竞争优势，这对于手机制造商来说，具有强大的吸引力。开源软件带来的另一个好处是允许厂商自主解决问题。在此我们借助android系统的开源性及可定制的特性在此基础上增加了3G、WIFI的无线漫游机制。
　　
2 WIFI漫游中ListView的作用
　　
Activity是构成应用程序中最重要的构造块，在Android应用程序中，几乎都是通过Activity来与用户进行交互，所以Activity主要负责的就是创建与用户进行交互的显示窗口，你可以在这些窗口里通过调用setContentView(View)方法来显示你自己的用户界面。在实际开发应用程序的过程中通常需要用到列表显示功能，那么在Android应用中，我们是通过Android中的一个特殊组件ListView来进行列表展示，它以列表的形式展示具体内容，并且能够根据数据的长度自适应显示。列表的显示需要3个元素。
　　
1.ListVeiw。用来展示列表的View。
　　
2. 适配器。用来把数据映射到ListView上的中介。
　　
3. 数据。具体的将被映射的字符串、图片、或者基本组件。
　　
ListView 绘制的过程如下：首先，系统在绘制ListView 之前，将会先调用getCount方法来获取Item 的个数。之后每绘制一个Item 就会调用一次getView 方法，在此方法内就可以引用事先定义好的xml来确定显示的效果并返回一个View对象作为一个Item 显示出来。也正是在这个过程中完成了适配器的主要转换功能，把数据和资源以开发者想要的效果显示出来。也正是getView 的重复调用，使得ListView 的使用更为简单和灵活。这两个方法是自定ListView显示效果中最为重要的，同时只要重写好了前两个方法，ListView就能完全按开发者的要求显示。而getltem和getltemld方法将会在调用ListView的响应方法的时候被调用到。所以要保证ListView的各个方法有效的话，这两个方法也得重写。ListView作为一个数据显示的机制，在用户添加完SSID节点可以通过这种机制显示出来，同时还添加了删除，修改按钮及SSID序号。这些SSID节点作为wIFI漫游的搜索节点，按照用户的经常使用的级别定义优先顺序。
　　
2．1 SharedPreference实现数据存储
　　
Android 平台给我们提供了一个SharedPreferences类，它是一个轻量级的存储类，特别适合用于保存软件配置参数。SharedPreferences是以键值对来存储应用程序的配置信息的一种方式，它只能存储基本数据类型。一个程序的配置文件仅可以在本应用程序中使用，或者说只能在同一个包内使用，不能在不同的包之间使用。实际上SharedPreferences是采用了XML格式将数据存储到设备中，在DDMS中的File Explorer中的／data／data／~ package name>／shares prefs目录下。
　　
 

因为sharedPreferences是使用xml文件保存数据，getSharedPreferences(nAME，mode)方法的第一个参数用于指定该文件的名称，名称不用带后缀，后缀会由Android自动加上。如果希望SharedPreferences使用的xml文件能被其他应用读和写，可以指定Context．M ODE—W ORLD— READABLE 和Context．MODE WORLD WRITEABI E权限。另外Activity还提供了另一个getPreferences(mode)方法操作SharedPreferences，这个方法默认使用当前类不带包名的类名作为文件的名称。访问SharedPreferences中的数据代码如下：
　　
Long num — ssidvalues．getI ong(SSIDNUM ，O)；如果访问其他应用中的Preference，前提条件是该preference创建时指定了Context．MODE WORLDREADABLE 或者Context．MODE WORLDWRITEABLE权限。在此实现中是将数据存储在用户自己定义的SharedPreference文件中，用户将SSID节点添加到用户定义的SSIDINFO文件中。

2．2 3G WIFI无线漫游功能设计
　　
在基于android系统手机中的wIFI和3G都有相应的设置选项，在WIFI设置关闭的情况下默认通过3G 网络连接上网。用户会经常去一些有wIFI热点的地方，这些热点是给用户免费开放的，可以通过WIFI网络连接到互联网。这些经常用的AP节点就是用户设置的SSID节点。
　　
WIFI AP节点认证连接过程：
　　
①搜索过程。终端进入wIFI后，首先搜索候选网络的AP信息，AP搜索过程就是终端扫描信道获取AP信息的过程，也叫AP扫描过程。在此过程中，终端在某个频道上发出请求消息，然后等待AP回应，然后转到下一个频道。IEEE802．n标准规定，AP在收到终端发出的请求信息后，必须回复携带自身信息的包给终端，终端成功收到AP回复后，就能够确知AP的存在并获取妙的相关信息。
　　
② 认证过程。终端在发起切换连接上wIFI一个新的AP时，需要通过AP的认证。在进入认证阶段后，AP先发送一个待验证的内容片断给终端，终端解析此内容后将解析结果返回给AP，再判断终端解析后的内容是否正确，如果正确则通过认证，否则失败。3个子过程缺少一个过程都会导致此次认证失败，因此保证了AP认证机制的可靠性。尽管这3个过程比较复杂，在终端与AP之间产生了多次的交互，然而这些过程并不占用太多的时间。
　　
③ 重关联过程。在经过认证后，需要与连接上的AP进行重关联，然后通过AP连接上网。在重关联过程中，终端先发送重关联请求帧给AP，该帧包含了终端一些信息，如终端所支持的数据比特率及终端将要进行连接的AP在网络中的SSID。在接收到请求后，AP处理请求并为该终端建立一条关联ID号同时分配一部分存储空间来存储相关信息。然后AP向终端发送重关联响应来通终端关联成功还是失败，同时包含AP建立重关联的相关信息。如果关联成功，则终端可以使用此AP联网并与其他已经联网的终端进行通信了。
　　
④ 地址配置。终端在连接上AP后，AP要给终端分配一个IP地址，使其通过IP地址连接上互联网。
　　
以上步骤是wIFI在热点区域连接AP节点认证的过程。在android系统中wIFI如果设定为关闭即使是在有wIFI热点区域也不会进行搜索连接。为此我们添加了wIFI漫游过程。首先每隔一个固定间隔时间打开wIFI设置，查找是否有wIFI热点，如果有就进行以上的wIFI连接AP节点的过程，然后查找用户设定的SSID节点，查找到和用户设定的一致的SSID节点则进行网络连接。网络连接终端可以发起切换，在与3G 网络断开后使用存储的信息与wIFI的AP建立连接，通过wIFI上网，从3G 网络切换到WIFI网络连接到Internet。
　　
2．3 WIFI漫游功能模块框图
　　
为了能够在间隔固定时间查询是否有wIFI热点区域，特启动了一个漫游线程，该线程主要完成了如果已经在wIFI热点区域则打开wIFI设置，将wIFI的AP节点与用户设定的SSID进行比较如果为设定的SSID节点则进行连接，否则即使在热点区域仍然用3G 网络连接。
　　
在3G连接的情况下实现探测wIFI节点流程图，如果探测到的SSID在设定的I ist列表中，将3G关闭并自动连接到设定的SSID，实现流程图如图1所示。

　　
3 结束语
　　
本文提出了一种基于Android系统终端控制上实现3G到WIFI以及WIFI到3G 的无线漫游机制，分析了3G到WIFI的连接、认证、得到AP信息的过程。
　　
该机制的实现还主要用到了android中的ListView用来进行数据显示，利用了adapter实现了IAstView的数据传输，以及利用SharedPreference实现简单数据存储。该漫游机制的实现方便了用户使用，减少了用户使用3G网络流量的费用。