（计算机科学与技术专业论文）移动终端上远程桌面通信系统的设计和实现.pdf

移动终端上远程桌面通信系统的 设计和实现 摘要 随着信息科技不断发展，移动终端( 主要指手机) 和个人电脑在 人们工作、生活中的作用越来越重要。同时，它们在便携性和计算性 能之间的矛盾也越发凸现：电脑功能强大却不易携带，手机小巧却又 性能有限。尤其是在没有电腑的场合，人们的移动计算需求还无法充 分满足。移动远程桌面通信系统可以借助互联网，通过手机进行信息 输入输出，用远程电脑来做信息处理，使人们随时随地通过手机操作 电脑和查看文档资料，从而较好的满足人们的上述需求。 本课题完成了通过利用现有网络和终端资源，设计、开发移动远 程桌面通信系统m o p c d e s k 的完整研究工作：首先通过分析最终用户 的实际需求和调研现阶段已有解决方案，提出系统功能、结构的设计 和技术实现方案，进而通过实际开发完成终端应用程序，实现系统的 远程通信、监控功能，最后对系统功能进行测试和性能验证，并总结 出有益的经验和结论。 关键词：移动通信远程桌面移动终端键盘方案 t h ed e s i g na n di m p l e m e n l ：f 盯i o n o fr e m o t ed e s k t o ps y s t e m 0 nm o b i l ec o m m u n i c a n o nd e c e s a b s t r a c t n o w a d a y s ，w i t h t h e d e v e l o p i n gi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y ，m o b 订e c o m m u n i c a t i o nd e v i c e s ( p a n i c u l a r l y ，t h em o b i l ep h o n e s ) a n dp e r s o n a l c o m p u t e r sh a v eb e e nm o r ea n dm o r ei m p o r t a n ti np e o p l e sd a i l y l i f e h o w e v e r ，c o m p a r i s o ns h o w st h a tm o b i l ep h o n ei sp m u do fi t sp o n a b i l i t y w h i l ec o m p u t e ri sg o o da tc o m p u t i n g m o r e o v e r ，i nm a n yc a s e s ，p e o p l e c a n n o td ot h e i rc o m p u t i n gt a s k sj u s tb e c a u s et h e yd on o tt a k et h e i r c o m p u t e r s w i t ht h e h e l p o f i n t e r n e t ， t h em o b i l er e m o t e d e s k t o p c o m m u n i c a t i o ns y s t e m ( m r d c s ) c o u l du t i l i z et h em o b i l ep h o n et o i n p u to ro u t p u ti n f o r m a t i o na n dl e a v et h ei n f o r m a t i o np r o c e s s i n gt ot h e c o m p u t e r t h i sp a p e rd e s c r i b e st h ew h o l ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no f t h em o p c d e s ks y s t e m ，w h i c hi so n ei n s t a n c eo fm r d c s s t a f t i n gf r o m t h ei n t f o d u c t i o no ft r a d i t i o n a lr e m o t ed e s k t o ps y s t e m ，i ta n a l y s e se n d u s e r s r e q u i r e m e n t sa n de x i s t e ds o l u t i o n s ，t h e np r o p o s e st h ed e s i g na n d i m p l e m e n t a t i o no fm o p c d e s k f i n a l l y ，t h i sp a p e rd e s c r i b e st h es y s t e m e v a l u a t i o n sa n dt | l ef u “l r ew o r k sf b rm o p c d e s ka sac o n c l u s i o n k e yw o r d s ：m o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o n ，r e m o t e d e s k t 叩， c b n l m u n i c a t i o nd e v i c e ，k e y b o a r dd e s i g n 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论 本人签名： 处，本人承担一切相关责任。 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅：学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 导师签名： 北京邮电人学颁仁研究生学学位论文 移动终端上远程柬面通信系统的设计和实现 第一章引言 1 1 现代信息生活中的尴尬 二十世纪八十年代，个人电脑p c 机( p e r s a lc o m p u t e r ) 的诞生拉开了人 类信息时代生活的序幕。从此，计算机开始从专业机房中的庞然大物走向了寻常 百姓的家庭，人们的生活方式、工作方式也发生了翻天覆地的变化。在这个过程 中，计算机软硬件技术的r 新月异和九十年代i n t e m c t 国际互联网的广泛普及， 促使电脑逐步成为人们工作、学习和生活娱乐的绝对核心。人们不仅使用电脑处 理日常办公文档、管理个人资料，还经常用电脑上网寻找信息、沟通朋友和休闲 娱乐。一句话，现代化的信息生活时时处处都离不丌个人电脑。因此有些人甚至 认为，个人电脑已经成为家庭中最重要的家电之一。 今天，伴随着近年来移动通信技术的长足发展，个人移动通信终端手 机的普及再一次改变了人们的生活方式。由于手机轻巧便携、性能口，靠，人与人 之间的交流变得更加方便快捷。人们仿佛长了“千罩眼”和“顺风耳”，可以随 时随地无线的进行语音和文本信息的沟通。不仅如此，现在人们还可以用手机下 载和欣赏m p 3 音乐、拍摄录音和编辑照片，甚至借助无线接入网络，用手机访 问h l t e m c t 互联网络，将无限的数码信息世界随身携带。鉴于它如此小巧和实用， 毋庸置疑，手机将同益成为人们不可或缺的随身数码装备。 然而，即使拥有了这两样信息时代的“法宝”，人们的信息化生活仍不“美 满”，又出现了新的尴尬：电脑功能强大即不易随身携带，手机则又性能有限、 无法胜任复杂的计算任务。而且，在绝大多数场合，用户身边没有电脑( 或不方 便携带电脑) ，却需要查看自己电脑中的文档或进行计算处理操作。例如，家长 在路上想了解孩子在电脑e 做什么，并通过电脑提醒孩子按时做功课。又例如， 用户突然要给朋友展示家人的数码照片，同时想遥控家中电脑丌始下载电影。这 时，两种信息终端在计算性能和便携性上的“鱼和熊掌”就显现出来了。 为此，诞生了笔记本电脑和智能手机这些在性能与便携性之问折衷的设备， 但足这个尴尬还是没有很好的解决：常常看到有些人仅仅为查看几个e x c e l 表格 数据，而搬着笔记本电脑四处跑来跑去；还有些人虽然拿着性能出众的智能手机， 但却缺乏某软件，为无法打丌某种特定文档( 如p d f 文档) 而着急。因而可以 说，目前在即要求计算性能又要求无线便携的情况下，人们的移动计算需求还没 有得到充分满足。 北京邮电人学坝i ：研究生学学位论文移动终端l ：远程艇面通竹系统的世计和实现 1 2 新系统的构想 从现实和实用意义出发，在任何一个时期，在这两种设备之自j ，电脑作为 大型终端，其计算性能都应当优于手机；而作为小型终端，手机则应该比电脑更 加便携灵活。有鉴于此，为了解决上述的尴尬问题，除了不断提高两种终端的综 合性能以外，也许更应当使两者“各负其责、优势互补”：电脑负责信息的计算 处理，手机负责信息的输入、输出( 对应于电脑的键盘鼠标操作和屏幕显示) ： 用户使用便携的手机操作电脑和查看结果，而把复杂的计算处理交给电脑完成。 同时，值得注意的是，为了更有效的解决这个尴尬问题，在上述“各负其责、优 势互补”的过程中，手机对电脑的操作和输出的电脑屏幕显示一定要“形象直观”， 尽可能符合用户使用电脑的习惯。 “各负其责、优势互补、形象直观”的方案是把电脑的输入输出和计算处 理以用户直观易懂的方式分离丁f = ，这些萨是传统“远程桌面”应用系统设计的核 心思想。不一j 的是，这种新的系统将电脑的输入输出交给下机完成，以便充分利 用手机的便携性能。 大j 此，我们将这种新的系统称作“移动远程桌面通信系统”。 幸运的是，无处不在的i n t e r n e t 互联网络可以帮助人们实现这个系统构想： 人们可以借助i n t e m e t 回络连接，通过随身的手机等移动终端金看、操作远程电 脑p c 机，并与远程电脑进行文本、图像和音视频片断的多媒体通信。这样一束， 就可以结合手机的便携性和电脑的强大计算能力，随时随地、无线自由的享用电 脑所能提供的服务和所能访问的资源，并使大量多媒体信息在各种终端设备上及 时互通和充分共享。 1 3 工作完成内容 本课题所研究的是设计、实现这种“移动远程桌面通信系统”的完整工作 过程。在本课题的研究开发中，我完成的项目工作包括： 提出早期系统构想 分析系统最终用户的实际需求 调研现阶段已有解决方案的优劣 设计系统功能、结构，提出技术实现方案 实际丌发、完成手机端与电脑端程序，实现系统通信、监控功能 进行系统功能测试和性能验证 撰写项目文档，总结经验和结论 2 北京邮电大学硕士研究生学学位论文移动终端 ：远程桌面通信系统的踺计和实现 第二章课题背景和现有解决方案 在介绍本文所述的移动远程桌面通信系统( 英文名称为m o p c d e s k ) 之前， 回顾一下现阶段已有的远程桌面通信系统将是非常有益的。本章从概述现阶段已 有的、传统的、电脑之扫j 的远程桌面通信系统开始，引出“移动远程桌面通信系 统”的概念，并通过对比手机和电脑各自的特性，得出结合两者的优势特点“通 过手机使用电脑”的结论。最后，在本章中还可以看到一些目前已有的“移动远 程桌面通信系统”解决方案，并可以通过文中的描述和分析，发现现有解决方案 的优劣和缺欠。 2 1 电脑之间的远程桌面系统 远程桌面通信系统原本足为方便系统管理员配胃和维护服务器而使用的系 统通信工具。它能够通过网络连接将客户机发送出的鼠标、键盘等控制命令传输 给主机，并能够将主机根据命令操作的结果和桌面图像显示传递凹客户机。这样， 管理员在客户机上可以查看并操作网络上的远程主机，好像就在主机的系统桌面 上工作一样。因此，这一工具的功能被形象地称为“远程桌面”。 其实，“远程桌面”并不是一个全新的概念。早在“命令行字符”操作界面 时代，就已经有可以远程操作的工具，通常称为“t e u 姬t ”工具。那时的管理 员同样是通过t e e t 柬登录远程电脑，通过键盘输入的字符串命令管理网络 主机【l 】。今天，操作系统进入了图形界面时代，并由此为用户带来了更加形象、 方便的操作体验。与此相应的，t e l n e t 工具也就发展成了远程桌面通信系统。 随着信息时代电脑的大范围普及和宽带网络的迅速发展，今天越来越多的 电脑上机连接在网络中，共同为人们的办公和生活提供信息服务。人们越束越发 现，通过使用远程桌面技术和工具，可以方便的在同一台电脑上访问和操作不同 地点的多台电脑，从而很容易的获取和管理相关信息，并遥控进行异地计算操作。 f 因如此，现在远程桌面技术彼人们在公司、家庭和小群体中广泛应用，远程桌 面工具进入了实用普及阶段。 提起远程桌面，人们不得不想起w i n d o w sr e m o t cd e s k t o 口这个工具。 w i n d o w sr c m o t ed c s k t o p 是美国微软公司基于w i n d o w s 操作系统推出的远程桌 面软件( 类似p c a m y w h e r e 和l a p l i n k ，但是没有包括许多高级功能) ，最初是为 了方便网络管理员管理、维护服务器而推出的一项服务，并从w i n d o w s2 0 0 0 s e e r 版本开始引入。网络管理员使用远程桌面连接程序，连接到网络上任意一 北京邮i u 人学坝i ：研究生学学位论文移动终端i ：远程梨面通信系统的设计和实现 台开启了远程桌面控制功能的计算机，就好像自己操作该计算机一样，可以运行 程序、进行维护数据库等操作。远程桌面将程序运行等工作交给了服务器，而返 回给远程控制计算机的仅仅是桌面图像、鼠标运动变化轨迹和键盘的操作结果。 使用“远程桌面”系统，可以从办公室、家中或在旅途中对自己的计算机进行远 程控制。这样就可以在办公室的外面使用自己办公室计算机上的数据、应用程序 和网络资源。 使用微软“远程桌面r e m o t ed e s k t o p ”，需要具备下列条件： 在办公室计算机或计划进行远程操作的计算机上安装w i n d o w sx p p m f c s s i o n a l 。该计算机被称为主机或服务器。 一台运行w i n d o w s9 5 或更新版本w i n d o w s 操作系统的远程计算机( 远 程桌面连接可以在所有w i n d o w s9 5 、w i n d o w s9 8 、w i n d o w sm i n e n i i i u m e d i t i o n 或w i n 3 2 平台上安装和运行) 。该计算机被称为客户机。客户机 上面必须安装有“远程桌面连接”客户端软件。 i n t e m e t 连接。尽管宽带i n t e m e t 连接可以改进性能，但并非必要。这是 因为“远程桌面”系统仪传输少量的数据( 例如显示器桌面图像数据和 键盛数据) 以远程控制主机：客户端计算机通过网络和使用“远程桌面 协议r d p ”( r e m o t ed e s k t o dp r o t o c 0 1 ) 将键盘击键和鼠标运动信息发送 到f 机。然后，它以简单的g d i ( 图形设备接口g r a p h i c d e v i c e i n t e r f a c e ) 事件的形式发送屏幕信息，并根据需要返回位图信息，以正确显示桌面 状态。因此，即使带宽较低的i n t c m e t 连接也可用于对办公室计算机进 行远程控制。 在w i n d o w s 操作系统上，由远程桌面系统还衍生出了“远程协助”功能。 “远程协助”允许使用w i n d o w sx pp m f c s s i o n a l 的最终用户获得高级技术支持。 一个用户只要启动“远程协助”，就可以通过e m a i l 或者w 妯d o 、v sm e 蟠e n g e r 和 技术专家取得联系。他们甚至可以通过w i n d d w sm e s s e n g e r 来查看在线专家的列 表。一旦和一位专家取得了联系，这位专家就可以看到用户的电脑桌面，用户可 以进行交谈( 或者语音呼叫，如果两台电脑都配置了麦克风和扬声器) ，可以发 送文件，还可以交出电脑的控制权，这样专家就可以进行远程维护和控制。 另一个业界驰名的、开源的远程桌面系统被称为v n c ( v i r t u a ln e m o r k c o m p u t i n g ) 虚拟网络计算系统。从本质上说，v n c 与w i n d o w sr e m o t ed e s l 【t o p 系统功能大同小异，只是具备了更多的系统功能，更加便于用户使用，并且开源 的支持包括w i n d o w s 和i j 曲x 等不同的系统平台。在w i n d o w s 系统环境下使用 v n c ，其步骤也是非常简便的：下载一个w i n v n c 并完成安装，运行查看器v n c v i e w e r ，并输入v n cs e r v e r 的i p 地址就可以连接了。值得注意的是，每次使用 4 北京邮电大学顾卜研究生学学位论文移动终端i ：远程桌面通信系统的歧计和实现 完毕千万不要注销系统，只需直接关闭v n cv i e w e r 。只要v n cs e r v e r 系统正常 运行，以后就可以再次使用w i n v n c 继续连接。 总之，无论是使用w i n d o w sr c 肿t ed e s k t o p 还是v n c 之类的软件工具，传 统的、电脑和电脑之间的远程桌面系统已经在人们的工作、生活中发挥了较大的 作用。随着人们对远程桌面技术需求的进一步发展和变化，远程桌面工具也将产 生出更加实用有效的功能。 2 2 手机与电脑的特性对比 虽然传统的、电脑之问的远程桌面通信系统已经具有了丰富而强大的功能， 能够发挥很大的实际作用，但是正如本文引言中所述，传统的系统不能充分满足 人们的移动计算需求。这主要是由于，在无线移动环境中，手机和电脑之问各自 不同的终端特性所导致的。如果把手机和电脑( 包括智能手机和笔记本电脑) 之 问的终端特性进行细致的比较，将会明显的发现各种终端在不同性能上的优劣。 终端计算性能便携性 手机( 普通)非常差非常好 智能 机稍差很好 笔记本便携机较好一般 台式电脑很好很差 袁2 一l ：手机与电脑的特性时比 币如上表所体现出的，手机具有： 常好的便携性，但是众所周知，手机通 常只具有非常自i 限的计算性能；而在另一个极端，电脑虽然具有强大的计算能力， 却是个“笨重的天才”，非常不易搬运、携带。其它的中问产品，如智能手机和 笔记本电脑等，只能算是在计算性能和便携性之间作的折衷，并没有从本质上明 显的改善这种高低优劣之分。 因此，要解决引言所述的尴尬问题，必须要从手机和电脑上探寻解决方案。 2 3 优势互补：通过手机使用电脑 通过上述分析可以发现，要解决便携性与计算性能之间的尴尬问题，有必 要考虑结合手机和电脑各自的优势探寻解决方案。这是因为：从现实和实用意义 出发，在任何一个时期，在这两种设备之间，电脑作为大型终端，其计算性能都 应当优于手机：而作为小型终端，手机则应该比电脑更加便携灵活。 有鉴于此，为了解决上述的尴尬问题，除了不断提高两种终端的综合性能 5 北京邮f 乜人学烦j ：研究生学学位论文移动终端l ：远程! ；l 血通竹系统的改汁和实现 以外，也许更应当使两者“各负其责、优势互补”：电脑负责信息的计算处理， 手机负责信息的输入、输出( 对应于电脑的键盘鼠标操作和屏幕显示) ；用户使 用便携的手机操作电脑和查看结果，而把复杂的计算处理交给电脑完成。 这也就是说，使手机的便携性和电脑的计算性能进行优势互补：在手机一 端，充分利用屏幕和键盘进行查看和操控，而把需要进行计算的任务留给远程电 脑一端，由电脑完成计算等资源密集型的工作并把结果返回给手机这样，系 统就同时结合了手机的便携易用性，又能够通过电脑的强大计算性能完成复杂的 任务。不同于传统的电脑问的远程桌面，这种新的系统将电脑的输入输出交给手 机完成，因此，我们将这种新的系统称作“移动远程桌面通信系统”。 在上述的优势瓦补过程中，i n t c m e t 互联网络将发挥重要的作用：手机和电 脑之问的所有数据传输和信息互通都要通过k t 锄e t 网络高效可靠的完成。今天， 现实生活中的i n t e m e t 网络已经能够很好的达到这个要求：人们使用的主流手机 已经能够通过2 5 g 或3 g 的无限分组数据接入网访问i n t e m e t 网络：同时，无论 是在办公室还是在家罩，无法计数的电脑主机都时刻连接在i n t e n l e t 瓦联网卜f 2 1 。 这些为移动远程桌面通信系统的诞生和应用创造了条件。借助这张无所不在的嘲 络，用户就可以在手机和电脑问进行必要的互通。 值得注意的是，用户使用移动远程桌面通信系统的最终日的是“通过手机 使用电脑”。为了更有效的解决这个尴尬问题，用户在“通过手机使用电脑”的 过程中，手机对电脑的操作和其输出的电脑屏幕显示一定要“形象直观”，尽可 能符合用户使用电脑时的习惯。也就是晚，本系统不单单提供给用户某一种电脑 操作能力( 比如打丌w 砷d 文档、开始下载任务等) ，而是要让用户通过手机使 用系统，以一种全新的方式全面的使用电脑，仿佛直接在使用电脑一样：能够通 过手机屏幕清晰的查看到远程电脑的屏幕输出，并能够通过手机键盘进行鼠标、 键盘的输入操作，完全的操作控制远程电脑。总之，通过这种全面的输入输出能 力，让用户感受到一种切实的“通过手机使用电脑”的体验。 “各负其责、优势互补、形象直观”的方案是把电脑的输入输出和计算处 理以用户直观易懂的方式分离丌，这些正是传统的、电脑之间“远程桌面”应用 系统设计的核心思想。不同的是，这种新的系统将电脑的输入输出交给手机完成， 以便充分利用手机的便携性能。因此，我们这种新的“移动远程桌面通信系统” 将以传统远程桌面系统为基础，并在此基础上作出新颖独到的设计和开发实现。 2 4 现有解决方案的不足 实际上，通过手机远程连接、操控电脑并不是一个刚刚诞生的概念。现有 的一些解决方案，有些能将手机作为计算机的遥控器，通过功能菜单操作计算机， 6 北京邮电大学硕r i 研究生学学位论文移动终端l ：远程桌血通信系统的设计和实现 还有些方案可以在手机屏幕上显示计算机桌面并对其进行操作。 然而，从目前用户的使用体验效果来看，这些方案都或多或少的存在着一 些不足：首先，在一些方案中，手机和计算机之自j 是近距离的无线通信，这种近 距通信只适合于在同一房间内使用；其次，一些方案通过菜单操作计算机，用户 不易直观的获得窗口化的操作结果；再次，有些方案虽然可以显示计算机桌面， 赋予用户图形界面操作能力，但是当手机显示计算机桌面时，用户在不同的被显 示桌面的局部区域之日j 的平移、定位和切换操作非常不便( 例如，从显示桌面的 左上角图像切换到显示桌面的右下角图像) 。 例如，同本东芝公司于2 0 0 5 年公丌发布的u b i q u i c o u sv i e w c r 软件，可以通 过手机屏幕显示近距远程p c 桌面，并可以借助手机键盘模拟p c 电脑输入。然 而，u b i q u i t o u s e w e r2 0 0 5 软件只能运行在配置了大屏幕、大存储器的b r e w 平台手机上。而且，u b i q u i t o u sv i e w e r 的手机键髓使用方案在处理屏幕滚动时也 较为不便。上述种种原因导致u b i q u i t o u sv i e w e r 软件无法广泛的被大部分普通终 端用户使用。 由此可见，现有的这些方案都不能非常有效的满足用户“通过手机使用电 脑”的需求。因此，本文提出的移动远程桌面通信系统应当吸取已有的经验，尽 量克服上述缺陷，充分分析用户的使用需求，并提出独特的设计方案来实现系统， 给与用户最好的使用体验。 7 北京邮i u 人学坝i 研究生学学位论史移动终端i 远程粜面通竹系统的砹汁和实现 第三章系统需求分析 通过上一章的描述，可以发现：现有的某些移动远程桌面通信解决方案都 有这样或那样的不足，从而影响了系统的广泛推广和使用。因此，只有透彻的分 析了用户的真币需求，并充分实现相应的功能，用户才会真正选择并使用移动远 程桌面通信系统。 这就是说，本文所述的m o p c d e s k 系统应当充分借鉴现有某些方案的经验 和教训，仔细了解最终用户的需求，切身考虑最终用户的使用体验，忽略华而不 实的功能，设计、实现出用户最关心、最常用的实用功能，进而开发、提供真j 下 能够被用户广泛使用的移动远程桌面通信系统。 本文所述系统的日标就是：拥有m o p c d e s k 这样的移动远程桌面通信系统， 一旦完成了系统应用程序的安装，人们就可以发掘现有手机的潜能，充分利用 j a v a 扩展环境的功能，通过现有g p r s 、c d m a l x 或未来的3 g 无线嘲络和i n t e m e t 互联网络，借助公j r 、稳定的系统业务平台，与属于不同地点的办公审电脑、家 庭电脑进行连接，进而金看电脑t 机的显j j 输出，远程控制机并进行常_ f j 鼠标、 键盘输入操作，从面随时随地与电脑互通信息，畅享远程电脑的数据资源和信息 服务。 本章将从充分分析最终用户的系统实际需求出发，优化用户的最终系统使 用体验，并考虑系统实现的技术可行性，综合上述因素提出m o p c d e s k 移动远程 桌面通信系统的系统需求。 3 1 充分利用互联网，实现广域远程连接 这是m o p c d e s k 系统的第一个系统功能需求。不同于现有的某些解决方案， 本移动远程桌面通信系统必须能够通过i n t c m e t 互联网进行远程的电脑操作。在 实际的“通过手机使用电脑”过程中，用户很少在近距进行这样的电脑操作，因 为在近距时，用户根本没有必要舍弃电脑的键盘和鼠标，而“通过手机使用电脑”。 用户之所以使用m o p c d 嚣k 系统，是因为当时条件不允许或不便借助键盘和鼠标 操作电脑。所以，用户需要使用远程的i n t e m e t 网络连接进行电脑操作，这样， 无论在空间上相距多远，只要远程电脑联入了i n t e m e t 互联网络，且用户的手机 也可以上网，用户就可以实现广域远程网络连接，真正随时随地访问、操作电脑 并进行数据互通。 8 北京邮i u 大学顾l 研究生学学位论文移动终端卜远程桌面通信系统的设计和实现 3 2 充分利用手机屏幕、键盘，显示和操作电脑 众所周知，手机屏幕比p c 电脑屏幕小多了，不可能像p c 电脑那样全屏显 示清晰、易读的绚丽图像；手机的键盘通常也只有有限的几个按键，比电脑配置 的标准键盘按键少多了，不可能将所有的电脑键盘按键都一一对应到手机键盘 上。而上述这两点关系到用户的最终系统使用，因此是m o p c d e s k 系统必须很好 解决的两个大问题。 值得注意的是，虽然手机的屏幕、键盘有上述局限，但是如果仔细分析用 户的系统使用过程，就会发现： 在实际远程监控p c 电脑过程中，用户并不需要把窗口边框、小图标、 桌面背景等图像细节都看得清清楚楚，而只需要简单看明白p c 电脑桌 面具有哪些内容就可以了。相比之下，人们更关心媒体所传达的信息， 如文本、图像轮廓、音视频概貌等，因此其他显示细节不必要非常清晰。 在实际的“通过手机使用电脑”的过程中，用户对电脑的操作主要是通 过鼠标的左右键点击操作、菜单选择操作，和通过键盘的文本输入修 改操作，很少使用键盘组合键、功能键的特殊操作。统计下来，用户真 j 下频繁使用的鼠标、键盘操作并不多，也不复杂。因此，那些很少使用 的特殊操作完全可以放在某个系统功能菜单中备用，而不会给用户使用 带来不便，或影响用户的使用体验。 上述这两点正是m o p c d e s k 系统在手机上进行设计、开发的可行性出发点。 分析到这两点，就可以断定：只要在系统设计时，基于现实情况和用户真实体验 发挥创造力，充分利用手机十足珍贵的屏幕空1 日j 和有限的拨号数字键盘，将远程 电脑上最具有信息量的内容显示出来，并能通过十几个左右的按键模拟常用的鼠 标点击操作、键盘文字操作( 特殊操作通过某个特殊菜单完成) ，就可以非常好 的满足用户“通过手机使用电脑”的系统需要。 3 3 面向所有手机和电脑，不增加用户成本 m o p c d e s k 通信系统可以面向所有手机和电脑，这也是用户选用系统的一个 重要的需求之一。众所周知，大众用户的手机性能千差万别，如果系统只支持某 种特定终端平台，必然限制用户最终的使用范围。而如果系统只能在高端手机 或电脑上运行，则势必增加最终用户的使用成本。因此，考虑到实用推广可行性， 需要设计一种能够充分利用低端手机硬件和普通电脑软硬件环境的通信系统。这 样，m o p c d e s k 通信系统可以面向几乎所有的手机终端，可以在几乎所有的电脑 9 北京邮i u 人学颂i ：研究生学学位论文移动终端j 远程桌面通竹系统的髓计和实现 上安装和运行，就可以在不增加用户的使用成本的前提下，最广泛的普及和推广 m o p c d e s k 通信系统。 在同一时期内，由于p c 电脑平台的软硬件环境差距并不大，因此设计、实 现能够面向所有电脑，兼容低端电脑的p c 系统应用程序并不很困难。但是，在 手机终端领域，同一时期的终端性能却可能干差万别：高端的手机可以流畅的播 放流媒体t v 节目，而低端的手机可能只具有单色屏幕和单调的铃音。因此，系 统需求中“面向所有手机”的要求绝对是一项挑战。 必须认识到，“面向所有手机”并不是指面向任何时代、任何型号功能的手 机，而是面向“市场主流的所有手机”。什么是市场主流的所有手机? 通过问卷 调查和随机采访，结果显示：在手机比较普及的大都市中( 如北京、上海等地) ， 除去约9 的人基本不使用手机( 老人、小孩和经济能力不强的部分学生) 和少 于1 2 的人使用智能手机，其余接近8 0 的用户通常只携带手机。并且，调查 显示，在大家i f 在使用的手机中，价格在7 0 0 元以上，拥有彩屏、j a v a 、 g p r s c d m a l 列3 g 能力的手机所占比例超过8 5 ( 调1 驽结果足8 7 在右) 。 这就是说：m o p c d e s k 通信系统只需要兼容l 述配置的普及的、低端的手机 ( 具有彩屏、j a v a 扩展平台、无线接入能力) ，就是面向市场主三流的所有下机， 就达到了“面向所有手机，兼容低端手机”的需求目标。 为此，不同于前述的系统解决方法，本m o p c d e s k 通信系统的手机侧应用 程序将可以运行在屏幕较小( 最低1 2 8 像素，9 6 像素) 、颜色数较少( 最低1 2 位 色) 、存储空f h j 较小( 最低5 0 k b ) 的可支持j a v ac l d c l om i d p i 0 的低端彩屏 手机终端上( 同时，m o p c d e s k 系统建议用户使用性能更好的手机终端，以便获 得更好的系统使用体验) 。因此，有理由相信m o p c d e s k 系统使每一位用户都可 以使用，并且不会增加用户的使用成本。 3 4 手机上使用操作要方便、简单、快捷 满足了“通过手机使用电脑”的系统功能性要求后，m o p c d e s k 通信系统一 定要吸取类似u b i q u i t o 吣v i e w e r2 0 0 5 软件的经验和教训，必须将系统使用的便 捷性提到较高的高度。这是因为，能否在手机上方便、简单、快捷的对远程电脑 进行操作，直接关系到用户的最终使用体验。可以断言，谁都不会愿意使用一个 需要选择多级菜单才能完成鼠标单击的系统；更不愿意使用需要按动方向键3 0 多次才能定位屏幕显示区域的系统。 基于手机屏幕较小和键盘按键较少的特点，对m o p c d e s k 通信系统在手机 上的操作设计，必须严格依据对用户实际系统使用体验的分析和使用习惯的统 计。正如上文所述，在m o p c d e s k 通信系统设计中，要把模拟鼠标按键直接和键 1 0 北京邮电人学颂i ：研究生学学位论文 移动终端i ：远程桌面通侨系统的设汁和实现 盘对应，以便快捷的完成鼠标操作。同时，还必需设计一种独特的、易记易用的 键盘方案，以适合用户在手机的小屏幕上，对远程p c 电脑桌面的局部区域进行 快速显示切换和放大。这样，用户就可以方便、快捷的切换查看桌面左边的邮件 和修改桌面右边的文档。此外，为了满足用户对终端上文本、图像、音视频片断 等多媒体信息进行编辑的需求，m o p c d e s k 系统还应充分利用手机终端内建的用 户界面u l ( u s e ri n t e r f a c c ) 功能，为文本、图像等媒体信息的编辑提供方便、快 捷、简单的操作方法。 3 5 穿越局域网访问限制，在线即可互通 如上文所述，在保证安全的日u 提下，m o p c d 鹪k 系统需要通过i i l t e m e t 互联 网络进行广域的远程连接。实现手机和网上任意电脑自由连接，就必须要考虑使 m o p c d e s k 系统具有穿越局域网( 内网) 限制的能力，真证实现网上的手机和电 脑“在线即可互通”。“穿透内嘲”的能力足任何一个优秀的刚络应用程序所必须 考虑和实现的功能，它将为m o p c d e s k 通信系统的广泛普及和使用扫清最后一个 障碍。 为了便于管理和安全起见，现实中的网络组织通常都具有内网和外网之分。 公司、学校或小团体内部的计算机之间组成内网，并通过特定的出口网关与外部 的网络互联。在内网中，电脑之间可以彼此自由的进行访问；而一旦内网中的计 算机要访问外部网络，其连接请求就必须统一经过出口网关的检查，只有符合限 定规范的网络通信爿可以通过网关建立连接。这就是说，如果网络应用程序访问 的i p 地址范围、端口范围、协议类型等信息与出 1 网关的限定规范不符，网络 连接就无法成功建立，应用程序就无法有效运行3 1 。 特别典型的是，目前在很多企业内部建立了局域网，网内的电脑必须通过 配置指定的代理服务器p r o x vs e r v e r 爿能在有限的协议、端口范围上( 很多公司 仅，r 放m t p 协议和使用8 0 端口) 访问外部网络。这样的连接方式下，如果不 能穿越内网限制，m o p c d e s k 系统就无法和内网中的计算机建立连接。这样，大 量的用户就无法通过手机使用办公窀的电脑。 因此，考虑到系统的广泛使用需求，m o p c d e s k 通信系统必须能够设计、开 发出一种成功的机制，在不破坏网络安全的i j i 提f ，能够合理的穿越局域网网关 的限制，突破内网的连接屏障，使得最终用户的电脑和手机终端“在线即可互通”。 3 6 可靠验证操作者权限，确保安全访问电脑 m o p c d e s k 系统是一种移动远程桌面通信系统。它可以通过网络远程操作 北京邮电人学坝i 研究生学学位论文移动终端f ：远程粜面通信系统的设计年n 实现 i n t e m c t 互联网上的计算机。i n t e m e t 网络是开放的网络，这就要求m o p c d e s k 系 统必须能够可靠的验证手机登陆用户的操作者权限，借以确保用户对远程电脑信 息的安全访问。 电脑是人们信息时代生活的局部核心。无论是办公室的电脑还是家中的电 脑，都或多或少的存储记录了用户的私人信息。这些信息是具有极高私密性的， 谁也不愿将它们在没有保护的前提下，暴露在公丌的i n i e m e t 互联网络上面。更 何况m o p c d e s k 系统可以全权操作远程电脑，如果电脑操作权落入别有用心的人 手中，用户的私有信息和系统平台的安全就直接受到威胁。因此，m o p c d e s k 系 统必须能够提供操作系统级别的安全性能，以很可靠的方式验证登录手机在本机 上的操作权限，并只允许真正的电脑所有者访问、操作计算机，确保用户所捌有 的电脑系统和私有信息的绝对安全，彻底打消用户对i n t c r t 网络连接的后顾之 忧。 北京邮l b 人学顾i ：研究生学学位论文 移动终端i ：远程桌面通信系统的设计和实现 第四章手机端应用程序的设计和实现 在m o p c d e s k 系统中，主要包括2 个运行在相应终端的应用程序：一个是 手机一端的应用程序，另一个是电脑端的应用程序。它们通过i n t e r n e t 互联网 络进行连接，并相互协作配合，共同完成移动远程桌面通信业务。根据上一章对 m o p c d e s k 移动远程桌面通信系统提出的需求分析，本章具体详述该系统手机端 应用程序的的设计和实现。在本章中，首先较为宏观的提出手机端应用程序总体 的功能设计规划，紧接着详述实现功能需求的设计、开发的具体细节处理。值得 注意的是，在本章中特别提出了“井字模式”及键盘操作设计方案，这是 m o p c d e s k 通信系统独特设计之处，是m o p c d e s k 系统区别于现有其它移动远程 桌面系统解决方案的主要标志。在这些基本设计规划之后，本章还具体给出了该 应片j 程序微观工作原理和j r 发实现的细节。 4 1 应用程序总体功能 在m o p c d e s k 系统手机移动终端应用程序中，包含如下的系统功能： 手机通过无线分组网络接入h i t e m e t 手机通过可靠的t c p i p 进行远程桌面连接 充分利用手机屏幕，显示电脑桌面 充分利用手机键盘，设计手机键盘方案，操作远程电脑 连接目标p c 全景局部以1 0 0 原比例查看p c 桌面 发送鼠标消息、特殊键盘消息 发送文本信息 4 2 功能模块和接口设计 下文将结合下图，对手机端应用程序的功能分解模块作一详述。 北京邮i 乜人学硕l 研究生学学位论文移动终端j ：远程桌面通竹系统的设汁和实现 壁 l ：= ：i f西 图4 一l ：手机端应用程序模块图 如卜图，在m o p c d e s k 通信系统中，移动终端应用程序由多个功能模块组 成。下面对模块功能逐一进彳r 描述： 初始化模块：启动应用程序后第一个运行的模块。它负责初始化应用程 序的运行状态，获取环境参数，设置全局变量。在移动终端一侧，获取 屏幕尺寸、颜色表示位数、h r r p 连接特性等。 连接设置模块：允许用户设置连接i p 地址、端口、验证用户名和密码 等。 远程连接模块：它负责进行实际的m 连接和数据收发。其与电脑端 应用程序互通的网络消息细节可以参见本文第六章第三节。下文还将对 它的实现作进一步的详述。 远程命令生成模块：负责根据终端用户的键盘输入，产生相应的远程命 令，如全屏查看、鼠标点击等命令。 媒体数据生成模块：负责获取指定的文本、图像、音视频片断等媒体信 息，并通过串行化方式将数据编码为适合m 1 甲传输的8 位字节编码( 必 要时建立u l 界面) 。 媒体数据显示模块：将p c 机发送来的媒体信息在终端上进行显示或播 放。 数据打包模块：负责将生成的数据进行叽1 限封装和加密( 根据终端需 要进行必要的x h t m l 扩展和封装，以防止手机终端丢弃该数据) 。准 1 4 北京邮电大学硕l 研究生学学位论文 移动终端j ：远程桌卣通信系统的设计和实现 备交给远程连接模块进行传输。 数据解包模块：根据远程连接模块传递的数据，进行逆向解封装和解密。 并对不同的数据类型分发到不同的模块中，做好不同的处理准备。 桌面图像数据解压缩模块：根据p c 对图像压缩算法的逆向算法，对数 据进行解压缩。 桌面图像数据显示模块：根据得到的桌面数据，在终端屏幕上还原桌面 显示。 数据缓存模块：为了优化用户体验，将近期处理的各种数据信息分别进 行缓存处理，以便加快下一次数据使用时系统的响应速度。 上述的应用程序模块以如下的原理进行工作： 一旦用户启动应用程序，程序就进入仞始化模块进行初始化准备操作，包 括：获取系统终端的屏幕大小、能够显示的颜色数f j ( 颜色深度) 、网络连接性 能等信息，创建必要的j a v a 对象以便厅始程序：i ：作流程。然后，通过连接设置 模块和用户u l 界面获取网络连接信息( 包括i p 地址等) ，得到用户的连接命令 后，通过远程连接模块，借助g p r s c d m a l x 等无线分组网络，进而进入i n t e m e t 网络，发送相应的连接请求进行连接。 如果对方计算机端应用程序启动，在接到连接请求后，计算机端应用程序 就验证用户的操作权限。如果验证通过，计算机同意并应答远程连接模块的连接 请求，壤终会在双方的远程连接模块间建立i n t e m e t 远程连接并进行通信。这时 远程连接模块通知相应功能模块可以丌始币常工作。 手机端应用程序通过远程命令生成模块和媒体数据生成模块生成手机用户 的命令和多媒体数据，通过远程连接模块发送给计算机端应用程序。计算机端进 行响应，并进行相应的计算机操作，并最终把命令执行结果通过远程连接返叫给 手机端。 如果命令返回携带计算机的桌面显示图像，手机端应用程序接收到这些压 缩的桌面图像数据后，会在桌面图像数据解压缩模块和桌面图像数据显示模块 中，对桌面图像数据解压缩并快速重绘在手机屏幕e 进行显示。 如果命令返回携带多媒体数据( 文本、图像和音视频片断等) ，手机端应用 程序获得数据后，通过媒体数据显示模块建立相应的用户界面，对多媒体内容进 行显示和播放。 在整个通信过程中，手机端应用程序会通过数据缓存模块将近期处理过的 数据进行缓存，以便加快下一次数据使用时系统的响应速度。 下面描述一下手机一侧应用程序主要功能模块自j 的接口定义： 北京邮l u 人学硕1 研究生学学位论史移动终端j 远程柴面通信系统的设汁和实现 模块名称输入输出 远程命令生成模块用户按键菜单命