基于Android平台WIFI侦测及位置分析

湖南工业职业技术学院学生毕业设计湖南工业职业技术学院毕业设计课题名称基于ANDROID平台WIFI侦测及位置分析系（院）名称信息工程系专业及班级移动应用S20131学生姓名李明学号46指导教师李俊成完成日期2015年12月6日湖南工业职业技术学院学生毕业设计摘要数据显示，中国已经成为WIFI需求量最大的市场。WIFI在中国的渗透率达到218。到2016年，预计中国将新增11亿个WIFI家庭，占全球WIFI家庭总量的31。随着笔记本、智能手机、平板电脑、智能手表等上网终端的普及，无线上网已融入到人们的工作学习和日常生活当中。许多城市道路上已基本覆盖WIFI,给人们带来方便的同时也带来了巨大的安全隐患，如通过伪造热点能获取用户网络账户密码、收集用户的信息、植入木马。在无线WIFI被肆意恶意利用的形势下，通过WIFI泄密和窃密的事件屡见不鲜。在WIFI网络普及的今天，人们迫切需要一个能够侦测周边WIFI安全的软件。本软件是基于市场占有率最高的ANDROID系统开发的，只需要一部ANDROID系统的手机即可直接运行，不需要外接其他设备，这样便可大大减少了人们设备的支出费用。只要掏出手机，便可随时随地的侦测身边的WIFI。关键字WIFI、终端、ANDROID系统、网络账户密码、用户信息、植入木马湖南工业职业技术学院学生毕业设计I目录作品简介1第一章项目开发计划21引言211编写目的212背景22项目概述221工作内容223产品224测试325验收标准33实施计划331进度332关键问题34支持条件341ANDROID系统支持342硬件支持343开发软件3第二章需求分析说明书41引言411编写目的42任务概述421目标422对功能的规定423功能流程描述43系统目标64产品质量需求65用户的特点66需求规定661对定位精度的规定67运行环境规定671设备要求772支持软件773运行环境7开发环境7湖南工业职业技术学院学生毕业设计II客户机7第三章概要设计81编写目的82运行环境83总体设计831系统总图结构图832功能需求与程序的关系94系统维护设计941系统出错处理设计出错信息及补救措施10第四章详细设计说明书111编写目的112系统结构图113程序层次结构表123模块功能13第五章系统功能模块设计151编写目的152背景153程序设计说明1531程序描述1532功能1533功能实现1634算法17第六章测试分析报告261编写目的262测试的主要内容2621单元测试2622集成测试2623确认测试2624系统测试2625功能测试2626性能测试2727界面测试273测试用例28参考文献31湖南工业职业技术学院学生毕业设计1作品简介本软件的名称为WIFI侦测及位置分析APP，它是一款用于查看身边WIFI强度和名称，帮助你了解身边WIFI的软件。它可以帮助你更有效的查看身边WIFI的情况，和显示WIFI信号强弱，让你更好更轻松的选择想要链接的WIFI。本软件由7个模块组成接入点列表，可以看到你目前所连接的WIFI，和其他检测到的WIFI信号和信息，长按列表的某一项，可以查看详情，也可以链接，同时可以尝试破解该WIFI密码，验证它的安全性。侦测WIFI，是一个辅助功能，它可以记录你走过地方的WIFI信号最强的位置。WIFI地图，它可以显示你之前侦测过的所有WIFI信号的位置，让你更明确的了解那些WIFI的具体位置。WIFI雷达，可以更有效的显示WIFI的方位。寻找WIFI，用于室内更精确的寻找WIFI的方位，有动态图像显示信号强弱，也可以选择声音来辅助你寻找到WIFI的位置。信号强度图，以图像的方式，展示所侦测到的所有WIFI信号，更直观的展现出来，也可以查看某一个信号强弱图，以及设置扫描间隔。湖南工业职业技术学院学生毕业设计2一、项目开发计划1、引言11编写目的本报告的主要作用是确定各个项目模块的开发情况和主要的负责人，供各项目模块的负责人阅读，做到及时的调整，按步有序进行项目的开发，减少开发中不必要的损失。12背景如今社会人人都十分依赖WIFI，因为不仅是手中的手机，又或者是电脑，甚至是平板电脑都需要连接WIFI才可以进行网络服务功能。因此人们越来越重视无线WIFI的重要性。我们就此问题提出一个高效、便捷、完善、安全性好的系统。2、项目概述21工作内容移动端无线WIFI侦测及位置分析针对的用户是各种群体。相应的内容有主要包括WIFI定位侦测、折线图、雷达图、网络拓扑结构四大功能。能够侦测出附近隐藏及非隐藏的WIFI。对侦测到的WIFI,能够进行安全性验证，例如弱口令破解，或者利用协议漏洞等实现入侵，从而探知其安全性。3、对于已知密码的WIFI，登陆进去，然后绘制出其当前的网络拓扑图，包括连接到该WIFI上的所有设备的名称，MAC地址和IP地址。4、将侦测到的WIFI的地理位置（取信号最强处的位置）及相关信息如MAC地址存储下来，可随时在地图上查看（通过调用百度地图API）。23产品231程序移动端无线WIFI侦测及位置分析，由ANDROID编程语言编写而成。配合湖南工业职业技术学院学生毕业设计3SQLITE数据库具体功能待写入,模块化。24测试241服务版本在需要的时候做出升级242非移交的产品该系统的测试版本以及还未完善的版本等等，均可不必交给用户25验收标准有好的外观，以及该具备的功能。用户体验感好，不会出现操作上的异常。3、实施计划31进度（如表11所示）表11实施进度表计划阶段完成事项完成时间开发阶段项目开发计划书的完成11月9日11月12日需求分析阶段系统需求说明书完成11月13日11月14日设计阶段系统设计说明书11月15日11月17日编码实现项目的形成11月9日11月25日测试阶段测试计划和BUG跟踪列表12月5日32关键问题雷达定位、经纬度的精确获取。整个项目的模块整合。4、支持条件41ANDROID系统支持ANDROID422以上42硬件支持电脑、ANDROID手机一台43开发软件ECLIPSE湖南工业职业技术学院学生毕业设计4二、需求分析说明书1、引言11编写目的本文档对移动端无线WIFI侦测及位置分析系统的设计进行描述，这个文档给软件开发提供了详细需求说明，帮助软件设计人员了解功能模块的设计。在明确的目标和功能，为编码人员对移动端无线WIFI侦测及位置分析系统有个统一得理解。2、任务概述21目标用户使用过程中能检测周边各类无线环境的安全性从而能够放心运行各类无线应用；能够检测周边的合法、非法无线源、无线接入终端等，并进行无线安全验证以避免不必要的信息泄露；具备足够多的WIFI热点数据库，连接无线者就可以快速定位自己的位置，而数据库拥有者也可以向连接者推送大量的增值服务。能侦测出赛场内所有WIFI以及其安全性,并将侦测到的WIFI的信息及其地理位置信息显示在地图上。需要能够通过信号强度等方式找到该WIFI发射器的大体位置。22对功能的规定用列表的方式，逐项定量和定性的叙述对软件的功能要求，说明输入什么量、经怎么样的处理、得到什么的输出，说明软件应支持的终端数的应用支持操作的用户数。23功能流程描述（如表21所示）功能需求本系统有WIFI定位侦测、折线图、雷达图、网络拓扑结构图六大功能。每项有若干项子功能。WIFI定位侦测（1）侦测出附近隐藏及非隐藏的WIFI。（2）对侦测到的WIFI,能够进行安全性验证。（3）能找到某个活跃WIFI的发射源。折线图湖南工业职业技术学院学生毕业设计5（1）将活跃的WIFI，每个WIFI用一条曲线表示。（2）图的纵轴为信号值，横轴为时间轴。雷达图（1）以该侦测设备为中心绘制动态雷达侦测图。（2）将侦测到的活跃WIFI以点的形式标注在该图上。（3）能够侦测出信号的强弱和位置的远近。表21功能流程描述表基于ANDROID平台WIFI侦测及位置分析检测出身边隐藏及非隐藏的WIFI1、显示已连接WIFI的详情2、WIFI连接3、相同信号进行合并4、WIFI列表不同排序规则对弱密码WIFI发射源破解后检测安全性1、选择某WIFI信号进行安全性尝试2、自动对所有WIFI信号进行安全性尝试侦测WIFI的地理位置1、地理位置获取2、扫描出移动过程中WIFI的数据3、存储最强信号地理位置4、在地图上显示侦测到的位置以侦测设备为中心绘制动态雷达1、信号强度越强离中心位置越近2、根据手持设备的方向动态绘制信号源的位置3、显示所在位置的地址及设备方向绘制信号强弱历史图1、以纵坐标为信号强度，横坐标为时间2、明显的区分出不同发射源的历史曲线3、根据需求显示指定信号源4、可以设置不同的绘制速度能够找到某个活跃WIFI的发射源1、选择某发射源2、实时显示信号源的信号签到3、偏离发射源提示用户湖南工业职业技术学院学生毕业设计63系统目标（1）实现需求分析阶段提出的所有功能。（2）界面清晰明朗，使用方便，用户体验感好。4产品质量需求表21产品质量需求表主要质量属性详细要求正确性消息在不同系统平台之间进行传递和显示时不会出现乱码现象可靠性应用程序异常退出及崩溃的机率小于等于5性能，效率用户操作延迟时间小于等于5秒易用性简单安装，操作简便安全性保证用户的信息在传输过程中不被窃取、不会泄漏至外网可扩展性可在当前需求基础之上进行功能上的扩展兼容性可运行在大多数主流的硬件环境中5、用户的特点用户只需要简单的操作，可以简单明了看懂一些文字及图片的说明即可，无需掌握任何专业的知识。6、需求规定61对定位精度的规定软件需要对地理位置的处理及存储，所以应开启手机GPS的最高定位精度，来保证软件采集数据的精准度。由于手机定位精度的限制，手机侦测到的WIFI地理位置可能随着定位精度而引起定位的整体偏移7、运行环境规定湖南工业职业技术学院学生毕业设计771设备要求设备需要为ANDROID40以上系统的手持设备（手机、平板），需要有WIFI和GPS模块72支持软件开发使用操作系统可以为WINDOWS、LINUX、MACOS。开发及编译为ECLIPSE。73运行环境网络及硬件,4G，CPUCOREI5，硬盘500G开发环境ECLIPSE编译器客户机ANDROID422及以上系统湖南工业职业技术学院学生毕业设计8三、概要设计1、编写目的本文档将概要描述基于ANDROID平台WIFI侦测及位置分析中的功能模块。主要包括WIFI定位侦测、折线图、雷达图、网络拓扑结构四大功能。包括总体设计、接口设计、系统数据设计、和系统出错设计等。该文档的读者是系统设计人员、软件开发人员、和项目评审人员。2、运行环境（1）硬件环境PC和ANDROID手机一台（2）软件环境WINDOWS2003/2000/XP/7/8（3）开发环境ECLIPSE。3、总体设计31系统总图结构图与系统功能表WIFI侦测定位系统内容图31系统模块图湖南工业职业技术学院学生毕业设计9表31系统功能表系统名称模块功能WIFI侦测定位APPWIFI定位侦测（1）能找到某个活跃WIFI的发射源。对WIFI信号从强到弱依次排序。（2）侦测出附近隐藏及非隐藏的WIFI。对侦测到的WIFI,能够进行安全性验证。折线图（1）将活跃的WIFI，每个WIFI用一条曲线表示。图的纵轴为信号值，横轴为时间轴。雷达图（1）以该侦测设备为中心绘制动态雷达侦测图。将侦测到的活跃WIFI以点的形式标注在该图上。（2）能在百度地图中实现步行检索、驾车带路等功能。地图（1）对已知的WIFI可以自动绘出相应的网络拓扑图。（2）获取连接WIFI设备的设备名称。（3）获取连接WIFI设备的MAC地址和IP地址。（4）实现在地图上查看WIFI的地理位置。关于（1）WIFI侦测定位系统的相关信息等动能。32功能需求与程序的关系（如表32所示）表32功能需求与程序关系表功能需求程序单元模块WIFI列表显示WIFIADMIN（获取WIFI信息）折线图LINNERCHART（绘制坐标系的点）ABSTRACHAR（绘制坐标系）地图BASEACTIVITY（验证KEY值）雷达扫描WIFILOCATION（获取WIFI经纬度）BASEACTIVITY（获取手机经纬度）GAMEVIEW（绘制雷达效果图）第一安装画面BASESETUPACTIVITY下拉刷新控件REFRESHABLEVIEWWIFI是否可用WIFIISUSABLE4系统维护设计湖南工业职业技术学院学生毕业设计10软件的维护主要是软件功能的维护。对于软件功能方面的维护，由于我们采用的是模块化的设计方法，每个模块（窗口）之间相互独立性较高，这样对软件的维护带来了很大的方便，对于单独功能的修改只需修改一个窗口就行了。而对于功能的添加，只要再添加菜单项的内容即可。我们将根据用户的的要求和反映，定期的对软件进行维护修改。41系统出错处理设计出错信息及补救措施当系统正在进行WIFI数据读写操作时，发生系统软硬件或网络故障。此时，由数据库自动恢复数据，或提示用户、指导用户正确的恢复数据，以保持数据的完整性。恢复及再启动技术说明将使用的恢复再启动技术，使软件从故障点恢复执行或使软件从头开始重新运行的方法。湖南工业职业技术学院学生毕业设计11四、详细设计说明书1、编写目的本文档是编码人员代码编写的基础。说明一个软件系统各个层次中的每个程序（每个模块或子程序）的实际考虑，为程序员编写程序提供依据。2、系统结构图（如图41图42图43图44）图41WIFI模块图图42折线图模块图湖南工业职业技术学院学生毕业设计12图43地图模块图图44雷达模块图3程序层次结构表（表41所示）表41程序层次结构表子系统名称模块类名WIFIWIFI列表FIRSTTABWIFI工具类WIFIADMINWIFI密码连接WIFIPASSINFOWIFI信号及安全性WIFITYPEINFO折线图SECONDTAB湖南工业职业技术学院学生毕业设计13折线图画坐标系ABSTRACTCHART画点LINNERCHAR地图地图显示FHREETAB得到手机坐标PHONELOCATION得到WIFI坐标WIFILOCATION雷达图雷达FOURTAB画出雷达RADERVIEW得到WIFI坐标系统附加功能判断用户是否是第一次进入WIFILOCATION第一次进入LOGIN第二次进入SETUP1ACTIVITY关于STARTVIEW3模块功能表42WIFI功能表程序名称WIFI标识符WIFIITEM相关数据表无输入手动触屏输出WIFI列表程序处理说明根据自己的需要选择功能。点击先对信号强的WIFI连接。连接之后再次点击WIFI名称可以显示WIFI的相关信息表43折线图功能表程序名称折线图标识符无相关数据表无输入手动触屏按钮输出折线图程序处理说明1将活跃的WIFI，每个WIFI用一条曲线表示。图的纵轴为信号值，横轴为时间轴。湖南工业职业技术学院学生毕业设计14表44地图功能表程序名称地图标识符MAP相关数据表无输入手动触屏按钮输出地图程序处理说明1获取连接WIFI设备的设备名称。2获取连接WIFI设备的MAC地址和IP地址。3实现在地图上查看WIFI的地理位置。表45雷达图功能表程序名称雷达图标识符RADERVIEW相关数据表无输入手动触屏按钮输出雷达图程序处理说明1以该侦测设备为中心绘制动态雷达侦测图。将侦测到的活跃WIFI以点的形式标注在该图上。2能在百度地图中实现步行检索、驾车带路等功能。湖南工业职业技术学院学生毕业设计15五、系统功能模块设计1编写目的此文档更好的帮助开发者快速了解整个软件的设计框架及逻辑思维。有助于开发者后期维护和调试2背景数据显示，中国已经成为WIFI需求量最大的市场。WIFI在中国的渗透率达到218。到2016年，预计中国将新增11亿个WIFI家庭，占全球WIFI家庭总量的31。随着笔记本、智能手机、平板电脑、智能手表等上网终端的普及，无线上网已融入到人们的工作学习和日常生活当中。许多城市道路上已基本覆盖WIFI,给人们带来方便的同时也带来了巨大的安全隐患，如通过伪造热点能获取用户网络账户密码、收集用户的信息、植入木马。在无线WIFI被肆意恶意利用的形势下，通过WIFI泄密和窃密的事件屡见不鲜。同时广大用户需要一种设备能够便捷的检测周边各类无线环境的安全性从而能够放心运行各类无线应用（例如移动支付等）；另外企业也需要能够检测周边的合法、非法无线源，合法、非法无线接入终端等，并进行无线安全验证以避免不必要的信息泄露；为了保障国家秘密的安全，就有了便携式WIFI侦测工具的需求。3程序设计说明31程序描述程序主要实现了对WIFI信号情况及安全性的图像化显示。随着WIFI的普及，WIFI的安全问题日益凸显，本软件可以方便快捷的检测身边WIFI安全性及其信号情况。软件退出后会结束所有后台及使用过的传感器，节约用户的宝贵电量。32WIFI功能图（如图51所示）湖南工业职业技术学院学生毕业设计16图51WIFI功能图33功能实现331接入点列表首先打开软件检查WIFI的状态，根据WIFI状态提示用户一些操作。然后根据扫描到WIFI接入点将这些接入点的信息存储起来，然后用可扩展列表显示，列表项设置一个自定义视图形象显示每次刷新到的信号值。相同网络名的接入点归为一起，每隔几秒自动重新扫描周围热点并刷新显示列表。长按列表项可以查看对应接入点的详情和连接操作等。332破解WIFI通过对WIFI连接状态广播的监听，不断尝试新的连接密码。广播动态进行注册，在ONRESUME中开启广播，在进入到ONPAUSE中结束广播，节约资源。可以进行自动还是手动的选择，手动模式下用户手动选择一个WIFI信号进行破解，自动模式会依次对扫描到的WIFI进行破解。对破解或未破解出要给出提示，自动破解结束提示用户。湖南工业职业技术学院学生毕业设计17334侦测WIFIWIFI侦测通过对WIFI强度、行走路线的记录来计算出在哪个方位信号强度最强和出现最强信号处的地理位置，由于室内GPS定位精度差，难以捕捉人们行走的路径及距离。转而通过手机的加速度传感器来计算出行走的距离，获取方向传感器的数据来进行行走方向的甄别。数据库的存储以WIFI的MAC地址为主要区别对象，当采集的WIFI数据在数据库中已经存在时，若此时信号更强则更新数据。每次侦测结束后要把本次的侦测位置记录下来，作为侦测历史。335WIFI地图从数据库中读取WIFI位置数据，并将获得的数据绘制到地图上。对于传感器的使用要在使用时开启，不使用的时候及时关闭，减少耗电。你用方向传感器的数据来实时改变定位的箭头指向。336WIFI雷达雷达旋转的动画使用图片旋转，数据从数据库中检索当前搜索到的WIFIMAC地址来获取经纬度，以当前定位的GPS位置和存储下来的WIFI位置进行计算来获得WIFI和手持设备的位置角度。动态绘制到雷达背景图上。获取手机方向，当用户转动方向时，改变绘制的位置以保证方向的正确性。并在屏幕上显示出当前用户的朝向。337寻找WIFI添加选择介入带你按钮让用户选择寻找那个接入点。根据接入点的信号强度来用声音提示用户是否接近热点。338信号强度图不同接入点用不同颜色的曲线描绘信号趋势图，添加可以高亮显示选择的那个接入点的趋势图，添加过滤接入点只显示要显示的接入点趋势图，用户可以设置扫描间隔来改变扫描速度34算法341接入点列表（如图52所示）湖南工业职业技术学院学生毕业设计18图52接入点列表流程图每次获取到信号值都存入LINKEDLIST里访问删除高效，有新数据再清空数据集填入新数据再通知刷新列表界面。湖南工业职业技术学院学生毕业设计19图53WIFI破解流程图342破解WIFI通过检测广播“ANDROIDNETWIFISTATE_CHANGE”，来判断WIFI是否连接成功，自动破解时利用函数的相互调用来实现循环破解。破解前检测是否已经连入WIFI，已连接则断开此WIFI连接。破解结束未破解成功则连接之前断开的WIFI。344侦测WIFI（如图54所示）湖南工业职业技术学院学生毕业设计20图54侦测WIFI室内GPS的精度有限，不能够满足定位需求，所以使用加速度传感器来感知移动的步数，同过对身高计算出步长来得出所行走的距离（步长身高155911/264），获得手机方向传感器的数据来分析行走的方向，以第一次的定位处为坐标系的原点，移动的轨迹先以坐标的形式存储在链表中，之后计算每0000001度的实际距离，来计算出移动轨迹的实际经纬度的坐标。将侦测时第一次定位的坐标和地址存储到本地中，作为侦测历史。345WIFI地图（如图55所示）湖南工业职业技术学院学生毕业设计21图55WIFI地图利用百度地图的接口来实现地图的显示，对布局的定位和放大缩小控件监听来实现地图的控制。监听地图的状态改变事件，当放大、缩小到最大级别时，按钮呈现灰色。绘制在地图上的WIFI泡泡点击显示出具体的信息如MAC地址、SSID等。点击其他位置需要隐藏泡泡弹出框。在菜单上添加侦测历史入口，当点击侦测历史的其中一条是，以INTENT消息传递给地图，地图接受消息后将地图中心位置调整到所点击的侦测位置。346WIFI雷达湖南工业职业技术学院学生毕业设计22图56WIFI雷达使用自定义IMAGEVIEW为背景，动态绘制出WIFI点，利用经纬度来动态计算角度，将雷达范围分为四个象限，当在第一象限时ANGLEMATHATANMATHABSYAYB/MATHABSXAXB/MATHPI180第二象限时ANGLEMATHATANMATHABSYAYB/MATHABSXAXB/MATHPI180180第三象限时ANGLEMATHATANMATHABSXAXB/MATHABSYAYB/MATHPI18090第四象限时ANGLE90MATHATANMATHABSXAXB/MATHABSYAYB/MATHPI180建立极坐标系，根据直角坐标值转换极坐标公式计算出所要显示的坐标。347寻找WIFI湖南工业职业技术学院学生毕业设计23图57寻找WIFI根据刷新到的信号值来确定提示音的播放频率。348信号强度图（如图58所示）湖南工业职业技术学院学生毕业设计24图58信号强度图启动线程刷新扫描数据，列表存储接入点信号值，自定义视图里绘制坐标底图和所有接入点曲线。添加过滤后的接入点缓存，防止数据异步访问，刷新到几个接入点就绘制几个曲线图和高亮显示按钮35注释设计湖南工业职业技术学院学生毕业设计25首部为编写代码作者信息，分支点为各函数的作用，变量的注释为其主要作用及值的意义。36限制条件程序必须在WIFI打开和GPS打开的情况下才能正常工作。湖南工业职业技术学院学生毕业设计26六、测试分析报告1编写目的有利于今后软件开发者阅读原程序，根据测试提供的数据和结果，分析原代码，掌握各函数的功能和局限性。从而缩短软件开发者的开发时间和所消耗的精力、资金。2测试的主要内容为了保证测试的质量，测试过程包括单元测试、集成测试、确认测试、系统测试。21单元测试主要是检查每个程序模块是否正确实现了规定的功能。22集成测试集成测试是在单元测试的基础上面，将所有模块按照软件设计要求组成系统并进行测试的过程，测试系统的开发过程中各部分工作是否达到相应的要求。23确认测试确认测试也称为有效测试，它是在模拟的环境下，运用黑盒测试的方法，检验开发完毕的软件是否满足软件需求规格说明书的要求。24系统测试它是针对整个系统进行的测试。目的是检查软件能否与系统的其余部分协调运行，并且实现软件需求规格说明书的要求。25功能测试经测试该软件系统的在ANDROID40以上系统运行、WIFI定位侦测、折线图、雷达图、地图能在有网络的环境下使用，建议最优使用环境是有WIFI的条件下，软件的质量可以达到保证。湖南工业职业技术学院学生毕业设计2726性能测试经测试该软件处理事物的速度快捷，安装在手机上运行良好。27界面测试（如图61图62图63图64所示）经测试该软件系统的易用性较强，可操作性强，流畅度好。图61WIFI列表测试图图62折线图测试湖南工业职业技术学院学生毕业设计28图63地