毕业论文——智能手机的数据获取

本科毕业论文智能手机的数据获取Data Collecting of Smart Phone姓名：学号：学院：软件学院系：软件工程专业：软件工程年级：指导教师：职称：二XX 年 X 月摘 要随着手机市场发展的日新月异，智能手机作为一种新潮时尚的产品逐渐受到用户的青睐。当前智能手机市场存在多种品牌，它们主要有：Nokia Symbian 智能手机、Windows Mobile 智能手机、Palm 智能手机、iPhone、Blackberry 等。随着智能手机用户的增长以及各种业务的需要，一种能够支持多种品牌、型号智能手机数据获取的软件便成了一种需求。但是，由于手机的品牌、型号不一，数据格式也有很大差别，这无疑给我们的项目带来了难度；另外，手机项目的测试工作更是要投入很大的成本，因此这个项目的开发将是一个具有挑战性的工作。基于目前项目的进展，本文将针对诺基亚 Symbian 系列手机，以及 Windows Mobile 系列手机的数据提取做出介绍。主要内容如下：1. 介绍主界面的数据结构设计、系统架构。2. 诺基亚系列手机的数据获取。该模块目前必须先安装最新版本的 Nokia PC suite，实现对手机的基本信息、通讯录、短信、彩信、日程管理的获取，并支持手机文件的下载。3. Windows Mobile 系列手机的数据获取。该模块由 PC 端主界面 DLL 调用手机客户端程序，获取手机信息的保持文件到 PC，然后再重构数据。实现对手机基本信息、主人信息、SIM 卡通讯录、本地通讯录、短信、彩信、邮件、任务管理、日程管理、通话记录的获取，同时支持手机文件的下载。本论文将针对以上所述的设计环节对该系统的开发过程进行详细介绍，并将对本系统的主要特点以及应用的主要技术和开发工具进行介绍和分析。关键词：数据获取；Symbian；Windows MobileAbstractWith the developing of cell phone market, Smart Phone is growing as a fashion product that accepted by more and more consumers. Now, there are variant brands of Smart Phone in the market, they mainly contain: Nokia Symbian Series, Windows Mobile Series, Palm, iPhone, Blackberry and so on. With the growing user numbers of Smart Phone and some business requirements, it becomes a strong requirement to develop a system that supports as more brands of Smart Phone. But because the diverse brands and models in current Smart Phone market, even there is no standard of the data format, it undoubtedly increases the difficulty of our developing. Besides, the testing on mobile project cost a lot, so the project is a challenge.Due to the developing progress of project, this thesis is concerned with the Nokia Series and Windows CE Series information collecting.The main work of this thesis goes as follow:1. Introducing the man interface System Architecture, including data structures and module design.2. Introducing Nokia Series data collecting, this module requires installing the latest version of Nokia PC Suite, which supports collecting mobile base information, contacts information, SMS, MMS, Calendar and File Management.3. Introducing Windows Mobile Series data collecting, this module requires a client application that would run on the mobile, which is invoke to run by the PC main interface to create a data detail file in mobile, and then the PC main interface get the file to PC and recreate the information. It supports collecting mobile base information, owner information, SIM Contacts, mobile Contacts, SMS, MMS,Emails, Task Management, Calendar Management, Dial Log and File Management. This thesis will be around all told above through the developing procedure of the system,and I will show more about the features, main techniques and tools of the system. Key Words：Data Collecting; Symbian; Windows Mobile目 录1第一章 绪论 .11.1研究背景及意义 .21.2智能手机简介 .21.3论文的主要研究内容及特色 .41.4论文组织结构安排 .4第二章 手机数据获取系统架构设计 .62.1体系架构 .62.2系统模块功能 .72.3主界面数据结构定义 .82.4功能设计 .9第三章 主要模块的设计与实现 .113.1Nokia Symbian 模块的设计与实现 .113.1.1为什么选择 Nokia PC Suite .113.1.2模块功能架构.113.1.3Symbian.dl 具体设计 .123.2Windows Mobile 模块的设计与实现 .133.2.1模块功能架构.133.2.2PC 端动态库 .153.2.3WM 客户端程序 .15第四章 系统的开发实现及展示 .184.1 系统开发流程 .184.2系统运行功能效果展示 .194.3小结 .35第五章 总结与展望 .36参考文献 .37致谢 .38CONTENTSChapter 1 Introduction11.1 Background and Significance21.2 Research Status and Problems21.3 Main Research and Innovations41.4 Outline of Thesis4Chapter 2 Overall Design of System62.1 System Framework62.2 System Module Specification72.3 Main Interface Data Structure Definition82.4 Function Design9Chapter 3 The Main Modules Design And Implementation113.1 Nokia Symbian Module113.1.1 Why Choose Nokia PC Suite113.1.2 Module Framework113.1.3 Symbian.dll design details123.2 Windows Mobile Module133.2.1 Module Framework133.2.2 PC Platform DLL153.2.3 WM Client Application15Chapter 4 System Developing Process And Exhibition184.1 System Architecture184.2 System Exhibition194.3 Summary35Chapter 5 Conclusions and Future Work36References37Acknowledgements38第一章 绪论第一章 绪论前手机的普及率是如此之高(国内用户已达 5 亿) 1 ，以至获取多种品牌、型号手机数据成了一个非常重要的技术研究领域。而国内这方面尚处于起步阶段，未见有成熟的产品可用。事实上，手机数据获取，其技术难度相对还要低一些，因为数据量有限，空间有限，因此其数据格式是有限的，可解的。现在很多智能手机使用了扩展卡，如 SD 卡等，这些扩展卡一般使用和计算机完全一样的文件系统，主要是 FAT 格式2 ，因此，卡上的数据，是没有任何技术难度的，难就难在如何能够按位将那么多型号而又自成体系的手机内的 RAM、ROM 里的信息全部读取出来3 ，而这又是各个厂家自行设计并保密的，因此，手机如何获取底层数据就成了其难点所在。手机的数据所在如图 1.1 示：图 1.1手机获取数据的地方1第一章 绪论1.1 研究背景及意义随着手机在全球范围内的普及，尤其在中国这个巨大的市场手机用户数量近几年更是膨胀性的增长。而且，由于手机产业的日益发展，特别是只能手机已经不再是单纯的联系设备，而成了一个多功能的智能移动介质，上面的信息将日益增多。虽然一些厂商会发布支持它的部分型号的同步软件，但是对于一些经常要获取多种品牌、型号手机上信息的行业，就要安装大量的软件，而且很可能支持的型号还是很不全面。因此，开发一个支持尽可能多型号智能手机的手机数据获取软件，不管是对手机用户还是对一些行业的办公需要都会有很大的帮助。但是，手机由于品牌众多、型号不一等问题给手机项目带来了相当的难度，因此这是一些有意义而且具有挑战性的工作。1.2 智能手机简介1. 什么是智能手机判定一款手机是否为智能手机，并不是看其是否支持 MP3、是否支持 HTML页面浏览、是否支持外插存储卡等功能，而是看其是否是一款具有操作系统的手机3 。也就是说，我们要看操作系统的程序扩展性，看其是否可以支持第三方软件安装、应用。概括地说，智能手机是一种装置，可以让您拨打电话，而且还增加了功能，您可能会发现它是一个个人数字助理或计算机-举例来说如能够发送和接收电子邮件和编辑 Office 文件。但是，要真正理解什么是智能手机，我们应该从历史说起。一开始，有手机和个人数字助理（或 PDA）。手机用于通话,而不是很多其他功能;而 PDA 产品，像 Palm Pilot，被用来作为个人，便携式组织者4 。掌上电脑可以存储您的联系信息和待办事项清单，并且可以与您的计算机同步。最后，PDA 产品获得无线连接，并能发送和接收电子邮件。手机，与此同时，也有获得信息的能力。 接着 PDA 有移动电话功能，而手机增加了更多的类似 PDA 的（甚至计算机等）的功能。其结果是智能手机5 。2第一章 绪论2. 智能手机的操作系统5 (1)Windows 操作系统SmartPhone 代表品牌：多普达；PPC 代表品牌：多普达，酷派，华硕； WinCE 代表品牌：魅族，夏新（部分机型）。(2)Linux 操作系统Symbian 代表品牌：诺基亚；Linux 代表品牌：摩托罗拉（部分机型）；Palm 代表品牌：奔迈。(3)MAC OSMac OS 代表品牌：IPhone。(4)BlackBerry OSBlackBerry OS 代表品牌：BlackBerry。其中 Nokia 的 Symbian 系列则占据了智能手机最大的市场份额，Symbian 操作系统下的第三方软件开发也早已形成另一种市场。而 Windows 操作系统下的智能手机逐渐扩展为带有我们熟悉的 Windows 桌面系统，即 Windows Mobile 软件平台，近几年，Windows Mobile 系列智能手机不断发展，与 Symbian 的差距在不断减少6 。因此，本文选择了 Symbian 以及 Windows Mobile 这两种代表性的系统为平台的智能手机进行数据获取。3. 为什么难以开发一款有效的智能手机数据获取工具(1) 种类太多，更新太快。恐怕每天都会有新型号出现，这么多厂家，而且还有不同国家销售型号之间的细微差别，所以仅凭一个产品所说的支持几百、几千种型号很难判断到底能力如何；(2) 操作系统。不同手机操作系统又分好几类，每一类系统的数据传输和处理方法又不很相同。但好在操作系统不是难题了，对不同的系统都有相应的工具；(3) 接口。手机的数据线各种各样，接口标准不统一。一般来说，目前销售的手机取证工具都要配几十到上百条线，有特殊制作的，像.XRY 的线就加入了特有的芯片7 ；大多数是采用厂家自带的数据线；(4) 驱动。不同型号又有相应驱动程序，没有驱动程序是很难做到连接和传输的。3第一章 绪论由于存在上述问题，因此很难有一家公司能够真正地将世界所有手机都包含进去。只能做到支持相对多而已8 。1.3 论文的主要研究内容及特色本文主要内容是以 Symbian OS 以及 Windows Mobile OS 数据获取为例研究如何对智能手机的数据获取，并完成具体的系统实现。内容可以包括以下方面：1. 为什么应用 Nokia PC Suite 来辅助我们的开发，不但可以缩短开发周期，而且对 Nokia 系列不同型号手机又能做出很好的支持；2. Symbian OS 手机可以通过 Nokia API 获得什么数据；3. Windows Mobile OS 手机获得数据的实现原理；4. 尚待完善的问题及其解决方法。本文实现的智能手机获取数据的方法不但能支持基本数据获取，还具备以下特色：1. 尽管我们是针对 Symbian 智能手机开发的系统，但它也能够支持 Nokia 系列非智能手机；2. 模块独立性强，对不同系列的手机数据获取分别开发独立的模块，并封装成动态库。各个模块完全可以作为独立的模块应用到其他系统。这给软件维护、测试都带来了很大的方便。1.4 论文组织结构安排本论文共分五个章节，各章节的内容安排如下：第一章绪论，介绍了课题的研究背景及意义手机数据获取系统的研究现状以及存在的问题等，最后简要阐述了本文的研究内容以及特色；第二章系统架构设计，包括了详细介绍系统的主要数据结构，模块组织；4第一章 绪论第三章Nokia 手机数据获取模块的详细设计与实现方案；第四章Windows Mobile 手机数据获取模块的详细设计与实现方案；第五章总结与展望，对项目的主要工作，论文的主要内容进行了总结，并提出了尚待完善的工作，以及解决方案。5第二章 系统架构设计第二章 手机数据获取系统架构设计对系统进行合理的总体设计是软件开发过程中首先要解决的问题。本章系统地分析了手机数据获取系统的具体需求。依据需求和产品设计目标，对其进行了总体设计，划分出各个功能子模块，并对重要模块的功能给进行了详细描述。2.1 体系架构手机数据获取系统是一个 PC 和手机相互连接获取手机数据保存到 PC 并显示出来的桌面应用系统。它主要包括手机端数据获取层、PC 和手机数据交换层、PC 端数据处理层、PC 端界面显示层四个层面。各个层面的主要构成如图 2.1 所示。PC端界面显示层PC端数据处理层Symbian.dllWindowsMobile.dllPC端数据处理层Nokia PC SuiteMicrosoftActiveSyn手机数据获取层Nokia PC SuiteMicrosoftActiveSyn图 2.1体系架构层次图6第二章 系统架构设计(1) 手机端数据获取层，Nokia 模块可以借助 Nokia PC Suite 实现，Windows Mobile模块由探头程序 WM Client 实现。(2) PC 和手机数据交换层，Nokia 模块可以借助 Nokia PC Suite 实现，Windows Mobile 模块由 PC 端 WindowsMobile.dll 动态库监测并获得探头程序 WM Client得到的数据。(3) PC 端数据处理层，根据主界面定义的数据结构转换得到的数据，由 Symbian、 WindowsMobile 两个 DLL 完成。(4) 系统的最上层，实现与用户的交互，提供良好的节目支持，通过调用各个模块来实现系统的功能。2.2 系统模块功能系统的分层只是从整个系统的纵向结构上进行划分。而每个层次由于功能的差异又横向划分为不同的模块。本文采用的方法是将各种系列手机的数据获取封装为 DLL，作为独立的模块被调用。动态连接库，dynamic-link libraries（DLL），是微软公司提供的一项软件技术。它实质上是包含了一些函数和数据的可执行模块，它可以被应用程序（.EXE）或其它 DLL调用8 。这种技术有以下好处：共享资源、节省内存、支持多语种、可重复利用、便于大项目的开发等。比如作为对已往经验总结的载体，动态库得天独厚。在项目开发或编程中，每个人都会积累下很多的经验、技巧和专业资料，它们在特定的领域很有价值。但是随着开发工具的发展、执行平台的升级，已往的这些经验、技巧和资料可能就会被丢弃。其实将它们作为对以前劳动成果的一种总结，汇集到特定的动态库中，不失为一种两全其美的方法。由于动态库与编程语言无关，由此得到的资源可以得到更广泛地应用。作为一种长远考虑，资源的重复利用不但没有使以往的劳动浪费，而且使原来的劳动增值，使工作更有效。本系统将 Nokia Symbian、Windows Mobile 分别封装为 DLL，它们可以作为独立的模块添加或者移除系统。对于本系统中的模块，将在下面的章节分别介绍 Nokia 模块、Windows Mobile 模块。7第二章 系统架构设计2.3 主界面数据结构定义系统界面左边采用树形显示方式，右边为报表方式。因此数据结构主要分为两类：树状节点类型、具体信息类型。其中树状节点类型为统一的数据结构 MOBILENODE,具体信息类型则根据所对应的具体信息采用不同的数据结构。树状节点必须记录其字节点类型，并根据类型获取对应的具体信息。：树状节点类型的数据结构定义如图 2.2。图 2.2 主界面树状节点数据结构其中具体信息节点类型有必要介绍一下地址信息数据结构 ADDRESSINFO 如图 2.3 所示。图 2.3 具体信息中的地址信息数据结构由于不同手机通讯录内容字段差别很大，不可能定义一种固定的格式，因此采用动态显示字段的方法。主要思路为：先将通讯录各字段保存添加到 CSV 格式字符串，以便于格式转换，然后将 CSV 格式转换为界面可解析的数据字符串格式。8第二章 系统架构设计2.4 功能设计在手机数据获取系统的用户层，可以通过选择不同的连接方式、不同的手机型号获取不同手机的不同功能。主要包括：新建案例、打开案例、保存案例、导出报告、添加设备等。如图 2.2 所示。Smart Phone Explorer智能手机数据获取系统新建案例打开案例保存案例导出报告添加设备WindowsNokiaMobile系列Symbian系列相同的文件处理功能息相同日程管理功能簿相同SMS功能信息相同手机地址簿功能本址信基地短信理理机机机彩管管手理理手手机程件簿管管手日文m务址i件S任邮地码卡息识号息信标机人箱箱程信息本个件件日件信收收文名人箱息个件姓收号信信的码列的出出号信序发发型机的称话类载手出电息期下名话话发机电箱日称电息始手动箱名话件件起机电移发箱号发手动件型期移发机箱日手箱止箱稿终邮草稿箱草箱稿商息邮草信造息制址容信住它内其址它它息其息住其信信言语作醒息工提信作工图 2.2 Smart Phone Explorer 系统功能设计图9第二章 系统架构设计系统的总体功能流程为：(1) 运行 Mobile Explorer.exe 进入系统主界面。(2) 点击新建案例后，可以选填案例的各种备注信息。(3) 点击添加后，将进入设备连接界面，可以选择可用的连接方式。将根据选择结果调用不同的模块获得相应的数据。(4) 获取信息过程结束，主界面会自动保存当前案例到程序所在路径的文件夹。(5) 点击导出报告后，将进入自动生成报告过程。目前保存为 Word 格式。10第三章 主要模块设计与实现第三章 主要模块的设计与实现系统的架构设计已经在前一章做出说明。本章将对系统的两个主要模块，Symbian动态库模块以及 WindowsMobile 动态库模块进行详细说明。3.1 Nokia Symbian 模块的设计与实现Nokia Symbian 模块开发之前必须先安装最新版 Nokia PC Suite。3.1.1 为什么选择 Nokia PC Suite作为全球拥有最多消费者的 Nokia 系列手机9 ，如果让我们自己去开发一个可以支持尽可能多种型号的 Nokia 手机，难度是非常大的。幸亏，Nokia 公司自身发布的 NokiaPC Suite，对 Nokia 近几年的手机都有很好的支持。比如，即使是七、八年前的非智能Nokia 手机，也很大部分能与 Nokia PC Suite 进行通信。因此，利用 Nokia PC Suite来辅助我们的开发，无疑会很大程度上减少我们开发的投入。当然，这也会带来部分局限性，但是，我们完全可以通过其他途径来完善。这在后面的章节将会提到。3.1.2 模块功能架构本模块被封装为 Symbian.dll。它主要实现 API 的初始化、获取手机连接以及解析手机数据的功能。其功能调用关系如图 3.1 所示。11第三章 主要模块设计与实现Mobile ExplorerGetSymbianData()Symbian .dllInitA PI()、G etC onnectedD evice()Nokia APINokia PC SuiteGetNokiaDataNokia Mobile图 3.1 Nokia Symbian 模块功能调用关系图如图 3.1 所示，Symbian.dll 作为一个独立的功能模块被系统主界面调用，Symbian.dll里面实现的系统定义功能，则调用 Nokia API 功能函数实现，Nokia API 再通过 Nokia PCSuite 去获取手机数据，并逐层往上传送数据。3.1.3 Symbian.dl 具体设计Symbian 动态库的具体设计如图 3.2 所示。12第三章 主要模块设计与实现SymbianCase+SymbianPhone *+DMHANDLE+InitAPI()+GetConnectedDevice()Symbian.dllSymbianPhone+CONAPI_DEVICE * m_pDevice;+FSHANDLE m_hFS;+CONAPI_DEVICE_GEN_INFO *+ wchar_t m_strSerialNumber16+GetMobileBaseInfo()+GetContacts()+GetCalendars()+GetSMSMessages()+GetMMSMessages()+GetPhoneFolders()Nokia API图 3.2 Symbian 详细设计图SymbianCase 类主要实现初始化 API、获取移动设备连接；SymbianPone 类则实现根据 SymbianCase 得到的设备处理句柄获取对应设备的基本信息、通讯录、SMS、MMS、Calendar、File System 等信息；动态库则调用 SymbianCase 以及 SymbianPhone 获取整个手机信息树到主界面。3.2 Windows Mobile 模块的设计与实现Windows Mobile 模块，在手机端数据获取层，并没有类似 Symbian 的 Nokia PC Suite来获取手机数据，因此必须开发一个手机端运行程序 WMClient 来实现手机端数据获取。3.2.1 模块功能架构Windows Mobile 手机数据获取，主要由 PC 端动态库 WindowsMobile.dll、手机端动态库 WMPCEvoke.dll 以及手机客户端数据获取程序 WMClient.exe 协作完成。其功能调用关系如图 3.3 所示。13第三章 主要模块设计与实现WindowsMobile.dllMobile ExplorerGetWindowsMobileData()RunWMApplication()WMPCEnovke.dllCreateProcess()WMClient.exeInitAPI()Windows Mobile SDKMicrosoft Active SyncData SynchronizeWindows Mobile图 3.3 Windows Mobile 模块功能调用关系图如图 3.3 所示，由于 PC 端程序是根据