基于安卓平台的远程监控linux系统设备设计

孙仲扬

摘要：越来越多的设备使用linux作为操作系统，为了实现对设备的远程监控与诊断，一般都将设备接入互联网（或者局域网），再由一台电脑接入该网络进行远程登录，达到数据交换，传输的目的。

如今，安卓手机已经相当普及，由于操作手机的便捷性，人们操作电脑的时间越来越少，使用手机越来越多，本设计基于安卓系统平台，实现对linux系统设备进行远程监控，及时发现设备问题，便于设备使用人员及管理人员使用，并且对数据进行存储，并且有利于之后对数据进行进一步分析挖掘。

关键词：远程登录;远程监控;linux系统设备

中图分类号：TP277   文献标识码：A   文章编号：1672-9129（2020）16-0038-02

方案设计与实现：

1 ssh 远程登录

1.1 ssh简介。SSH[1] （Secure Shell，安全协议外壳）是由 IETF （ Internet Engineering Task Force，国际 互联网工程任务组）制定的一族协议，提供安全远程登录、安全文件传输等网络服务功 能，还可以为其它应用层协议提供安全“通道”。SSH 对服务端和客户端提供相互的 身份验证功能，并且保证传输数据的加密性和完整性。使用 SSH 还有一个额外的优点：它会压缩传输的数据，缩短传输所需的时间。SSH 协议的软件程序由客户端和服务器两部分组成，以网络应用层和传输层为基础 [2]。

1.2 ssh验证。从客户端来看，SSH提供两种级别的安全验证。

第一种级别（基于口令的安全验证）

只要你知道自己帐号和口令，就可以登录到远程主机。所有传输的数据都会被加密，但是不能保证你正在连接的服务器就是你想连接的服务器[3]。可能会有别的服务器在冒充真正的服务器，也就是受到“中间人”这种方式的攻击。

第二种级别（基于密匙的安全验证）

需要依靠密匙，也就是你必须为自己创建一对密匙，并把公用密匙放在需要访问的服务器上。如果你要连接到SSH服务器上，客户端软件就会向服务器发出请求，请求用你的密匙进行安全验证。服务器收到请求之后，先在该服务器上你的主目录下寻找你的公用密匙，然后把它和你发送过来的公用密匙进行比较。如果两个密匙一致，服务器就用公用密匙加密“质询”（challenge）并把它发送给客户端软件。客户端软件收到“质询”之后就可以用你的私人密匙解密再把它发送给服务器。

用这种方式，你必须知道自己密匙的口令。但是，与第一种级别相比，第二种级别不需要在网络上传送口令。

综上所述，选用安全的ssh协议来登录linux设备。验证方式由于验证的数控机床只支持账号和口令的方式，所以选用第一种方式。

1.3 ssh库选用。在本项目中引入jsch库，jsch 是一个基于ssh的java库，可以支持安卓设备用于ssh登录以及文件传输，shell脚本操作，由于android基于java语言进行开发，所以可以以导入jar包的方式导入jsch库。

1.4异步任务库选用。

此外，还有一个很重要的库。Rx（ReactiveX，响应式编程）是一种事件驱动的基于异步数据流的编程模式，整个数据流就像一条河流，它可以被观测（监听），过滤，操控或者与其他数据流合并为一条新的数据流。而RxJava是.Net Rx在JVM上的实现。RxJava可以应用于大部分基于JVM的语言，如Scala，Groovy等。

Rxjava引入，用于异步任务操作，并且可以在主线程子线程中切换，因为连接，传输文件属于耗时操作，不能够在主线程中進行，rxjava还带有错误处理机制，在连接错误的时候可以进行处理。

RxJava特点

·函数响应式编程

·异步

·事件驱动的

·基于观察者模式

·专门的出错处理，当使用RxJava出现错误时，它不会直接抛出异常，而是会执行OnError（）方法;

·并发，可以很容易实现多线程

1.5建立连接。

private void initPingCNCData（final String ip， final String password， final CallbackContext callbackContext）{

Observable.create（new Observable.OnSubscribe（） {

@Override

public void call（Subscriber<？ super String> subscriber） {

//1.ping device，检测对方ip是否能联通

boolean res = AllUitls.ping（ip， 3）;

//2.建立session连接

JSch jsch = new JSch（）;

try {

session = jsch.getSession（HOST， ip， 22）;

session.setPassword（password）;

session.connect（）;

int result = 0;

//根据返回值判断是否连接成功

if （！res） {

callbackContext.error（"connectfalse"）;

} else {

subscriber.onNext（"Device connected"）;

//建立连接完成，可读取数据

getFilesInfo （session）;

subscriber.onCompleted（）;

}

} catch （JSchException e） {

e.printStackTrace（）;

}

}

}

}）.subscribeOn（Schedulers.io（））

.timeout（20， TimeUnit.SECONDS）

.observeOn（AndroidSchedulers.mainThread（））

.subscribe（new Subscriber（） {

@Override

public void onError（Throwable throwable） {

callbackContext.error（"connectfalse"）;

}

@Override

public void onNext（String str） {

//连接成功，接下来的工作在这里进行

}

}）;

}

2 scp读取文件

scp是secure copy的縮写，是用来进行远程文件拷贝的。数据传输使用 ssh，并且和ssh 使用相同的认证方式，提供相同的安全保证。

scp命令是 SSH 中最方便有用的命令了，试想，在两台服务器之间直接传送文件，仅仅用 scp 一个命令就完全解决了。你可以在一台服务器上以 root 身份运行 #scp servername：/home/ftp/pub/file1 ./ 这样就把另一台服务器上的文件 /home/ftp/pub/file1 直接传到本机器的当前目录下，当然你也可以用 #scp /tmp/file2 servername：/boot 把本机上的文件 /tmp/file2 送到另一台机器的 /boot 目录下。而且整个传送过程仍然是用 SSH 加密的

private int getFilesInfo（String fileFullPath， Session session） {

int res = -1;

String[] arg = new String[2];

arg[0] = fileFullPath;

arg[1] = cordova.getActivity（）.getFilesDir（） + File.separator + temp;

int count = 3;

do {

res = ScpFrom.scpFrom（arg， session）;

count--;

} while （res ！= 0 && count ！= 0）;

return res;

}

3 安卓设备读取xml文件并解析

可扩展标记语言，标准通用标记语言的子集，是一种用于标记电子文件使其具有结构性的标记语言。

在电子计算机中，标记指计算机所能理解的信息符号，通过此种标记，计算机之间可以处理包含各种的信息比如文章等。它可以用来标记数据、定义数据类型，是一种允许用户对自己的标记语言进行定义的源语言。它非常适合万维网传输，提供统一的方法来描述和交换独立于应用程序或供应商的结构化数据。是Internet环境中跨平台的、依赖于内容的技术，也是当今处理分布式结构信息的有效工具。早在1998年，W3C就发布了XML1.0规范，使用它来简化Internet的文档信息传输。

Pull解析XML：

Xml pull提供了开始元素和结束元素，当某个元素开始时，我们可以调用parser.nextText从XML文档中提取所有字符数据。当解释到一个文档结束时，自动生成EndDocument

常用接口类：XmlPullParser， XmlSreializer， XmlPullParserFactory

特点是代码实现较为简单，非常适合移动设备，安卓系统内置pull解析器，而且安卓系统内部默认使用pull来解析xml文件

case XmlPullParser.START_TAG：

if （parser.getName（）.equals（"Name"）） {

String temp = parser.nextText（）;

if （temp.contains（"SINUMERIK"）） {

res += "{＼＼＼＼"name＼＼＼＼"：＼＼＼＼"" + temp + "＼＼＼＼"，";

}

} else if （parser.getName（）.equals（"MLFB"）） {

res += "＼＼＼＼"mlfb＼＼＼＼"：＼＼＼＼"" + parser.nextText（）+ "＼＼＼＼"，";

}

else if （parser.getName（）.equals（"SerialNo"）） {

res += "＼＼＼＼"serialno＼＼＼＼"：＼＼＼＼"" + parser.nextText（）+ "＼＼＼＼"，";

}

else if （parser.getName（）.equals（"HW-ID"）） {

res += "＼＼＼＼"hwid＼＼＼＼"：＼＼＼＼"" + parser.nextText（）+ "＼＼＼＼"，";

finishFlag = false;

}

break;

case XmlPullParser.END_TAG：

break;

4 将解析出来的信息存入安卓本地sqlite数据库

SQLite是一款轻型的数据库，是遵守ACID的关系型数据库管理系统，它包含在一个相对小的C库中。它是D.RichardHipp建立的公有领域项目。它的设计目标是嵌入式的，而且目前已经在很多嵌入式产品中使用了它，它占用资源非常的低，在嵌入式设备中，可能只需要几百K的内存就够了。它能够支持Windows/Linux/Unix等等主流的操作系统，同时能够跟很多程序语言相结合，比如 Tcl、C#、PHP、Java等，还有ODBC接口，同样比起Mysql、PostgreSQL这两款开源的世界著名数据库管理系统来讲，它的处理速度比他们都快。SQLite第一个Alpha版本诞生于2000年5月。

安卓系统中使用的就是sqlite数据库。在本系统中应用对sqlite进行封装后的Ormlite框架。

OrmLite是一个数据库操作辅助的开源框架，底层还是Sqlite。O-R-M是Object relational mapping（对象关系映射）的缩写，即业务实体对象与关系型数据库之间的映射。对象中的属性与数据库表中的字段一一对应。OrmLite直接操作业务对象，隐藏了数据库操作的细节，使我们不用通过sql语句与数据库打交道。OrmLite通过Java注解的方式与数据库建立映射关系。

建立javabean文件，用来映射数据表中数据，建立ormlitedatabasehelper建立java与sqlite数据库之间的关系，将解析出来的xml数据存入数据库中。

public void upDateParam（String key， String value， String type， String user_name， String project_name， int paramnum） throws SQLException {

ParamAll paramAll = getParamEach（type， key， user_name， project_name， paramnum）.get（0）;

paramAll.setValue（value）;

Dao dao = getDao（ParamAll.class）;

dao.update（paramAll）;

}

5 讀取数据库信息并显示在手机屏幕上屏幕

通过Ormlitedatabasehelper读取数据库中数据，写入手机屏幕相应的布局当中。

textView1.setText（listview.get（0））;

textView2.setText（listview.get（1））;

textView3.setText（listview.get（2））;

textView4.setText（listview.get（3））;

textView5.setText（listview.get（4））;

6 验证

将一台数控机床（Linux操作系统）接入局域网，设置好登录名，密码，以及ip地址。将手机连入该网络，打开app进行连接，读取机床参数，并显示在界面上

7 总结优缺点

优点，可以在任何安卓端获取设备状态信息，对设备进行监控，当设备故障报警时，可以及时进行处理，大大提高了设备运行效率。

缺点，实时性有待提高，只能在用户想要读取数据的时候去读取数据，如果要持续对数据进行读取要建立更长时间的连接，可以应用安卓系统的service组件进行后台活动，持续读取设备信息。

在网络条件不好的情况下会读取失败，应该建立更完善的容错机制。

参考文献：

[1]BARRETT D J， SILVERMANN R E. SSH， The Secure Shell[M]. Sebastopol， CA：O'Reilly， 2001.

[2]史倩竹. SSH 协议分析与研究.第 15 届全国计算机新科技与计算机继续教育学术会议，秦皇 岛，2004.

[3]Petersen R Linux技术大全I-M].北京：机械工业出版 社，2002：155～156