校园网助手：Android 校园网自动认证与双网检测

应用下载

安装包：CampusNet-1.3.0-DualNetwork.apk，约 70 KB。需要 Android 12 及以上系统，优先适配 Xiaomi 15 / Xiaomi HyperOS。当前认证接口针对本校校园网配置，其他学校需调整接口后使用。

一、项目概述

校园网助手是一款面向 Android 设备的轻量级校园网络管理应用，主要解决校园网需要频繁进行门户认证、跨教学楼后容易掉线、网络质量不稳定以及 Wi-Fi 与移动数据状态难以判断等问题。

应用根据学校现有的 Dr.COM/ePortal 登录接口完成认证，并通过 Android 系统网络回调实时感知 Wi-Fi 连接、IP 地址、默认网关及网络验证状态。当用户从一栋教学楼移动到另一栋教学楼，或设备重新连接校园 Wi-Fi 时，应用能够快速判断网络环境是否发生变化，并在需要时自动重新登录。

当前版本为 v1.3.0，优先适配 Xiaomi 15 与 Xiaomi HyperOS，同时兼容 Android 12 及以上系统。

二、项目背景

校园网络在实际使用中可能存在以下问题：

连接校园 Wi-Fi 后仍需手动打开认证页面登录。
从 A 教学楼移动到 B 教学楼时，设备虽然仍显示连接 Wi-Fi，但 IP、子网、网关或认证状态已经发生变化。
部分接入点信号弱、丢包率高，网页长时间无法打开。
用户无法直观比较校园 Wi-Fi 与移动数据的网络质量。
普通定时轮询工具耗电较高，并且可能频繁请求学校认证服务器。

本项目通过事件驱动的网络监听、低频健康检查和指数退避重试机制，在可靠回连与低功耗之间取得平衡。

三、主要功能

1. 校园网认证

根据指定的 ePortal GET 接口自动构造登录请求。
自动读取当前 Wi-Fi 的 IPv4 地址和默认网关。
支持手动立即登录和后台自动登录。
不在日志、通知或界面状态中输出账号密码及完整登录 URL。

2. 断联自动回连

监听 Wi-Fi 接入、断开和网络能力变化。
网络验证失效或出现认证门户时进行快速连通性检查。
认证失败后采用指数退避策略重试：从 5 秒开始，最长等待 5 分钟。
避免网络故障或密码错误时高频访问认证服务器。

3. 楼宇漫游优化

识别 Wi-Fi 网络对象重新建立。
检测 DHCP IPv4、子网、接口和默认网关变化。
跨教学楼或接入点切换后快速重新认证。
对系统暂时保留旧网络验证状态的情况设置短时强制认证窗口。

4. 双网检测与质量评估

同时显示 Wi-Fi 和移动数据的网络状态。
展示 IP 地址、网关、DNS、网络接口、计费状态、验证状态及链路能力。
按需临时唤起移动数据链路。
Wi-Fi 与移动数据并行执行延迟和下载测试。
每条链路最多读取约 1 MB 测速数据，减少移动流量消耗。
根据连通性、延迟和下载速度计算质量分数并给出使用建议。

5. 网络测速

测量校园网门户访问延迟。
支持自定义 HTTPS 测速文件地址。
测速仅在用户主动点击后执行，不在后台消耗大量流量。

6. 隐身通知模式

Android 13 及以上系统不主动申请普通通知权限。
前台服务记录不会出现在普通通知栏，只保留在系统运行管理入口。
通知没有点击跳转和操作按钮，避免误触打开应用。
Android 12 按系统要求保留静默、低优先级且不可点击的前台服务通知。

7. 开机恢复

用户开启自动回连后，手机重启或应用更新完成时恢复网络守护。
用户关闭自动回连后不会自行启动服务。

四、技术架构

项目使用原生 Java 和 Android 平台 API 开发，不依赖第三方运行框架。

模块	主要职责
`MainActivity`	设置界面、网络信息展示、测速操作和系统设置入口
`ReconnectService`	前台网络守护、断联检测、漫游识别和自动重试
`LoginClient`	构造并发送校园网认证请求、检查互联网连通性
`NetworkInspector`	获取 Wi-Fi、移动数据、IP、网关、DNS 和链路能力
`DualNetworkTester`	并行测试 Wi-Fi 与移动数据并计算质量评分
`SpeedTest`	单网络延迟与下载速度测试
`CredentialStore`	使用 Android Keystore 加密保存账号密码
`BootReceiver`	手机重启或应用更新后的服务恢复
`AppPrefs`	保存非敏感设置和运行状态

五、核心流程

连接校园 Wi-Fi
       │
       ▼
系统 NetworkCallback 通知应用
       │
       ├── 网络已验证 ──► 保持监听
       │
       ├── 出现认证门户 ──► 连通性探测 ──► 自动登录
       │
       └── IP/网关/网络对象变化 ──► 判定楼宇漫游 ──► 快速重新认证
                                      │
                                      ▼
                              失败时指数退避重试

六、低功耗设计

使用 ConnectivityManager.NetworkCallback 接收网络变化事件，避免持续高频轮询。
默认仅按分钟级间隔进行轻量联网检查。
所有阻塞网络请求均在后台单线程中执行。
双网测速和移动链路请求仅由用户主动触发。
测试结束后立即释放移动网络请求。
无 Compose、WebView、数据库和第三方网络库，降低安装包和运行内存占用。

七、安全与隐私

本地凭据保护

账号和密码使用 Android Keystore 生成的 AES-GCM 密钥加密，SharedPreferences 中只保存密文和随机初始化向量。应用备份与设备迁移规则会排除所有私有数据，避免无法迁移的密文或敏感配置进入云备份。

网络安全限制

学校认证服务器使用 HTTP，因此账号密码在校园网络中的传输无法获得 TLS 加密保护。应用通过 Network Security Configuration 仅允许向 172.16.253.3 发起明文 HTTP 请求，其他地址默认禁止明文通信。

权限控制

应用仅使用以下必要权限：

INTERNET：访问校园认证服务器及测速地址。
ACCESS_NETWORK_STATE：读取网络连接和验证状态。
CHANGE_NETWORK_STATE：在用户执行双网测试时临时请求移动数据链路。
FOREGROUND_SERVICE：维持用户明确开启的自动回连服务。
FOREGROUND_SERVICE_SPECIAL_USE：声明持续校园网认证守护用途。
RECEIVE_BOOT_COMPLETED：在用户已启用自动回连时恢复服务。

应用不申请定位、通讯录、短信、存储、电话状态或真实硬件 MAC 权限。

八、网络优化能力边界

Android 普通应用只能为自身的网络连接选择 Wi-Fi 或移动数据，不能直接替浏览器、微信等其他应用修改系统路由。因此，当前版本的双网功能用于并行检测、评分和推荐，不会宣称已经替全手机完成网络切换。

真正实现全手机 Wi-Fi 与移动数据自动分流，需要使用 Android VpnService。如果希望把同一个下载或连接的带宽进行叠加，还需要公网中继服务器负责重组流量。这种方案会带来 VPN 系统标识、服务器费用、额外延迟、移动流量消耗和更高的隐私责任，因此不包含在当前轻量版本中。

对于校园内个别网络质量较差的楼宇，应用提供小米 WLAN 设置入口。用户可以根据机型支持情况尝试开启：

1	设置 → WLAN → 网络加速 → 智能多网络加速 / 双 WLAN 加速

九、兼容性

最低系统：Android 12，API 31。
目标系统：Android 16，API 36。
优先测试机型：Xiaomi 15、Xiaomi HyperOS。
使用原生 Android API，能够兼容大部分 Android 12 及以上品牌设备。
Android 17 设备可以兼容运行；项目暂不将目标版本提升至 API 37，以避免校园局域网访问额外要求运行时权限。

十、构建与运行

环境要求

Android Studio
JDK 17 或更高版本
Android SDK 36
Gradle Wrapper 已包含在项目中

构建步骤

使用 Android Studio 打开项目根目录。
等待 Gradle 同步完成。
选择 app 配置并连接 Android 设备。
点击运行，或在命令行执行：

1	./gradlew assembleDebug

Windows 环境可以执行：

1	.\gradlew.bat assembleDebug

生成的 APK 位于：

1	app/build/outputs/apk/debug/app-debug.apk

十一、使用方法

将手机连接到校园 Wi-Fi。
打开应用并填写完整校园网账号和密码。
开启“断联自动回连”并保存设置。
首次使用可点击“立即登录”确认认证接口正常。
网络较差时使用“双网并行测速并推荐”比较 Wi-Fi 和移动数据。
根据推荐结果手动切换网络，或进入 Xiaomi HyperOS 网络加速设置。

十二、后续规划

增加可导出的脱敏网络诊断报告。
记录不同教学楼或网关的历史网络质量。
根据连续丢包而不仅是单次请求判断网络状态。
支持用户配置多个校园认证地址。
增加可选的通知显示模式。
在具备可信公网中继服务器的前提下，评估 VPN 智能分流版本。

十三、项目总结

校园网助手以“小体积、低功耗、自动恢复、安全保存凭据”为设计目标，重点解决校园门户认证和跨楼宇漫游导致的断网问题。项目充分利用 Android 原生网络回调和多网络 API，在不获取高风险权限、不常驻高频轮询、不依赖第三方服务的前提下，为校园网络提供自动认证、状态诊断和双网质量评估能力。