摘  要： 提出了將Windows mobile智能手機(jī)作為服務(wù)器的校園短信網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的應(yīng)用方案。本短信網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)由PC機(jī)和WiFi智能手機(jī)組成，PC機(jī)與WiFi智能手機(jī)之間通過(guò)自定義的通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。PC機(jī)向WiFi智能手機(jī)發(fā)送命令，調(diào)用智能手機(jī)的短信API，通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)將短信發(fā)送至目的手機(jī)。本校園短信網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)為校園教務(wù)人員、教師和學(xué)生之間的互動(dòng)以及校園舉辦的各種短信投票、短信祝福提供了快捷廉價(jià)的方式。
關(guān)鍵詞： 智能手機(jī)；短信網(wǎng)關(guān)；WiFi；通信協(xié)議

    隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，校園中教務(wù)人員、教師以及學(xué)生之間的交流也將信息化。網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展已經(jīng)為校園里的交流提供了快捷的渠道，但是還不能達(dá)到即時(shí)信息交流的效果。手機(jī)短消息服務(wù)提供了隨身攜帶即時(shí)信息交流的功能，二者結(jié)合起來(lái)，PC機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與手機(jī)通信。本文提出的校園短信網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，將為校園教務(wù)人員、教師和學(xué)生提供了更加方便的交流平臺(tái)。
1 校園短信網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)
1.1 物理結(jié)構(gòu)
    本校園短信網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)主要由客戶(hù)端PC機(jī)和WiFi手機(jī)組成?？蛻?hù)端PC機(jī)通過(guò)路由器接到互聯(lián)網(wǎng)上，WiFi手機(jī)通過(guò)無(wú)線路由器接到互聯(lián)網(wǎng)上，客戶(hù)端PC機(jī)就可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與WIFI手機(jī)通信，WiFi手機(jī)通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)與其他用戶(hù)手機(jī)通信。實(shí)現(xiàn)了客戶(hù)端PC機(jī)通過(guò)WiFi手機(jī)作為短信網(wǎng)關(guān)與手機(jī)用戶(hù)之間的通信。校園短信網(wǎng)關(guān)的物理結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

1.2 邏輯結(jié)構(gòu)
    校園短信網(wǎng)關(guān)客戶(hù)端包括調(diào)用接口、通信協(xié)議封裝與解析、SocketClient三部分。短信網(wǎng)關(guān)采用向上層系統(tǒng)提供調(diào)用接口，上層其它系統(tǒng)通過(guò)調(diào)用接口，向請(qǐng)求中心發(fā)送請(qǐng)求（發(fā)送短信和接收短信）。在收到上層調(diào)用命令后，請(qǐng)求中心將請(qǐng)求命令封裝成自定義的通信協(xié)議，通過(guò)SocketClient將請(qǐng)求發(fā)送給短信網(wǎng)關(guān)服務(wù)器。
    校園短信網(wǎng)關(guān)服務(wù)器的SocketServer監(jiān)聽(tīng)端口狀態(tài)，監(jiān)聽(tīng)到客戶(hù)端發(fā)送的命令后，就通過(guò)通信協(xié)議解析模塊將命令解析，之后調(diào)用Windows Mobile SDK提供的手機(jī)底層API執(zhí)行相應(yīng)的功能。校園短信網(wǎng)關(guān)的邏輯結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

2 短信收發(fā)功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
2.1 短信發(fā)送
    校園短信網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的客戶(hù)端調(diào)用短信網(wǎng)關(guān)接口，設(shè)置收信用戶(hù)號(hào)碼、短信內(nèi)容、發(fā)送方式、發(fā)送時(shí)間等信息，達(dá)到向目的用戶(hù)發(fā)送短信的功能。其中，發(fā)送方式分單發(fā)和群發(fā)；發(fā)送時(shí)間分立即發(fā)送和定時(shí)發(fā)送。
    校園短信網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)發(fā)送短信過(guò)程如圖3所示。用戶(hù)在客戶(hù)端PC機(jī)上設(shè)置短信發(fā)送信息，提交給請(qǐng)求中心，請(qǐng)求中心將短信信息封裝后通過(guò)Socket發(fā)送給服務(wù)器。短信網(wǎng)關(guān)服務(wù)器收到短信發(fā)送請(qǐng)求信息后，根據(jù)發(fā)送時(shí)間的不同分為兩種不同的處理流程。如果短信發(fā)送信息中的發(fā)送方式是立即發(fā)送，則直接調(diào)用短信發(fā)送服務(wù)將短信發(fā)送到目的手機(jī)號(hào)碼；如果是定時(shí)發(fā)送，則將短信發(fā)送信息寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)的定時(shí)任務(wù)表中。系統(tǒng)設(shè)置定時(shí)器，每隔一段時(shí)間查詢(xún)?cè)摂?shù)據(jù)庫(kù)的定時(shí)任務(wù)表，發(fā)現(xiàn)定時(shí)任務(wù)的時(shí)間到了，則將該條短信發(fā)送出去。例如，定時(shí)任務(wù)表中的一條記錄為：[時(shí)間2009-09-10 10：00：00 手機(jī)號(hào)碼138********，內(nèi)容“教師節(jié)快樂(lè)”]，短信網(wǎng)關(guān)服務(wù)器的定時(shí)器掃描任務(wù)表時(shí)，發(fā)現(xiàn)該定時(shí)時(shí)間到或者超過(guò)的時(shí)間在允許誤差范圍內(nèi)，就將該短信發(fā)送至目的手機(jī)。

2.2 短信接收
    用戶(hù)可以在客戶(hù)端通過(guò)短信網(wǎng)關(guān)服務(wù)器接收來(lái)自不同手機(jī)用戶(hù)發(fā)送的短信，達(dá)到不同的效果(例如學(xué)校師生互動(dòng)短信、校園活動(dòng)投票、選舉投票，節(jié)日祝福等)。
    根據(jù)短信接收的功能需求將接收方式分為4種：(1)查看所有收到的短信，類(lèi)似于手機(jī)的收件箱，用戶(hù)可以查看收到的所有短信；(2)查看一段時(shí)間內(nèi)所有收到的短信。用戶(hù)在客戶(hù)端設(shè)置起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求該時(shí)間段內(nèi)的所有短信。例如，用戶(hù)設(shè)置了短信投票活動(dòng)，在活動(dòng)截至后，需要統(tǒng)計(jì)投票結(jié)果時(shí)，用戶(hù)向服務(wù)器請(qǐng)求接收所有投票短信內(nèi)容；(3)查看所有未被查收短信；(4)查看數(shù)據(jù)庫(kù)接收短信日志表中沒(méi)有被查收的短信記錄。
    用戶(hù)在PC機(jī)客戶(hù)端接收短信實(shí)現(xiàn)的過(guò)程如圖4所示，在短信網(wǎng)關(guān)服務(wù)器上設(shè)置一個(gè)用戶(hù)信息配置表，該表包含用戶(hù)名、密碼和對(duì)應(yīng)字頭。服務(wù)器則將所有接收的短信存儲(chǔ)在短信接收日志表中。用戶(hù)在客戶(hù)端向服務(wù)器發(fā)出查收短信請(qǐng)求，服務(wù)器在用戶(hù)信息配置表表根據(jù)用戶(hù)名查找該用戶(hù)對(duì)應(yīng)的字頭，然后在短信接收日志表中根據(jù)字頭查看短信，將所有符合該用戶(hù)要求的短信封裝后發(fā)送給用戶(hù)。

3 客戶(hù)端PC機(jī)與手機(jī)通信協(xié)議的設(shè)計(jì)
    校園短信網(wǎng)關(guān)服務(wù)器與客戶(hù)端用UDP包進(jìn)行通信。UDP數(shù)據(jù)包的總長(zhǎng)度為65 535 B，可以放進(jìn)一個(gè)IP包，使得UDP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)非常簡(jiǎn)單、高效。UDP數(shù)據(jù)包的總長(zhǎng)度減去UDP包頭本身所占的8 B，UDP服務(wù)中的最大有效載荷長(zhǎng)度為65 527 B。當(dāng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)大于65 527 B時(shí)，應(yīng)將數(shù)據(jù)包分為幾個(gè)小于65 527字節(jié)數(shù)據(jù)包來(lái)傳輸。校園短信網(wǎng)關(guān)服務(wù)器與客戶(hù)端之間的通信協(xié)議分為三個(gè)部分：建立連接階段，數(shù)據(jù)傳輸階段和會(huì)話結(jié)束階段。
3.1 建立連接階段
    (1)客戶(hù)端請(qǐng)求連接
    CONNECT SMS/1.0\r\n 
    表示發(fā)出連接請(qǐng)求，自定義的協(xié)議類(lèi)型和版本號(hào)
    From:<sms:192.168.0.1:8868;username=stone;password
=123456>\r\n
    表示發(fā)送用戶(hù)的IP地址端口，用戶(hù)名和密碼
    User-Agent:SMS Client Release 145\r\n\n
    表示客戶(hù)端的名稱(chēng)和版本
    (2)服務(wù)器端響應(yīng)
    服務(wù)器首先驗(yàn)證用戶(hù)是否合法，若驗(yàn)證合法，則服務(wù)器為該用戶(hù)隨機(jī)生成一個(gè)15位的連接Session-ID，并將該Session-ID發(fā)送給客戶(hù)端，在后續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸階段和會(huì)話結(jié)束階段，客戶(hù)端發(fā)送的請(qǐng)求信息中都應(yīng)包含Session-ID，以驗(yàn)證用戶(hù)在一次協(xié)議傳輸?shù)暮戏ㄐ浴?br />     SMS/1.0 100OK\r\n    連接成功的標(biāo)識(shí)
    Content-Type:application/smsc\r\n    內(nèi)容的類(lèi)型，包括文本內(nèi)容傳輸和SMS控制協(xié)議傳輸
    Content-Length:0\r\n    內(nèi)容長(zhǎng)度，應(yīng)大于等于0，小于等于自定義協(xié)議的長(zhǎng)度最大值
    Session-ID: 68a354de789ecef\r\n\n    服務(wù)器隨機(jī)產(chǎn)生的15位ID
    若驗(yàn)證不合法，則服務(wù)器返回不合法的類(lèi)型。
    SMS/1.0 Error100\r\n    Error100表示錯(cuò)誤類(lèi)型
3.2 數(shù)據(jù)傳輸階段
    根據(jù)校園短信網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的功能需求來(lái)定義數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞剑糠N方式定義一種通信協(xié)議的標(biāo)識(shí)符，例如即時(shí)發(fā)送的標(biāo)識(shí)符為POST，以即時(shí)發(fā)送為例說(shuō)明數(shù)據(jù)傳輸階段的協(xié)議內(nèi)容。
    (1)客戶(hù)端發(fā)送：
    POST SMS/1.0\r\n
    Session-ID: 68a354de789ecef\r\n
    User-Agent:SMS Client Release 145\r\n
    Date:2009-09-10 10:00:00\r\n
    Message-Type:IMMEDIATE,GROUP\r\n
    From: <sms:192.168.0.1:8868;username=stone>\r\n
    To: 13636066060,13476240028,13884053687\r\n
    Content:Happy Teachers’Day!\r\n
    Content-Type:application/text\r\n
    Content-Length:N\r\n\r\n
    (2)服務(wù)器反饋信息：
    如果服務(wù)器處理失敗，則返回錯(cuò)誤編號(hào)：
    SMS/1.0 Error400\r\n
    如果服務(wù)器處理成功，則返回成功信息編號(hào)：
    SMS/1.0 200OK\r\n
3.3 會(huì)話結(jié)束階段
    會(huì)話結(jié)束有兩種情況，一是客戶(hù)端出現(xiàn)異常情況，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有反饋信息，則服務(wù)器關(guān)閉連接銷(xiāo)毀Session-ID；二是客戶(hù)端正常，且在一次會(huì)話結(jié)束后，由客戶(hù)端在超時(shí)允許范圍之內(nèi)發(fā)出會(huì)話結(jié)束請(qǐng)求。
    (1)客戶(hù)端超時(shí)
    服務(wù)器不做任何發(fā)包工作，關(guān)閉通信連接，銷(xiāo)毀Session-ID，清除此次會(huì)話的相關(guān)資源。
    SMS/1.0 Error400\r\n  表示客戶(hù)端超時(shí)
    (2)客戶(hù)端發(fā)起會(huì)話結(jié)束請(qǐng)求
    客戶(hù)端發(fā)送：
    BYE SMS/1.0\r\n   表示結(jié)束會(huì)話的標(biāo)識(shí)
    Session-ID: 68a354de789ecef\r\n\r\n
    服務(wù)器反饋：
    SMS/1.0 200OK\r\n  表示會(huì)話結(jié)束成功
    Session-ID: 68a354de789ecef\r\n\r\n
    本文所設(shè)計(jì)的校園短信網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了PC機(jī)與手機(jī)之間的通信，其重點(diǎn)是通信協(xié)議的定義以及對(duì)短信收發(fā)請(qǐng)求和短信內(nèi)容的封裝與解析。其次，本短信網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)中調(diào)用了Windows Mobile SDK提供的手機(jī)短信收發(fā)接口函數(shù)，有利于將來(lái)校園短信網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的功能擴(kuò)展。
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