短信網(wǎng)關(guān)在校園管理體系的運用

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一、AT指令編碼技術(shù)研究

對SMS的控制共有三種實現(xiàn)途徑：基于AT命令的TextMode、基于AT命令的PDUMode、BlockMode。TextMode比較簡單，多款諾基亞手機(jī)均支持該模式，但這種模式只能發(fā)送ASCII碼，不能發(fā)送中文的Unicode碼。西門子手機(jī)大多只支持PDU模式，PDU模式是發(fā)送或接收手機(jī)SMS信息的一種方法，短信息正文經(jīng)過十六進(jìn)制編碼后被傳送。使用BlockMode需要手機(jī)生產(chǎn)廠家提供驅(qū)動支持。目前，PDU已取代BlockMode，因此本文主要探討PDU模式的發(fā)送。發(fā)送短信息的PDU編碼主要包含這些內(nèi)容：短信息中心（SMSC）號碼信息、短信息首字節(jié)、短信息索引號、目標(biāo)號碼信息、協(xié)議標(biāo)示符、數(shù)據(jù)編碼方式、效驗周期、短信息長度和內(nèi)容。短信息內(nèi)容是以十六進(jìn)制7位字節(jié)或Unicode編碼，其他信息是以十六進(jìn)制8位字節(jié)編碼。（1）英文編碼。缺省的GSM字符集為7位編碼，可以簡單地理解為ASCII碼（ASCII值小于80Hex，因此，Bit8被忽略），依次將下一個7位編碼的后幾位逐次移至前面，形成新的8位編碼。（2）英文解碼。就是將7位字符編碼轉(zhuǎn)換為8位字符編碼。（3）中文編碼和解碼。中文短信息的編碼和解碼，只需將GB2312的中文編碼和代碼頁為CP936的Unicode編碼進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。

二、可靠的批量發(fā)送和流控技術(shù)研究

由于移動通信網(wǎng)絡(luò)存在發(fā)送速率和穩(wěn)定性等不確定性，在設(shè)計實現(xiàn)過程中，必須保證大數(shù)據(jù)量條件下的通信可靠性。具體方法有以下幾種。

1．基于SMSCPool容災(zāi)備份

單套短信中心內(nèi)部采用了1＋1或N＋1的備份方式，來確保當(dāng)一個核心單元宕機(jī)后有備份的單元來接替工作。這種短信網(wǎng)元之間是相互孤立的，資源無法得到很好共享，投資大利用率低，容易對備份單元產(chǎn)生較大的沖擊。采用SMSCPool技術(shù)，多個單套短信網(wǎng)元被邏輯上整合在一起，組成一個域池。通過短信中心網(wǎng)元增加流量控制中心模塊，分級組網(wǎng)實現(xiàn)對短信業(yè)務(wù)量的統(tǒng)一分流控制。對短信網(wǎng)元各業(yè)務(wù)處理單元的性能、容量進(jìn)行實時的監(jiān)控，可實現(xiàn)對業(yè)務(wù)智能地、自動地分流，從而達(dá)到容災(zāi)的目的。

2．隊列緩存技術(shù)

通過串口隊列技術(shù)［1］避免擁塞的發(fā)生或者在擁塞發(fā)生時做出反應(yīng)，它主要是考慮系統(tǒng)內(nèi)的服務(wù)情況，目的是使負(fù)載不超過系統(tǒng)服務(wù)的能力。隊列緩存技術(shù)和流控措施實現(xiàn)批量信息的緩存發(fā)送。

3．異步延時處理

系統(tǒng)逐條對短信進(jìn)行編碼［2］、發(fā)送信息。由于系統(tǒng)編碼的速度較快，短信元件尚未處理完成，編碼就完成了，會造成隊列溢出，導(dǎo)致錯誤。異步延時處理實現(xiàn)批量發(fā)送短信功能，通過循環(huán)逐條對短信進(jìn)行編碼、發(fā)送信息、延時、反饋信息處理完成信息的發(fā)送。

4．發(fā)送可靠性管理

要實現(xiàn)發(fā)送可靠性管理，對于發(fā)送過程中出現(xiàn)的因移動網(wǎng)絡(luò)故障、計費等問題導(dǎo)致發(fā)送失敗及成功的記錄進(jìn)行記錄，并向業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供報告，以便對未成功記錄進(jìn)行處理，保證系統(tǒng)消息發(fā)送的可靠性。

三、短信網(wǎng)關(guān)的設(shè)計

（一）短信網(wǎng)關(guān)需求分析

該短信網(wǎng)關(guān)軟件主要分為“信息發(fā)送服務(wù)”“短信發(fā)送服務(wù)監(jiān)控”“系統(tǒng)配置模塊”“基礎(chǔ)功能模塊”等模塊（見圖1）。信息發(fā)送服務(wù)，實現(xiàn)短信數(shù)據(jù)提取、發(fā)送、監(jiān)視回復(fù)等功能。短信發(fā)送服務(wù)監(jiān)控，提供了啟動、暫停、停止短信發(fā)送服務(wù)的功能。系統(tǒng)配置模塊，】提供短信網(wǎng)關(guān)的設(shè)置管理功能，如通信組件的基本信息設(shè)置、短信服務(wù)器的基本設(shè)置、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)置等。基礎(chǔ)功能模塊，提供了發(fā)送服務(wù)和發(fā)送管理的基本功能。

（二）短信網(wǎng)關(guān)設(shè)計

本文設(shè)計的短信網(wǎng)關(guān)是基于GSMModem的短信框架（見圖2），在框架上實現(xiàn)短信的收發(fā)。該系統(tǒng)構(gòu)架分為三層：短信底層接口通信組件層、短信收發(fā)平臺層、短信應(yīng)用層。1．短信底層接口通信組件層短信底層接口通信組件層中，通過硬件接口實現(xiàn)向GSMModem發(fā)送AT指令，控制GSMModem發(fā)送和接收消息。2．短信收發(fā)平臺層短信收發(fā)平臺層是設(shè)計的一個獨立的短信息收發(fā)及處理的服務(wù)模塊，它單獨于其他任何的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，僅僅提供了一個成熟的短信收發(fā)服務(wù)，并封裝成統(tǒng)一的短信收發(fā)接口。3．短信應(yīng)用層短信應(yīng)用層根據(jù)短信收發(fā)平臺層定制的接口規(guī)范，就可以把本身的業(yè)務(wù)與短信連接起來，實現(xiàn)在各自的管理系統(tǒng)（軟件）中快速集成短消息收發(fā)的服務(wù)。

（三）短信網(wǎng)關(guān)硬件部署

短信網(wǎng)關(guān)的部署（見圖3）是將短信貓或者貓池連接到服務(wù)器上，將服務(wù)器連接到防火墻的DMZ區(qū)，在服務(wù)器上安裝好短信網(wǎng)關(guān)軟件或?qū)ν釽eb平臺（調(diào)用了短信發(fā)送接口的Web服務(wù)）后，服務(wù)器直接可以通過服務(wù)端或客戶端軟件進(jìn)行短消息的發(fā)送，內(nèi)網(wǎng)的用戶可以通過客戶端軟件進(jìn)行短消息的發(fā)送。其他的管理平臺可通過調(diào)用短信接口實現(xiàn)短消息的發(fā)送；外網(wǎng)用戶可以通過VPN的方式接入到內(nèi)網(wǎng)中進(jìn)行短信的發(fā)送或通過瀏覽器終端實現(xiàn)短消息的發(fā)送。

（四）串口通信的實現(xiàn)

短信貓相關(guān)應(yīng)用開發(fā)的核心是實現(xiàn)串口通信，在此研究短信貓在C＃語言下的實現(xiàn)是利用微軟公司提供的通用串口通信MSCOMM32控件。在VisualStudio2010編譯器開發(fā)環(huán)境下，把微軟通用串口通信控件MSCOMM32作為組件裝入編譯器，實現(xiàn)串口通信的實際過程如下。

1．打開串口和初始化串口

在程序初始化時，先對串口初始化，同時由于串口短信貓是使用RTS／CTS握手信號的硬件設(shè)備，只有該設(shè)備的RTS信號置為高才能接收數(shù)據(jù)，所以需將MSCOMM32通信控件DTREnable屬性設(shè)為TRUE。

2．讀串口

當(dāng)短信相關(guān)應(yīng)用接收短信時，通過串口把讀短消息AT指令（AT＋CMGR）發(fā)送給短信貓，短信貓接到指令后調(diào)用內(nèi)部短信接收模塊接收短信，同時把短信內(nèi)容回傳到串口緩沖區(qū)，短信相關(guān)應(yīng)用從串口緩沖區(qū)讀取短信息。

3．寫串口

當(dāng)短信相關(guān)應(yīng)用發(fā)送短信時，把發(fā)送短消息AT指令（AT＋CMGS）和發(fā)送消息通過串口發(fā)送給短信貓。

4．關(guān)閉串口

當(dāng)短信相關(guān)應(yīng)用完成所有的任務(wù)時，把串口關(guān)閉，釋放串口資源。

總結(jié)

展望使用GSM－Modem工業(yè)手機(jī)模塊實現(xiàn)基于GSM網(wǎng)絡(luò)的信息收發(fā)，短信息網(wǎng)關(guān)提供了靈活、可靠的批量信息生成、收發(fā)、解析轉(zhuǎn)發(fā)和web信息管理等功能。系統(tǒng)可以獨立運行，也可以作為各種信息管理系統(tǒng)的接口集成使用，隨著管理信息化技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)將有重要的實際應(yīng)用價值。系統(tǒng)不僅能擴(kuò)展本學(xué)校信息管理系統(tǒng)，服務(wù)各項管理工作，還能以標(biāo)準(zhǔn)組件的形式應(yīng)用于各種相關(guān)的信息管理系統(tǒng)。

作者：張紅剛陶衛(wèi)東單位：江蘇省江陰中等專業(yè)學(xué)校