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。Windows Mobile，是 Microsoft 用于 Pocket PC 和 Smartphone 的軟件平臺(tái)。Windows Mobile 將熟悉的 Windows 桌面擴(kuò)展到了個(gè)人設(shè)備中。Windows Mobile是微軟為手持設(shè)備推出的“移動(dòng)版Windows”，使用Windows Mobile操作系統(tǒng)的設(shè)備主要有PPC手機(jī)、PDA、隨身音樂(lè)播放器等。

　　隨著社會(huì)的進(jìn)步，學(xué)校里的師生之間信息交流也形成了信息化了。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)

　　隨著便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（含筆記本、亞筆記本、掌上型以及PDA）的廣泛應(yīng)用，對(duì)便攜式擴(kuò)展設(shè)備的要求也越來(lái)越迫切。在擴(kuò)展卡標(biāo)準(zhǔn)制定之前，計(jì)算機(jī)能采用的周邊設(shè)備（如插卡式內(nèi)存和Modem等）通常都是專用的，不可換成其他廠家的類似產(chǎn)品。許多象Modem這樣的設(shè)備更是只能插入一臺(tái)特定型號(hào)的計(jì)算機(jī)，即便同廠出品的其他型號(hào)也不能使用。通常，這些周邊設(shè)備并不設(shè)計(jì)成可與其他計(jì)算機(jī)互換，而是作為一種固定設(shè)計(jì)提供，只適合初裝配的那種計(jì)算機(jī)。

　　本校園短信網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)主要由客戶端PC機(jī)和WiFi手機(jī)組成?？蛻舳薖C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)與其他用戶手機(jī)通信。實(shí)現(xiàn)了客戶端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)聽端口狀態(tài)，監(jiān)聽到客戶端發(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)的客戶端調(diào)用短信網(wǎng)關(guān)接口，設(shè)置收信用戶號(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。用戶在客戶端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?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。

　　2.2 短信接收

　　用戶可以在客戶端通過(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，類似于手機(jī)的收件箱，用戶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。用戶在客戶端設(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。

　　用戶在PC機(jī)客戶端接收短信實(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)用戶信息配置表，該表包含用戶名、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。用戶在客戶端向服務(wù)器發(fā)出查收短信請(qǐng)求，服務(wù)器在用戶信息配置表表根據(jù)用戶名查找該用戶對(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，將所有符合該用戶要求的短信封裝后發(fā)送給用戶。

　　3 客戶端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

　?。?）客戶端請(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)送用戶的IP地址端口，用戶名和密碼

　　User-Agent:SMS Client Release 145\r\n\n

　　表示客戶端的名稱和版本

　?。?）服務(wù)器端響應(yīng)

　　服務(wù)器首先驗(yàn)證用戶是否合法，若驗(yàn)證合法，則服務(wù)器為該用戶隨機(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，客戶端發(fā)送的請(qǐng)求信息中都應(yīng)包含Session-ID，以驗(yàn)證用戶在協(xié)議傳輸?shù)暮戏ㄐ浴?/P>

　　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)器返回不合法的類型。

　　SMS/1.0 Error100\r\n    Error100表示錯(cuò)誤類型

　　3.2 數(shù)據(jù)傳輸階段

　　帶傳輸是指由數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）送出的二進(jìn)制“1”或“0”的電信號(hào)直接送到電路的傳輸方式?；鶐盘?hào)未經(jīng)調(diào)制，可以經(jīng)過(guò)碼形變換（或波形變換）進(jìn)行驅(qū)動(dòng)后直接傳輸?；鶐盘?hào)的特點(diǎn)是頻譜中含有直流、低頻和高頻分量，隨著頻率升高，其幅度相應(yīng)減小，趨于零?；鶐鬏敹嘤迷诙叹嚯x的數(shù)據(jù)傳輸中，如近程計(jì)算機(jī)間數(shù)據(jù)通信或局域網(wǎng)中用雙絞線或同軸電纜為介質(zhì)的數(shù)據(jù)傳輸。②大多數(shù)傳輸信道是帶通型特性，基帶信號(hào)通不過(guò)。采用調(diào)制方法把基帶信號(hào)調(diào)制到信道帶寬范圍內(nèi)進(jìn)行傳輸，接收端通過(guò)解調(diào)方法再還原出基帶信號(hào)的方式，稱為頻帶傳輸。

　　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?，每種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。

　?。?）客戶端發(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)閉連接銷毀Session-ID；二是客戶端正常，且在會(huì)話結(jié)束后，由客戶端在超時(shí)允許范圍之內(nèi)發(fā)出會(huì)話結(jié)束請(qǐng)求。

　?。?）客戶端超時(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  表示客戶端超時(shí)

　　（2）客戶端發(fā)起會(huì)話結(jié)束請(qǐng)求

　　客戶端發(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，該系統(tǒng)成本低，方便，實(shí)用，非常適合學(xué)生實(shí)用。