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基于GSM网络的短信平台开发

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摘 要 

随着GSM标准被越来越多的国家和地区采用,移动网络的商务应用越来越受到重视.人们希望能够通过GSM网络传输话音信息之外的更多信息.短消息服务是通过移动设备发送和接收文本信息的技术,国内多个移动通信领域的IT公司分别进行了短信网关平台的开发与研究,各自推出了相关的短信平台及相应的短信息协议。本文通过对各类短信平台的内部通信机制优缺点的分析,提出了一种基于Servlet通信技术的短信平台的设计思想及其实现方法.该方案利用JavaServlet技术,提高了短信平台的响应速度,增强了系统的稳定性。同时还介绍了标准的GSM Al指令集以及详细分析了短信信息格式的基础上,给出了短信。息编码和解码的实现方法,并结合了无线标准模块(Wireless Stand Module)的使用,提出了一种简单、快捷开发短信.忽服务((SMS )的方法。

全文共分为4部分

第一部分 短信平台结构及通讯机制

第二部分 Servlet技术在短信平台业务处理模块中的应用

第三部分 GSM AT常用指令及短信息发送模式简介

第四部分 开发和实现SMS

 

 

关键词:GSM AT指令集;无线标准模块;短信息服务 短信平台;短信息网关;短信息协议

    

      

引言.................................................................. 3

第一章   短信平台结构及通信机制......................................... 3

1.1  短信网关........................................................... 3

1.2  短信平台结构....................................................... 3

1.3.1    接收模块........................................................ 4

1.3.2    业务处理模块.................................................... 4

1.3.3    发送模块........................................................ 4

1.3  短信平台业务处理模块内部的通信机制................................... 4

1.3.1    以后台数据库为中介的通信机制..................................... 4

1.3.2    XML文本为中介的通信机制....................................... 5

1.3.3    HTTP字符串为中介的通信机制.................................... 5

第二章   Servlet技术在短信平台业务处理模块中的应用...................... 5

2.1  Servlet技术......................................................... 5

2.2  基于Servlet技术的短信平台实现........................................ 6

第三章   GSM AT常用指令及短信息发送模式简介............................. 6

第四章   开发与实现SMS................................................. 7

4.1  计算机和WAVECOM的无线标准硬件模块的通信............................. 7

4.2  PDU数据格式的分析.................................................. 8

4.3  短信息编码和编程实现................................................ 8

4.4  短信息发送与接收................................................... 10

结束语............................................................... 11

致谢................................................................. 12

参考文献............................................................. 12

引言

短信息方式通常是采用无线GSM发送接收设备(如手机)来实现短信息的传送,它的实现简单,具有通信成本低、频谱利用率高、系统容量大、业务种类多、抗干扰能力强、国际自动漫游等优点。短信息利用信令信道传输,不用拨号建立连接,直接把要发的信息加上目的地址发送到短信息服务中心,由短信息服务中心再转发给最终的信宿,是目前应用最广泛的通信方案。目前手机短信息的应用范围越来越广,各门户网站、电视台等都提供了丰富多彩的短信息服务。毫无疑问,手机短信息服务已经成为了各种信息服务中最炙热的增值服务。如何才能简单快捷地建立起短信息服务,无疑是一个十分值得研究的课题。

第一章  短信平台结构及通信机制

1.1    短信网关

用户上行一条信息,经短信息中心(SMC)由运营商的网络路由到运营商的短信息网关(SMG),再由SMG根据SP的特服号,经公共互联网路由到特定SP的短信网关服务器,SP的短信接收模块监听到由用户上行的信息,将此信息转交给短信业务处理模块处理,并将处理结果交给发送模块下发给SMG,再由SMG路由到SMC,最后由SMC下发给用户.其中,用户到SMC之间的信息通信采用GSM协议,SMCSMG以及到接收模块、发送模块到SMG再到SMC之间的通信,中国移动遵循CMPP(ChinaMobileMessagePeertoPeerProtocol)协议,中国联通遵循SGIP(ShortMessageGatewayInterfaceProtocol)协议.

1.2    短信平台结构

完整的短信平台主要由3大模块组成:短信接收模块、短信业务处理模块、短信发送模块.其中短信接收和发送模块必须遵循相关移动网络平台的通信协议,如中国移动通信公司的CMPP协议、中国联通公司的SGIP协议等.所以对于各大门户网站或专门机构的短信业务开发而言,主要就是开发短信业务处理模块.

1.3.1   接收模块

   接收模块由SGIPListenerCMPPListener两个部分组成,分别支持中国联通的SGIP协议和中国移动的CMPP协议,负责接收来自各自短信网关的短信息,且均可同时接入多个短信网关,如接入深圳联通的同时,也可接入广州联通,即同时在服务器端开启多个不同的端口监听来自不同短信网关的信息,所以接收模块实际是一个服务器端的监听程序.

1.3.2   业务处理模块

业务处理模块是短信平台核心部分,也是本系统中最复杂的模块,在这里才真正开始对用户的请求进行处理.它包括:MOServletMOCommand-ServletApplicationServlet(可以有多个类似的Servlet)DispatchingServlet.MOServlet的主要功能是对用户的请求进行分类处理,如果属于command类的应用则将该信息转发到CommandServlet来处理后转发给Dispacting-Gateway,CommandServlet上挂接了多个处理具体应用的接口;如果属于Application类的应用则转发到ApplicationServlet去处理后转发给DispactingServlet,这样的ApplicationServlet可以有多个;DispachingServlet是业务处理模块的最后一个Servlet,它具有两大功能:一是定时发送;二是将中国移动与中国联通用户分开转发.

1.3.3   发送模块

发送模块主要是将用户所需的结果发送到用户相关营运商的短信网关.它同接收模块一样,可以发送到多个不同的短信网关.

1.3    短信平台业务处理模块内部的通信机制

短信平台业务处理模块内部的通信机制可以分为以下几种方式.

1.3.1   以后台数据库为中介的通信机制

这是早先的短信平台所采取的通信方式,即接收手机发过来的短信息后,提取此信息的相关参数存入数据库中,当短信业务处理程序检索到数据库中的数据时,便会对此进行处理,并将处理后的结果插入到数据库中,最后再由发送程序发送出去.这种通信方式不太适用于大批量的用户访问,因为系统需要频繁地访问数据库,进行大量的插入、删除、更改的数据库操作,使得系统的大量资源消耗在对数据库操作上,传输速度受限,且不利于系统的扩展.

1.3.2   XML文本为中介的通信机制

这种方式是通过对XML进行编码和读取XML文本来提取短消息的相关信息,它需要开发专门的程序用于处理XML文本.传输XML文本是通过邮件服务器传送到特定邮件地址完成的,相关短信业务处理程序从相关的邮件地址读取邮件,解析XML文本内容获取相关参数并进行处理,再将处理结果编码形成XML文本发送到下一个邮件地址中.以此类推,直到将最后的处理结果发送出去.这种通信方式技术性强,利于进行复杂的处理过程,系统的稳定性特别好.但因为邮件服务器对邮件的处理是分批分时进行,故传输速度比较慢,对于实时性要求比较高的短信平台不利.

1.3.3   HTTP字符串为中介的通信机制

这种方式是以HTTP字符串为中介实现通信的,它将短信息的内容按HTTP字符串方式逐级传送到接收方.有些开发的短信业务处理平台系统采用了这种以HTTP字符串为中介的通信机制,具体实现思想是采用WebServiceServlet技术,将短信息的内容转化成HTTP方式的字符串POST到特定的Servlet,Servlet又将处理后的结果转化成HTTP方式的字符串POST到下一级的Servlet,依此逐级处理完毕,最后由发送Servlet发送信息.

第二章          Servlet技术在短信平台业务处理模块中的应用

2.1    Servlet技术

Servlet是一种独立于平台和协议的服务器端的Java应用程序,可以生成动态的Web页面.Servlet也是位于Web服务器内部的服务器端的Java应用程序,与传统的从命令行启动的Java应用程序不同,ServletWeb服务器进行加载,Web服务器必须包含支持ServletJava虚拟机.由于Servlet运行在Web服务器端,因此不受到Java安全性的限制,拥有和普通Java应用程序一样的权限.Servlet可以链接起来顺序处理一个请求,在一个Servlet链中,将每个Servlet的输出传送到链中的下一个直到到达最后一个Servlet,然后将此输出返回客户机.

ServletAPI中核心的抽象类是Servlet接口,所有的Servlet都实现这一接口.Servlet的开发者可以直接实现这个抽象类,但更一般的做法是继承一个已经实现了Servlet,HttpServlet.图为ServletAPI中的主要类与接口间的继承关系。

2.2    基于Servlet技术的短信平台实现

如前所述,在本系统的短信平台内部采用HTTP字符串方式通信,而整个短信平台又是由多个Servlet组成的,每个Servlet完成特定的功能,上一级的Servlet将处理的结果传输到下一级相关的Servlet再进行处理.因而,在开始进行Servlet传输之前,首先要对信息进行编码,进行数据转换.当下一级Servlet接收到此字符串信息时,接收端需要进行数据转换,对信息进行解码,提取系统所需的相关参数,并对此进行处理.

为平台Servlet的基类定义了一个抽象方法processMessage,所有的Servlet只需实现此方法对信息进行处理,然后将处理后的结果传输到下一级的Servlet,例如将SGIP协议中的关键参数按照HTTP协议的规范转化成与之相符的字符串形式,POST的方式传输到相关的Servlet,Servlet接受到此信息,经过处理后类似于接力赛的形式又POST到下个Servlet去处理,直到最后将短信息传递到联通的SMG为止.这种基于Servlet技术的短信通信方式简便易行,且处理信息的速度特别快。

第三章          GSM AT常用指令及短信息发送模式简介

介绍一种简捷的开发短信息服务SMS的方法,只需要使用普通的SIM卡结合WAVECOM公司的WISMO无线标准硬件模块(Wireless Stand Module),与计算机的串口相连接,利用GSM AT指令集,就可以通过自行编写的软件,实现短信息的收发,建立起自己的短信息服务;这种方(通过红外接口或用手机数据线连接至串口),同时支持GSM AT指令集.

GSM模块与计算机之间的通信协议是一些AT指令集,每个指令以AT+开头,以回车结尾。每个命令执行成功与否都有相应的返回。其它一些非预期的信息(如有人拨号进来、线路无信号等),模块将有对应的一些信息提示,接收端可做相应的处理。在AT指令中还包括如下的控制符:

    结束符(本文以下用<CR>表示):十六进制的OxOD

    发送符(本文以下用<Ctrl/Z>表示):十六进制的OXIA

    基于Al,指令的对SMS的控制共有两种实现途径:Text ModePDU Mode.

    Text Mode比较简单,但是在这种模式下,只能发送160个英文字符,多款诺基亚手机均支持该模式;PDU模式是发送或接收手机SMS信息的另一种方法,在PDU模式下,一个完整的SMS短信息经过十六进制编码后,作为一个二进制的字符串传输.

常用的GSM AT指令

AT+CSMS Selection of message service  选择短信息服务选择是否打开短信息服务以及广播服务

AT+CPMS Selection of SMS memory 短信息存储选择短信息优先存区城ATCSCA Address of the SMS service center短信息服务提供短信息服务中心的号码  中心地址

ATCMGF SMS format短信息格式选择短信息支持格式((0—TEXT or1-PDU)

ATCMGR Read in an SMS读短信息读取短信息

ATCMGS Send an SMS发送短信息

AT+CNMI Display new incoming SMS新消息提示选择当有新的短信息来时系统提示方式

 

同时在PDU模式下,所有的
 

 
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