硕士论文：基于“联通短信网关”校园手机短信系统的实现.pdf

摘 要 基于“联通短信网关”校园手机短信系统的实现 随着现代通信技术的飞速发展， 数字化校园建设对于各大高校信息化建设来 说突显重要，数字化校园建设的全面实施，将对学校各项工作和师生工作、学习 与生活产生深远影响，将显著推动学校的发展，促进学校办学水平的提高。通过 实施校园信息化建设将对校内的管理机构的重组、 人员的优化等问题有很好的促 进，数字化校园将成为各大院校未来信息化建设的发展方向。 手机短信平台是数字化校园的一个重要组成部分， 它以其便利性使得在高校 应用方面越来越广泛。短消息服务是高校应用服务中最有发展前景的应用之一。 本文结合现在吉林师范大学的教学管理模式与教学工作流程， 设计和实现了基于 联通短信网关的吉林师范大学校园手机短信系统1。 通过回顾手机短信应用的现状及发展历史， 阐述了手机短消息软件系统的结 构体系和数据传输原理。并在此基础上分析了中国联通短消息网关及接口协议。 详细设计了校园手机短信系统功能模块， 重点实现了校园手机短信系统在吉林师 范大学校园信息建设中的应用， 通过此软件系统解决了学校在教学工作过程中信 息实时通信的问题。 本系统采用面向对象的程序设计语言进行系统开发，主要涉及数据库技术、 多线程处理技术、网络通信技术等，短信网关主要负责与计算机服务器与手机之 间的通信，以及处理上行、下行的短消息2。根据系统功能不同划分为系统客户 端模块、短信网关接入模块、信息中心数据处理模块和软件系统配置管理模块。 系统实现了软件各个模块之间的数据共享，设计了手机短信接口，并定义了发送 短信接口、接收短信息接口两个模块之间数据交换的模式。短信网关接入模块采 用多线程端口处理机制，通过上级短信服务器的 8801 端口进行发送短信，本地 服务器使用 8809 端口接收短信。软件系统的开发实现了协议所规定的各种数据 处理机制。 软件将封装好的协议数据以接口的形式为客户端接入联通短信网关系统。 通 过软件系统测试，平台能够正确且稳定的收发短信，并已成功应用于校园手机短 信系统的软件平台中，全面实现了学校教学信息的发送、学生就业信息的发送、 学生的日常管理信息发送、学生与教师之间的互动等功能，软件系统的应用促进 了数字校园的信息化建设。 关键词关键词： 短信网关，sgip，c#，sqlserver，asp.net abstract the realization of campus mobile message system on the basis of “china unicom message gateway“ with the rapid development of modern communication technology, the digital campus construction is critical to the campus informationalization at universities. the overall application of the digital campus construction will have a great influence on the functions of universities as well as the working and study of both facilities and students. it will improve the development and qualifications of universities. the digital campus construction is helpful to the reorganization of campus authorities and the optimization of facilities. the digital campus will be the future orientation of informationalization at universities. sms platform is an important part of digitalization campus. it is more and more popular for its convenience. short message service is one of the most prospective services in universities. this thesis focuses on the designation of “china unicom message gateway“ campus mobile message management system on the basis of teaching management mode and process of jilin normal university. 1 this thesis describes the construction system and data transmission principles of mobile short message system through the history and current situation of the short message application. meanwhile, it analyzes the unicom short message gateway and interface protocols on this basis. the system covers in detail campus sms system function and applies practically to the construction of digital campus in jilin normal university. it solves the problem of real-time communication in the teaching process. the system aims at the development of object-oriented programming language and covers database technology, multi-threading and network communication technology. the sms gateway is responsible for communication between servers and mobile phones, and processing the uplink, downlink short messages 2. the system is divided into the different functions system client module, the sms gateway access module, the information center data processing module and the software system configuration management module. the system achieves the data sharing of various modules, designs the interface of mobile short messages and defines the mode of data sharing between sending sms interface and receiving sms interface. the sms gateway accessing module uses multi-threaded interfaces handling, sending messages through the higher-level server 8801 and receiving messages through the local server 8809. the development of the software system achieves the different mechanisms of various data-processing in the agreement. the software makes the unicom sms gateway system accessible to the client in the form of interface to receive the packaged agreement data. through the software system testing, the platform can send and receive text messages exactly and securely. it applies to the software platform of campus mobile messages system and achieves thoroughly the sending of university teaching information, students employment information as well as daily management information and the interaction between students and teachers. the software system promotes the informationalization of digital campus. keywords: message gateway，sgip，c#，sqlserver，asp.net 目目 录录 第 1 章 软件系统建设的背景 1 1.1 手机短信息服务概述 1 1.2 校园信息化建设背景 1 第 2 章 软件系统的理论基础与技术方法 3 2.1 软件系统的理论基础 3 2.2 软件系统的技术方法 4 2.2.1 套接字(socket)编程 4 2.2.2 多线程技术 5 第 3 章 软件系统的需求分析 7 3.1 系统需求分析 7 3.1.1 需求分析 7 3.1.2 系统设计的目标与要求 7 3.2 系统的应用价值 7 第 4 章 软件系统的设计与实现10 4.1 软件系统的设计10 4.1.1 系统总体设计的路线 10 4.1.2 系统总体设计的依据 11 4.1.3 系统的功能设计 11 4.1.4 系统的数据库设计 15 4.2 软件系统的实现18 4.2.1 校园手机短信系统通信接口实现 18 4.2.2 校园手机短信系统功能实现 20 4.2.3 系统的软硬件配置环境实现 27 4.2.4 校园手机短信系统安全策略实现 28 第 5 章 软件系统的应用现状29 5.1 软件系统的现状分析29 5.2 不足与展望29 参考文献 30 致 谢 32 1 第第 1 章章 软件系统建设的背景软件系统建设的背景 1.1 手机短信息服务概述手机短信息服务概述 随着现代通信技术的不断发展，手机的普及，手机短信在人们的日常生活中 扮演着越来越重要的角色。 目前，在各大通信运营商的业务发展中，短信业务所占比重不断上升。不远 的将来，短信业务将会取代语音业务，成为现代通信行业的主导。而短信行业应 用业务由于其发展早，用户多的特点，将成为未来几年主流的通讯业务2-3。 短信是伴随着数字通信系统而衍生的一种通信业务， 通过通信系统的信令和 信道传输，隶属于一种非语音的数据通信业务。主要包括点到点短消息业务与小 区广播短消息业务。 除最为常见的点对点短信业务以外，从短信息平台到面向手机用户的短信 服务也正以较快的速度发展， 且已发展成为广大手机用户方便及时的获取各种信 息的一种手段。用户可以使用灵活的方式定制得到更多有用的信息，也能通过提 供有偿的信息服务而获取收益，以至于用户对短信息服务的需求量较大。而本文 介绍的校园手机短信系统，是一种基于联通短信网关信息服务的软件系统4。 1.2 校园信息化建设背景校园信息化建设背景 现阶段，相对于社会信息化建设水平的迅速提高，大学校园的管理水平仍然 停滞不前。由于其教育的宽松性和学生的分散性的特点，管理上还是存在很大的 难度；而对学生而言，高校的教学教务和思想教育部门、二级学院等还只能靠自 上而上的逐级口头通知，学生不能及时获取信息，且获取信息的途径少而且耗时 多，造成消息的滞后性，不利于教学管理工作的开展。而高校的学生绝大部分都 有手机，信息可及时通知到位。通过此系统可以建立起一个以高校为基本单元的 校园通信网络平台，改善学校与学校，学校与教师，教师与学生之间的联系，提 高高校管理的效率。 基于高校教学工作背景， 开发基于手机短信的适合学校教学工作的教学综合 管理软件系统便刻不容缓。本文论述的“校园手机短信系统” ，可以方便的将考 试通知、开会计划、放假通知、就业信息等内容，通过短信的形式发送至班级同 2 学的手机中。学生不会错过任何学院发送的通知，而且使用上更方便、更快捷、 更高效。 吉林师范大学位于吉林省四平市，目前是吉林省重点大学，学校占地 92 万 平方米，建筑面积 50 余万平方米，共有 22 个学院和 2 个教学部，在校学生 2.85 万人（含成人教育） 。随着吉林师范大学的整体能力提升，学校对信息化的需求 愈发强烈，目前准备在学校开展“数字化校园”的建设规划，针对吉林师范大学 的信息需求，作为吉林师范大学的合作伙伴，四平联通公司制定和研发了一系列 信息化支撑系统，本文所阐述的校园手机短信平台就是其中的一个重要组成部 分。 本系统的主要目的是为吉林师范大学校园建立教学综合管理软件系统， 通过 手机短消息接入的平台把学生的基本信息、学生的手机号码、家长电话等信息录 入校园手机短信管理系统，随时接收短信息以及查询短信息的发送状态，实现对 学生的会议通知、放假信息通知、成绩公告、学生就业信息等移动式管理11。为 广大师生架设学校与学校、学校与师生之间方便快捷沟通的桥梁。从而使吉林师 范大学师生既可以方便的了解高等教育方面的多种信息， 又可以方便地实现学校 内部信息的相互交流和互动沟通功能。 3 第第 2 章章 软件系统的理论基础与技术方法软件系统的理论基础与技术方法 2.1 软件系统的理论基础软件系统的理论基础 短信网关实现的功能。其主要是完成了 sgip 协议的转换，并将外部短消息 内容或者从增值内容服务提供商 sp 接收到的 mt (mobileterminate)信息，根据 内容选择相关路由发送到短消息服务中心， 最后由短消息服务中心发送至通信基 站。系统还能将收到的 mo (mobile originate)信息路由到正确网关后最终送发到 通信服务提供商5。 通信管理部门为防止某些个人或企业进行手机短消息的恶意传输， 限制用户 应用实体不能直接与短消息中心互联， 而必须通过中国移动或中国联通等通信运 营商的短信网关来发送与接收手机短信。在面向吉林师范大学的业务发展过程 中，中国移动和中国联通竞争得非常激烈，但由于中国联通在移动增值业务发展 上有着巨大潜力和优势， 最终由四平联通分公司负责建设吉林师范大学校园手机 短信系统。校园手机短信系统与中国联通短消息网关之间通过 sgip 接口协议相 连接， sgip是联通在smpp协议上改进的针对联通运营商自己的网关接口协议。 sgip 是 short message gateway interface protocol 的英文缩写， 是中国联合网 络通信有限公司手机短消息网关系统接口协议。 该协议是 sp 与 smg 之间、 gns 与 smg 之间、以及 smg 与 smg 之间的接口协议，简称 sgip 协议。通过应用 sgip 协议，sp 可以接入到 smg 中，实现 sp 应用的一点接入、全网服务；smg 可以通过 sgip 协议，实现消息在不同 smg 之间的路由和转发。同时，smg 通 过该协议也可以与 gns 通信，并实现各 smg 与 gns 之间路由表的数据同步功 能6。 smg 作为短消息网关，具有短消息转发功能12。在全国可能有很多个 smg 网关，在这些网关之间通过 internet 等方式实现网络互联。每一个 smg 网关同 时与多个 smsc 以及多个增值业务服务商互联。在全网中有唯一有效的 gns， gns 负责全局路由表的更新与维护；为了保证路由表数据的安全性，一般 gns 在网络中设置主备用，两个 gns 保持数据同步13。 sgip 协议的底层通信载体是以 tcp/ip 为基础，具体结构如图 2.1 所示:7 4 图 2.1 sgip 协议通信结构 2.2 软件系统的技术方法软件系统的技术方法 2.2.1 套接字套接字(socket)编程编程 伯克利大学在 1980 年发行的 unix 操作系统开始支持 tcp/ip 协议， 并提出 了一种网络编程接口叫做套接字。并且套接字是支持 tcp/ip 网络通信协议的基 本单元，是通信的基石。 套接字（socket）可以理解为在不同计算机主机间的进程进行互相通信的端 点，它在各个主机内及整个网络间构成了编程界面。并套接字通常和同一个域中 的套接字实现数据交换。这个域可以供各种进程使用，互相之间用互联网协议来 进行通信。而且应用程序通信一般仅限于在同一类的套接字间。不过只要通过底 层通信协议的允许，不同类型的套接字也照样能进行通信。套接字目前可分为 2 种不同的类型： ? 流式套接字 流式套接字主要提供可靠、有序、双工但无记录边界的数据流服务，适用于 大量数据处理。流式套接字使用(tcp) 传输协议，并流式套接字是面向连接的， 所以它在通信双方进行交换数据之前，就必须要建立一条路径，以确保可靠传输 数据的同时，也将在一定程度上会加大系统的运行8。 ? 数据报套接字 数据报套接字是可以支持双向的数据流，它不会保证数据传输的有序性、无 重复性和可靠性。还它记录数据的边界，数据报套接字适用于数据发送接收双方 可以在同一个局域网内或是数据块小的情况。 采用互联网进行通信，至少会需要一对套接字，其中的一个将会运行于软件 系统服务器端，另外一个将会运行于系统的客户端机。并根据本地套接字要连接 5 的目标以及连接启动的方式，计算机服务器的监听、计算机客户端的请求和服务 连接确认构成了套接字之间连接过程的主要三个步骤。 计算机服务器监听主要是指服务器端套接字不会定位具体的系统客户端套 接字，它将会处于等待连接的状态，以达到实时监控网络运行状态的功能。 计算机客户端请求主要是指由系统客户端套接字要先进行描述它要进行连 接的具体计算机服务器的套接字， 且能够指出服务器端的套接字的地址和相应端 口号，之后就会向计算机服务器端套接字发送出具体的连接请求。 服务连接确认主要是指当服务器端套接字在监听到系统客户端套接字发出 来的连接请求后，它就会及时响应系统客户端套接字的连接请求，一个系统新的 线程就会建立，它会把计算机服务器端套接字的具体描述发送到系统客户端，系 统客户端一旦确认了此描述，服务连接就会建立完成。而计算机服务器端套接字 则会继续处于监听状态， 并会继续接收来自其它系统客户端套接字发出来的连接 请求。 并 socket 允许以异步和同步的方式进行操作，对于 socket 的每一操作同样 也有异步和同步两种方式。异步方式是指当一个异步调用发出来以后，调用者并 不能够立即得到结果。而在确认完成实际处理这个调用的部份后，即可通过运行 状态、通知和回调这三个步骤来通知调用者。系统客户端在请求发送出以后，不 用等待计算机服务器端的回应即可以发送出下一个请求， 而对于所有的请求动作 来说都将会在计算机服务端得到异步， 这条请求的可以理解为是一个消息请求队 列，在这里所有的动作不会得到同步的9 。同步的概念则和异步相对。同步方 式是指在发出一个功能调用的时候，在没有得到具体结果之前，该调用就不会返 回。系统客户端在发送出请求以后，必须在得到计算机服务端有回应以后才能够 发送下一个请求。系统在这个时候的所有请求将会在计算机服务端得到同步。 2.2.2 多线程技术多线程技术 在程序运行的过程中，线程属于进程中的执行单元，同时它也是操作系统用 于分配 cpu 时间的一个基本单元。软件中所应用的多线程处理技术支持同时运 行一个程序中的多个实例，但它所使用的却是同一份共享的代码和内存存储空 间。且应用程序还可以支持并发完成多个不同的任务。 软件应用程序在采用了多线程技术后，可以使系统的资源更好的利用；可以 提高软件的运行速度；可以使多个任务同时完成；可以优先处理任务；且能随时 6 停止工作任务；可通过设置每个任务的优先级用来优化软件性能。多线程处理技 术能够面向客户要求快速做出相应响应，较大提高进程的整体运行效率，增强应 用软件程序的灵活性， 主要是它通过充分利用 cpu 的空闲时间功能才得以实现。 多线程处理技术可以使软件程序的运行效率提高， 通过多线程处理技术可以 在系统中对手机短信息的发送、接收等相应处理分别开发不同的线程实现。同 时.net 的基础类库里面的 system.threading 命名空间中也提供了非常多的支持 多线程的类与接口。实现一个 thread 实例用于管理一个线程，即称之为执行序 列。通过将一个相应的 thread 对象简单实例化，就能够创建完成一个线程，最 后利用 thread 对象提供的方法实现对相应线程进行管理10-12。 2.2.3 系统开发工具简介系统开发工具简介 系统采用的是比较成熟的软件研发平台， 因此使用的是基于.net 框架的 c# 语言。微软推出的.net 框架，是要在网络上建立一套统一的软件服务平台22。 .net 首先是软件服务的研发平台，这是一种为符合其软件编码规范与类库 之间提供无缝集成的编程语言。.net 是一种面向网络，支持 b/s 架构开发平台 环境。其重要特点是基于 xml 的语言、新一代人机交互的界面以及多种设备融 合的平台。 c#语言是一种面向对象的程序设计语言，它是专门为.net 平台而设计的。 它支持网络编程现有的新标准23 ， 是整个.net 平台的语言基础。 新的应用程序 开发标准使新出现的网络规范被越来越多的解决方案所依赖， 现有的软件开发工 具一般都不能很好的支持最新的现代网络技术， 因为它们往往都是早先于互联网 出现的，有的甚至是在网络处于初期时才出现的。c#程序员可以轻松的在.net 服务平台上构建所有应用程序的扩展框架。c#语言包含了内置的特性，可利用 任何组件就可以轻松转化为 xml 网络服务13-15。 系统研发的环境是 microsoft visual studio .net，它是集.net 的平台搭建、 研发、调试于一体。它所使用的版本是 microsoft visual sudio .net 2008。全新 的集成开发环境，使编程变得更加方便，安装之后全面、系统的文档参考资料使 软件开发者可以较快的掌握.net 程序的研发。 7 第第 3 章章 软件系统的需求分析软件系统的需求分析 3.1 系统需求分析系统需求分析 3.1.1 需求分析需求分析 短信应用服务业务现已成为通信行业最为重要的应用业务之一。 在吉林师范 大学校园里，已基本达到了人手一部手机的程度（甚至一人多部手机） 。在学校 的日常教学管理工作中，却依旧停留在有事板报通知的模式，甚至还保持着到各 班进行现场通知的形式。这种通知方式都无法保证及时通知到学生个人，因此开 发 “校园手机短信软件系统”来辅助日常教学管理工作的时机已经成熟16-17。 3.1.2 系统设计的目标与要求系统设计的目标与要求 一、校园手机短消息平台涉及与中国联通短消息网关对接。系统开发采用模 块化设计思想，适用标准的通信协议接口，实现软件系统集成手机短信服务的功 能。 二、本系统采用多线程设计模式，可同时侦听多个通信端口，对系统发送消 息、接收消息等设计独立线程进行信息处理。 三、为了保证系统短消息到达率与接受率，我们在信息数据包的接收与发送 方面采用了信息控制机制来保证。 通过消息队列和滑动窗口来保证信息数据包的 发送和准确到达。 四、系统要求能够自动检测与处理网络类故障，包括错误包、未定义包等异 常情况，具备一定的自我恢复能力18。 五、消除通信协议的差异，对外提供统一的接口。 六、开发系统要求按学校年级或班级进行短信通知、短信互动等功能。 七、开发要求实现每个账户所发送短信的统计功能，通过校园手机短信系统 可查询以往发送短信的历史记录。 3.2 系统的应用价值系统的应用价值 近几年来，全国的各个高校掀起建设数字化校园的热潮。它是挖掘先进的校 园管理理念，并以网络为基础，利用先进的通信技术、信息化手段和工具，实现 8 从教学科研环境、教学科研资源共享、到教学科研活动的全部数字化。在教学科 研环境数字化主要包括实验室、教室、设备等方面的建设；在教学科研资源共享 数字化主要包括公文、图书、讲义、课件等方面的建设；在教学科研活动数字化 主要包括教学、科研、管理、服务、办公等方面的建设。其中校园手机短信系统 作为先进的通信技术，它是数字化校园的一个基础平台，是数字化校园建设中的 重要组成部分。 本校园手机短信系统是四平联通分公司专门针对吉林师范大学的教学机制 进行专项研发的软件应用系统， 在开发过程中努力实现了联通短信应用平台与宽 带教学软件系统的集成。 校园手机短信系统的应用简化了学校往日繁琐的工作流 程，实现了学校团委、学生工作处、学院学生工作办公室、教学秘书等各系统、 各部门工作的高效、便捷、简化、融洽地衔接，而且该系统也能行之有效地保证 学校以上各部门、系统下达的信息、通知以批处理的方式传达给每位学生，同时 学生手机接收到上述部门的短信后，还能通过软件平台及时与上述部门进行交 流。 校园手机短信系统为校园管理解决了如下问题： (1) 利用校园手机短信系统可方便快捷的发送通知：通知某班或者整个年级 到某教室开会的通知。以往只能导员在各班上课前到各班去通知，或者在门口贴 公告通知。这种方式容易造成消息的滞后性。利用校园手机短信管理系统，则可 将通知内容直接发送到每个同学的手机中，准确、快捷，且不用反复的提醒。 (2) 发布就业信息：大四学生由于找工作的原因，在校园作息时间具有不确 定性，很难用一般的方式通知其最新的就业信息。而就业信息对其又是尤为重要 的。这时，即可采用校园手机短信系统发送短信到学生手机中，告知其最新的就 业信息。 (3) 通知家长放假信息：一到寒暑假，学生放假后出去游玩不回家，容易出 现人身安全问题。学校难于管理，又苦于没有办法。此时，即可利用校园手机短 信系统发送放假信息到学生家长的手机中，通知其放假的开始和结束时间，这样 有利于学校和家长的及时沟通。 (4) 成绩公告：每次考试过后，成绩的公告都要等到下学期的开学，公告的 不及时，时常学生会打电话给导师询问成绩。利用校园手机短信系统，可方便快 9 捷的发送一条短信到学生手机，第一时间告知其本学期的考试成绩。 (5) 信息发布的全面性：普通的方式通知学生开会等，都存在通知不全的情 况（如：到班级通知时，该同学刚好请假） 。而通过校园手机短信系统发送短信 通知，可查询到此条信息是否已发送至某同学手机中。如遇到对方关机等情况， 通过本系统可知该同学未收到短信。此时，可联系其要好的同学进行转达。 10 第第 4 章章 软件系统的设计与实现软件系统的设计与实现 4.1 软件系统的设计软件系统的设计 4.1.1 系统总体设计的路线系统总体设计的路线 此系统主要由联通短信网关接入模块、校园短信系统、教学综合管理系统、 软件信息标准等内容构成。 采用理论与实践相结合的研发路线完成系统的研发工 作。 校园手机短信管理系统面向大学内部、 利用信息和通信技术有效地实现教学 管理、信息共享及内部服务等功能，可以辅助提高学校的教学质量。根据我国软 件建设标准，此平台设计必须结合校园数字化建设信息和应用的特点，综合考虑 网络体系、数据管理体系、应用和服务体系等组成部分，同时要建立各子系统所 必须依据的统一标准体系、安全体系等，以确保整个大学综合教学管理系统成为 高效运行的有机整体。因此，系统的体系结构需要从服务，应用、数据管理和网 络通道等方面进行基本架构的规划和设计。 系统总体逻辑设计按用户的需求，对平台功能进一步分解、归并，并配之以 数据、模型、方法等方面的支持，用计算机语言对系统进行总体性描述。 校园手机短信管理系统通过学生的学籍、成绩等信息建立学生的基础库，通 过收集整理教师的基本信息，综合教师日常教学、科研等各种方式，建立起教师 的基础信息库。依托基础库数据，运用手机短信的通信方式，以科学的分析统计 方法和理念，准确分析出学生学习的进步状况，帮助学生及时发现学习的薄弱环 节，提高学生的学能力。 借助于校园手机短信系统同时能掌握教师的教学、科研等情况，促进教师提 高专业水平。此外，系统还结合学校排课、选课、考务等教务管理、备课管理、 教师研修、资源管理、办公事务管理、科研管理、德育管理、体育卫生管理、总 务管理、流程管理、图书管理、宿舍管理、实验室管理等需要的功能强大的应用 模块，为吉林师范大学建立一个覆盖范围广、实用性强的教育综合管理平台；为 教育精细化管理提供有效的评测依据。 11 4.1.2 系统总体设计的依据系统总体设计的依据 为了确保系统的稳定性，实现学校资源信息的共享，该系统在实施时须建立 统一的标准和共同遵守的规范， 使系统产品数据资源能为吉林师范大学各教 学部门及社会教育行业所接受和使用。为此，在系统设计中，对于信息系统的建 设将遵从国家、行业以及针对本系统制定的相关信息系统建设标准规范体系，包 括系统建设的整个过程和相关的要素， 如业务数据的分类编码、 短信息数据编码、 文件系统命名规则、源文件格式、数据字典与接口规范等等18-20。 4.1.3 系统的功能设计系统的功能设计 (1) 短信发送 ? 短信单发 通过校园手机短信系统可以实现向某班的某名同学，单独发送一条短信，通 知其特定事件。如：吉林师范大学计算机学院的计算机应用专业 1 班要通知班长 等班级干部开会，就可以通过短信单发功能实现等。 图 4.1 短信单发模块 ? 短信群发 通过校园手机短信系统可以实现向某班、 某年级组或者某个学院的全体学生 发送短信通知。内容包括开会通知、成绩公告、放假通知、就业信息等等。 通过校园手机短信系统可以实现向某个班、 某年级组或者某个学院的全体学 12 生家长发送短信通知。通知内容包括：放假通知、学费通知等信息。校园手机短 信系统，可通过短信方式告知家长上述信息，帮助家长管理学生，了解学校的具 体安排，拉近学校和学生的距离。 例如：旅游地理学院要为全院师生发送计地理信息系统课程更改通知，只需 选择本学院名称，在校园手机短信平台上输入要发送的具体内容即可发送成功。 图 4.2 短信群发模块 (2) 短信统计 对于已发送的“短信单发、短信群发、家长短信群发” ，在短信统计中都可 以查询到。可通过类别、发送时间、发送内容等进行查询。亦可查询出短信发出 去后，手机是否正常接收到。如没有接收到，系统可以显示出没收到的号码，方 便管理员以其它方式进行通知。 (3) 短信互动 手机短信系统除了可以发送短信之外，还可以接收来自手机的短信。如通知 开会后，有些同学因身体原因来不了，可回短信，在短信接收模块即可查询到， 以实现学生、学校教学工作人员之间的短信互动。 13 图 4.3 短信互动模块 (4) 组织结构添加 学校是由各个学院组成的，学院由各个年级组成，年级由各个班组成，建立 好组织结构对于软件系统来说十分重要。 ? 学院添加 在此，可为学校添加各个学院。如数学学院、外语学院、计算机学院、地理 学院，历史学院、音乐学院等等。 ? 年级添加 在此，可以为在学院添加年级组。如为音乐学院添加年级：05 级、06 级、 07 级等等。 ? 班级添加 在此， 可为某学院某年级添加班级。 如为音乐学院 05 年级添加： 1 班、 2 班、 3 班等等。 (5) 组织结构修改 ? 学院修改 可修改指定的学院信息。 ? 年级删除 可修改指定的年级信息。 14 ? 班级删除 可修改指定的班级信息。 (6) 组织结构删除 ? 学院删除 可删除指定的学院。删除指定的学院之前，需先删除掉该学院所有的年级和 班级。 ? 年级删除 可删除指定的年级。删除指定的年级之前，需先删除该年级所有的班级。 ? 班级删除 可删除指定的班级。 (7) 学生信息管理 ? 添加学生基本信息 在此处可添加学生的基本信息。如学生的学号、姓名、年龄、家庭住址、学 生手机号、家长手机号。学生手机号和家长手机号很关键，短信发送时，将发送 至此处添加的手机号中。 ? 修改学生基本信息 在此处可修改学生的基本信息。如学生手机换号了，即可在此处进行修改， 下次发送短信时，即可发送至新修改的手机号中。 ? 删除学生基本信息 在此处可删除学生。如学生退学或休学等。 图 4.4 联系人管理模块 (8) 用户管理 ? 用户注册 管理员可为系统注册新的用户，输入新建的用户名、密码，并分配相应的权 限。 15 ? 用户修改 管理员可修改用户的用户名、密码和权限。 ? 用户删除 管理员可删除指定的用户。 ? 密码修改 普通用户可在此修改登录系统的密码。 图 4.5 校园手机短信系统的系统功能图 4.1.4 系统的数据库设计系统的数据库设计 由于使用.net 来开发校园手机短信系统，所以使用微软公司的 sql server 2005 数据库。这样的选择会使系统拥有最好的性能和最高的效率。 数据库表设计： (1) 用户表设计 用户表中记录了系统中的用户信息。管理员进行添加、修改、删除用户操作 时，操作的就是此表中的数据。 16 字段名称 字段说明 y_id 自增变量，主键，用户表的唯一标识。 y_name 新注册的用户名称。如（音乐学院管理员） y_createtime 新用户注册时间 y_password 新注册用户的密码。如（admin） (2) 权限表设计 权限表是用来分配用户权限时使用的。管理员会拥有所有功能的操作权限。 并可以为普通用户分配操作权限。如：分配某些用户只有短信发送的权限，而其 无权进行组织结构的修改。 字段名称 字段说明 q_id 主键、唯一标识。 q_type_name 权限名称。 权限表是典型的类型表，其内容如下。 q_id q_type_name 1 短信发送 2 短信统计 3 短信接收 4 组织结构添加 5 组织结构修改 6 组织结构删除 7 学生信息管理 8 用户管理 9 密码修改 (3) 权限用户关系表 此表中存储了用户表的主键 q_id，以及为此用户分配的权限 y_id。 17 (4) 组织结构 组织结构由学院、年级和班级共同组成。学院下分多个年级组，每个年级组 下又有多个班级组成。所以，设计表如下所示。 学院表： 年级表： 班级表： 这样即可把各个表有机的关联起来。 (5) 学生表 学生表记录了学生的学号、姓名、年龄、手机号等信息。 字段名称 字段说明 id 自增类型、主键、唯一标识。 q_id 用户表的主键 q_id y_id 权限表的主键 y_id。 字段名称 字段说明 x_id 自增类型、主键、唯一标识。 x_name 学院的名称 字段名称 字段说明 n_id 自增类型、主键、唯一标识。 n_name 年级名称 x_id 此年级属于哪个学院，与学院表的 x_id 关联 字段名称 字段说明 b_id 自增类型、主键、唯一标识。 b_name 班级名称 n_id 此班级属于哪个学院的哪个年级， 与年级表的 n_id 关联 18 (6) 短信表 短信表记录了短信发送的内容、时间、短信是否收到等信息。 4.2 软件系统的实现软件系统的实现 4.2.1 校园手机短信系统通信接口实现校园手机短信系统通信接口实现 本系统需要与联通短消息网关进行对接， 因此需要中国联通吉林省分公司开 通系统的接入权限。首先需要由四平联通公司分配 sp 企业代码和短信特服号。 其中的企业代码是作为增值业务服务商的唯一标识， 而短信特服号就是发送短信 的主叫特服号，一般为 10 位。当然，我们通过应用程序可以在特服号后面加上 几位，来作为客户唯一标识。 得到了分配的 sp 企业代码和短信特服号之后，还需要提供短信接口服务器 的互联网固定公网 ip 地址，一并提供给中国联通吉林省分公司，提出接入申请。 经过审批通过后， 由中国联通吉林省分公司短信网关维护部门向我们分配接入账 号，绑定用户的短信特服号，企业代码，和接口服务器 ip 地址。到此我们就获 得了联通短信网关的接入权限。 联通短消息服务平台通过控制机制提高手机短信息处理能力与可靠性。 现有 字段名称 字段说明 s_id 自增类型、主键、唯一标识。 s_number 学生学号 s_name 学生姓名 s_sex 学生姓别 s_age 学生年龄 字段名称 字段说明 d_id 自增类型、主键、唯一标识。 d_content 短信发送的内容 d_createtime 短信发送的时间 d_phone 短信通知的手机号码 19 短消息应用对象和短信息服务中心之间的短信息传输协议均是采用 tcp/ip 的二 进制协议，但由于二进制协议中的相关字段多而复杂，不好理解，所以将短消息 接口协议就利用短信息服务平台封装起来，形成了统一的一个软件接口，使得短 信息应用系统通过动态链接库的形式提供 api 接入方式。 校园手机短信系统的通信接口是短信息服务统一接入平台和短信息应用系 统交互的通道。手机短信系统的通信接口要侦听到来自于短信息应用实体的 socket 连接则是通过软件系统服务器端的形式实现的， 用来接收校园手机短信系 统的消息，并通过下发至系统信息处理模块以达到处理该短信息的目的。 校园手机短信系统的通信接口作为服务器端， 随时可以接收到来自客户端的 数据及连接请求，以实现系统服务器端功能，通过创建监听端口，可用于实时等 待信息事件的发生。在监听线程的过程中，先要创建面向连接的流式套接字，创 建一旦成功，就会将新创建的网络套接字和本地的 ip 地址及接收端口号进行绑 定数据。绑定成功后，就会通过监听套接字网络开始进行监听，以等待系统客户 端的连接请求，并能够同时接收来自系统客户端的更多的连接请求。并同时启动 接收线程，以利用接收套接字实现对网络发送过来的数据进行接收。 校园手机短信系统的通信接口作为系统客户端利用消息处理模块的调用， 将 会为相应的手机短信息客户端提交对应信息。 通信接口将读取配置文件中所对应 的 ip 地址和相应端口号，并且能够创建对应的网络套接字和建立起与应用实体 的连接。用户手机客户端通过在建立好的连接上接收信息数据。 图 4.6 联通短信网关通信接口 20 4.2.2 校园手机短信系统功能实现校园手机短信系统功能实现 根据系统功能不同划分为系统客户端模块、短信网关接入模块、信息中心数 据处理模块和软件系统配置管理功能，将其系统实现的功能抽象为以下系统模 块。 1、支持多平台：软件客户端可支持三种方式实现，第一是支持在电脑中安 装客户端的方式实现， 这种客户端目前支持 windows 操作系统， 足够满足吉林师 范大学师生的使用需求。使用者获取到该软件安装包后，可以在电脑中双击 setup.exe 进行安装，安装过程非常简便，安装后登录即可使用21。 第二是支持 b/s 结构的 web 网页操作方式实现。使用者无需在电脑中安装 软件，只需要使用操作系统中的网页浏览器，登录固定的网址即可。这个网址就 是短信网关接口服务器提供给使用者的前台使用界面， 只要上网就能够登录这个 页面，给使用者带来极大方便，摆脱了软件的安装束缚，较少占用电脑资源22。 第三是支持在智能手机终端安装的手机客户端软件实现。 现在许多智能手机 都带有操作系统平台，可在其上安装手机软件。主流的操作系统包括 windows mobile 系统、symbian 系统。本次设计已经制作了可在以上两种手机操作系统进 行安装使用的客户端软件，不同的客户端软件适用不同的手机操作系统。在手机 上安装手机客户端，就摆脱了电脑终端的束缚，只要带着手机，随时随地都可以 使用手机运行其中的短信应用程序来灵活地发送和接收短信，操作更加便捷。 通过跨多平台的使用，提高了系统可移植性，且能够适应市场上多种类的手 机终端类型、多种类的操作系统，使系统应用更加方便快捷。 图 4.7 校园手机短信系统结构 21 2、用户注册模块：用户在客户端可以通过短信验证向系统注册，获得账号 和密码，方便地登录系统进行操作。具体的流程为，用户在电脑上运行联通短信 系统软件，在软件界面上点击账号注册，弹出新用户注册窗口。填写手机号码、 姓名和密码，其中手机号码就是用户的登录账号。然后点获取验证码，短信网关 接口服务器会向注册用户发送一条短信，包含了短信验证码。系统提示短信验证 码已经发出，请查看。过一会填写手机号的手机就会收到验证短信。输入得到的 短信验证码，点击注册，则用户注册成功。这时就可以使用注册的手机号和密码 进行登录使用软件。 图 4.8 用户注册模块 对于手机终端中安装的应用软件方式， 用户利用手机终端通过客户端软件向 平台发送固定格式的短信，平台将向用户手机返回短信验证码，用户可以通过返 回的验证码进行注册。如果用户发送注册短信格式不合法，平台会自动回复用户 发送信息错误，若用户发送注册短信格式合法，系统将会把用户信息存入数据库 中，并会自动回复“用户信息已经成功注册” 。 22 图 4.9 校园短信系统的系统