（计算机系统结构专业论文）基于gsm短消息的缴费系统的设计和实现.pdf

岬h j at h e s i sf o rt h ed e g r e eo fm a s t e ri nc o m p u t e ra r c h i t e c t u r e d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o n o fp a y m e n t s y s t e mb a s e d o ng s ms m s b yg u oq i u l i s u p e r v i s o r ：a s s o c i a t ep r o f e s s o rw a n g j i a n n o r t h e a s t e r nu n i v e r s i t y j u n e2 0 0 9 ， 。 ， 取得 写过 同工 示谢 位论 件和 磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。 作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后： 半年囹一年口一年半口两年口 学位论文作者签名：嘻尹秋丽 答字醐：渺弘 导师签名： 签字日期： 即尸，7 l - k 东北大学硕士学位论文摘要 基于g s m 短消息的缴费系统的设计与实现 摘要 长期以来，电费、水费、暖气费等费用回收一直是困扰公共事业部门的一个问题， 而解决这个问题的关键就是增加用户缴费的渠道。目前用户主要的缴费渠道有相关营业 -厅、银行等，但是这些集中收取模式都或多或少存在局限性，并不能完全解决用户缴费 的问题。 厂 针对上述情况，本文设计并实现了基于g s m 短消息的缴费系统。此缴费系统以g s m 网络为通信平台，通过s m s 实现了用户以“空中充值”的形式缴纳水费、电费、煤气 费等多种费用。通过上、下行通信协议的设计实现了系统有效、安全的通信，并且通过 在每条短信息前面加4 位短信唯一标识码，来防止接收垃圾短信和重复短信，增强了系 统的健壮性。短信收发子系统是数据采集终端和后台处理系统通信的门户，它采用状态 机机制来实现短信的读取、删除、发送三个功能，并且利用互斥变量来实现对短信接收 队列和短信发送队列的互斥访问。缴费业务处理平台通过数据库实时监控子线程来实现 对手动处理业务信息表和自动处理业务信息表的实时监控，调用各个功能模块实现用户 缴费、用户余额查询、日报查询、对账等功能。 本文首先阐述了目前公共事业部门进行收费的主要渠道及存在的问题，然后介绍了 系统开发所使用的c o m 组件技术和s m s 实现方法，并确定了系统的短信服务器接入方 式。在对系统需求分析的基础上，描述了系统的总体设计和各个子系统的详细设计，进 而对系统各个模块的具体实现进行了详细的介绍。最后给出了系统各个模块的测试情 况，符合系统的需求，达到了预期的效果。 关键词：g s m ；s m s ；空中充值；短信收发；缴费 - i i 咿k 膏 一 ，j 东北大学硕士学位论文 a b s t r a c t d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fp a y m e n ts y s t e m b a s e do ng s ms m s a bs t r a c t i ti sap r o b l e mf o ru t i l i t i e st oc o l l e c tc h a r g e s ，s u c ha se l e c t r i c i t yc h a r g e ，w a t e rc h a r g e ， h e a t i n gc h a r g e ，e t c t h ek e ys o l u t i o nf o rt h i sp r o b l e mi s t oa d dt h ep a y m e n tc h a n n e l c u r r e n t l y , p e o p l ec a l lp a yc h a r g e sb yr e l a t i o n a l b u s i n e s sh a l l ，b a n k , e t c h o w e v e r , t h e c e n t r a l i z e dm o d e sf o rc h a r g i n gh a v em o r eo rl e s sl i m i t a t i o n s ，a n dc a nn o tr e s o l v ea l lt h e p a y m e n tp r o b l e m s i nt h i sc a s e ，ap a y m e n ts y s t e mi sd e s i g n e da n di m p l e m e n t e d u s i n gg s mn e ta st h e c o m m u n i c a t i o np l a t f o r m ，t h i ss y s t e mc a na c c o m p l i s ht h ew i r e l e s sr e c h a r g es e r v i c eb ys m s ， a n di tc a np a ye l e c t r i c i t yc h a r g e ，w a t e rc h a r g e ，h e a t i n gc h a r g e ，e t c u s i n gt h ep a y m e n t s y s t e m sc o m m u n i c a t i o np r o t o c o ld e s i g n e d ，t h es y s t e mc a l lc o m m u n i c a t ev a l i d l y , s a f e l y i t c a np r o t e c tf r o mr e c e i v i n gs p a mm e s s a g e sa n dr e p e a t e dm e s s a g e sb ya d d i n gaf o u rb i t s u n i q u ei d e n t i f i e rt op e rm e s s a g e , w h i c hs t r e n g t h e n st h es y s t e m sr o b u s t n e s s s m sr e c e i v i n g a n ds e n d i n gs u b s y s t e mi st h ep o r t a lo ft h es y s t e m sc o m m u n i c a t i o nb e t w e e nt h ed a t a c o l l e c t i o nt e r m i n a la n dt h eb a c k s t a g es y s t e m i tu s e ss t a t em a c h i n em e c h a n i s mt oa c c o m p l i s h t h r e ef u n c t i o n s ，i n c l u d i n gm e s s a g es e n d i n g ，d e l e t i n g ，a n dr e c e i v i n g , u s e st h em u t e xv a r i a b l e s t oa c c o m p l i s he x c l u s i v e r e f e r e n c eo ft h es e n d i n g - m e s s a g eq u e u ea n dr e c e i v i n g m e s s a g e q u e u e p a y m e n tp r o c e s s i n gp l a t f o r mc r e a t e sar e a l - t i m em o n i t o r i n gt h r e a dt om o n i t o rt h e d a t a b a s e ，a n da c c o m p l i s h e sm a n yf u n c t i o n s ，s u c ha su s e r sp a y m e n t ，u s e r so v e r a g eq u e r y , d a i l yq u e r y , a c c o u n tc h e c k i n g ，e t c f i r s t l y , t h et h e s i s e l a b o r a t e st h ep a y m e n tc h a n n e l sa n dr e l a t i o n a lp r o b l e m s ，t h e n i n t r o d u c e st h et e c h n o l o g i e sa b o u tc o mc o n t r o la n dt h es m s ，d e f i n e st h ea c c e s sw a yf o rs m s s e r v i c e b a s e do nt h es y s t e m sa n a l y s i s t h es y s t e m sg e n e r a ld e s i g na n dt h es u b s y s t e m s d e s i g na r ed e s c r i b e di nd e t a i l ，a n dt h es y s t e mi si m p l e m e n t e d f i n a l l y , t h et h e s i sg i v e st h e s y s t e m st e s t i n gr e s u l t s ，w h i c hm e e t st h es y s t e mr e q u i r e m e n t sa n dr e a c h e st h ed e s i r e de f f e c t k e y w o r d s ：g s m ；s m s ；w i r e l e s sr e c h a r g es e r v i c e ；s m sr e c e i v i n ga n ds e n d i n g ；p a y m e n t i i i 一 目录 录 1 3 课题的意义5 1 4 本文主要内容一6 第2 章相关技术7 2 1c o m 组件技术7 2 1 1c o m 组件技术的主要特性7 2 1 2c o m 组件的实现一8 2 1 3c o m 组件的使用8 2 2 短消息实现方法及技术9 2 2 1 短消息服务的实现方法9 2 2 2 短消息控制方式9 2 2 3a t 命令简介1 0 2 3 小结一1 1 第3 章系统分析一1 3 3 1 系统的功能性需求1 3 3 1 1 系统的角色一一1 3 3 1 2 系统的功能。一1 3 3 2 系统的非功能性需求一一1 4 - 东北大学硕士学位论文目录 3 2 1 健壮性1 4 3 2 2 有效性1 4 3 2 3 稳定性15 3 2 4 可扩展性。1 5 3 2 5 完整性1 5 3 3 系统开发环境1 5 3 3 1 数据库1 5 3 3 2 开发平台1 5 3 4 ，j 、结1 6 第4 章系统设计17 4 1 系统总体架构设计及描述1 7 4 2 系统通信协议的设计1 8 4 2 1 缴费业务的通信协议1 9 4 2 2 其他部分功能的通信协议2 0 4 3 系统健壮性设计2 2 4 4 系统功能模块设计2 3 4 4 1 短信收发子系统的功能模块设计2 3 4 4 2 缴费业务处理平台的功能模块设计2 4 4 5 数据库设计2 6 4 5 1 数据库需求描述2 6 4 5 2 数据库系统的e r 图设计2 6 4 5 3 数据库系统的逻辑设计2 9 4 6 ，j 、结。3 4 第5 章系统实现3 5 5 1 短信收发子系统的实现3 5 5 1 1 串口操作模块3 5 5 1 2 数据库连接模块3 7 5 1 3 短信处理模块3 8 v 东北大学硕士学位论文目录 5 2 缴费业务处理平台的实现4 5 5 2 1 用户登录模块4 5 5 2 2 数据处理模块4 7 5 3 小结5 0 第6 章测试5l t6 1 系统测试的目的和意义5 1 6 2 软件测试步骤5 2 厂 6 3 本系统测试情况5 2 6 3 1 串口设置测试5 2 6 3 2 用户登录测试5 3 6 3 3 短信收发子系统测试5 3 6 3 4 缴费业务处理平台测试5 5 ， 6 4d 、节5 6 第7 章结论5 7 7 1 总结5 7 7 1 1 本人工作总结5 7 7 1 2 系统特点5 8 7 2 展望5 9 7 2 1 系统架构扩展5 9 7 2 2 系统功能展望5 9 参考文献6 1 致 谢6 5 攻读硕士期间参加的项目6 6 ，- v i 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 第1 章绪论 1 1 课题提出及目标 长期以来，电费、水费、暖气费等公共事业费用回收难一直是困扰公共事业部门的 最为头疼的问题，然而公共事业费用回收难关键在于用户缴费难。近年来，供电企业、 供暖部门等为此投入了大量的人力物力，也尝试过采用各种办法加强公共事业费的回收 工作力度，目前企业的收费渠道主要有供电营业厅、银行等，由于这些公共事业费的集 中收取模式都或多或少存在局限性，所以实际效果并不能完全解决问题。 下面以供电企业收取电费为例来具体介绍一下供电企业和用户所遇到的问题。 电费收缴工作一直是电力营销的重要工作。当前供电部门采用的主要缴费方式有如 下四种。 ( 1 ) 用电户到供电营业厅缴纳电费 随着城市规模的扩大和居民工作、生活节奏的改变，营业厅总体数量太少，覆盖人 群有限成为制约居民电费服务的瓶颈，居民用户受距离和工作时间限制，交纳电费十分 不便。虽然营业厅数量较少的问题，可以通过建设新营业厅得到缓解；但场地、设备资 金的投入和人力、管理成本的增加，注定这不是解决电费收费问题最科学和行之有效的 解决方案。另外营业厅模式主要用于城市、城镇地区，对于广大农村地区用户则大部分 不具备到营业厅缴费的条件。 ( 2 ) 用电户到银行营业厅缴纳电费 供电部门通过与银行开展合作，实现银电联网模式，用电户通过到银行营业厅缴纳 电费。但由于银行柜台有限，又首先需要满足自身业务，电力用户缴费时间相对集中， 并大多选择现金缴费，加大了银行柜台压力，造成广大缴费用户长时间排队。同时由于 供电部门对电费的统一管理，电费在银行的沉淀资金减少，并没有支付业务费用，银行 对电费收取，特别是柜面现金电费代收工作的积极性降低。 同时对银行自身业务带来比较大的冲击，基于以上原因现在经常出现银行柜台对现 金缴费不予办理的现象，引起用户不满，尤其是低收入家庭，违背了方便用户交纳电费 的初衷，客观上降低了客户对电力服务的满意度。 ( 3 ) 银行代扣缴纳电费 供电部门通过与银行开展合作，实现银电联网模式，用电户通过到银行自动划扣缴 纳电费。 一些用户，特别是离退休的用户、经济收入不高的用户，对银行自动划扣等存在的 顾虑，对营销自动划扣方式不太接受。他们希望能够自己实施缴费的过程，而不是通过 本缴费系统方案就是在这样一个大的背景下提出来的。本方案的缴费模式是以“营 业网点进社区”的方式实现不受空间和时间限制的缴费模式，用户在家门口、社区里、 村子里便能实现轻松缴费，下班后也可以缴费。系统通过g s m 通讯网络覆盖范围内的 数据采集终端来采集用户缴费查询信息，实现用户余额查询和缴费等业务的信息化处 理。该模式能通过解决广大用户缴费难的问题，提高公共事业费回收率，也提高了公共 事业部门的工作效率。 1 2 课题开发背景 1 2 1 空中充值业务介绍 所谓“空中充值”【2 】就是以含有g s mm o d e r n 功能模块的终端设备作为业务处理终 端，采用专用s i m 卡中文菜单来实现手机话费充值等各项业务的办理，因其不受时间和 空间的限制，被形象地称之为“空中充值”。近年来，s m s 付账系统已经取得了很大的 进剧3 ，4 1 。与传统的充值方式相比，这种充值方式打破了运营商营业厅营业时间和营业地 一2 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 点的限制，办理方式灵活，不用排队等候，最大限度地拉近了运营商与广大客户的距离， 使移动客户可随时随地享受安全、便捷、贴心的服务。 空中充值简单实用，通过短信平台帮助手机用户充值，免去了以前买充值卡需输入 卡号、密码等烦琐手续，也消除了各充值网点充值卡造假、被盗、天灾等意外事件的担 心，应该说空中充值是手机话费充值方式的一大进步。 运营商通过空中充值服务平台，拉近客户、经销商和运营商的距离。实现为用户提 供贴心服务，提高经销商的便利服务，提升运营商的服务质量。空中充值的终端设备简 单易携带，不用花费时间和成本建立业务管理网，只要信号覆盖到哪里，业务支撑就延 伸到叨5 罩。 1 2 2g s mm o d e m 的s m s 的介绍 g s m 是第二代移动通信系统中最具有代表性和最成熟的制式，主要业务为话音业 务，并可提供短信息、呼叫转移、移动秘书、移动定位、彩铃、彩信等多种增值业务【5 】。 短消息业务( s m s ) 是g s m 系统中一种不用拨号建立端到端的连接，直接把要发的信 息加上目的地址，通过无线控制信道发送给短消息服务中心，经短消息服务中心存储和 转发，最后到达信宿的一种数据业务。因为短消息业务不影响正常的通话，且具有价格 低廉、传递迅速、使用方便等优点，推出后发展非常迅速，普及率很高【6 。随着技术的 进步和用户需求的变化，s m s 用户群已经由时尚人群向企业或行业用户扩展【8 l 。面向企 业或行业的短消息业务逐渐成为短消息应用的一个重要组成部分，越来越多的企业开始 利用短信开展各种短信增值业务，比如，短信商业信息发布、短信客户关系管理、短信 呼叫中心、短信防伪、短信移动办公等。因此，把计算机技术和短消息服务结合可以开 发出多种应用，这些开发在各行各业都有很大的发展空间。 ( 1 ) s m s 的概念 s m s 是短信息服务( s h o r tm e s s a g es e r v i c e ) 的简称，是通过手机发送和接收有限 长度的文本信息的功能。文本信息是词语、数字和字母的组合，一条短信息可以包含1 6 0 个英文字母( 7 b i t 编码) 或7 0 个非拉丁字母( 1 6 - b i t 编码) ，如中文汉字或拉伯字等u n i c o d e 编码。历史上第一条短信息是1 9 9 2 年在英国通过沃达丰( v o d a f o n e ) 公司的g s m 网络 从一台p c 发送到一部手机上的。 s m s 属于g s m 第一阶段( p h a s e1 ) 的标准。g s m ( g l o b a ls y s t e mf o rm o b i l e c o m m u n i c a t i o n s ) 是一种无线数字蜂窝通信系统网络规范。它定义了建设该网络及提供 服务的各种标准，这些标准由欧洲电信标准化协会( e t s i ) 掌管。实现中通常使用的频 率为9 0 0 m h z 、1 8 0 0 m h z 、1 9 0 0 m h z ，其中中国的g s m 网实现在9 0 0 m h z 和1 8 0 0 m h z 的频率上，也就是常说的g s m 的双频。但目前s m s 已经被集成到了很多网络标准中， g s m 、c d m a 、t d m a 、p h s 、p d c 等移动网络都支持s m s ，这使s m s 成为项非常 一3 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 普及的移动数据业务。 s m s 是最早的短信业务，是现在普及率最高的一种短信业务。目前s m s 只是在手 机内建立一段文字后再发送给朋友，简单方便易用，这种短信的长度被限定在1 4 0 字节 之内。s m s 以简单方便的使用功能受到大众的欢迎，却始终是属予第一代的无线数据服 务，在内容和应用方面存在技术标准的限制。 s m s 采用存储转发机制。s m s 传送数据包的工作由移动网络中的短信中心而不是 终端用户来完成，如果用户不在服务区内，短信就被存储在短信中心，等用户出现之后 再转发给他。另外采用传递确认机制。在电路交换数据环境中，连接是端到端的，所以 用户能够知道连接是否完成，以及数据传递的情况，但在g p r s 环境中，附属于g p r s 承载体的终端是“永远在线 的，它在任何时候都准备透明地( 相对于用户而言) 传送 或接收数据，这样一来，检查数据包是否发送成功的任务就落到了用户头上，对于每一 次分组数据业务，其相应的成本也会比s m s 高。 短信息业务按其实现的方式可以分为点到点短信息业务和小区广播短信息业务。 点到点短信息业务是通过移动业务起始( m o b i l eo r i g i n ，m o ) 和移动业务终止 ( m o b i l e t e r m i n a l ，m t ) 将一条短信息从一个实体发送到指定目的地址的业务。被发送 的信息经过编码后消息长度为1 4 0 个字节。 小区广播短信息业务是指通过发送信息的基站向指定区域中所有短信息用户发送 短信息的业务。该业务将发送的短信息编码后，使消息的长度增加为每页8 2 个字节， 并且最多能发送2 0 页之多的信息。通常移动公司会使用这种方式在一定的区域内向所 有g s m 用户循环发送一些具有通用性的信息，如交通信息、天气情况、股市信息、新 闻等。 ( 2 ) s m s 的特点 s m s 具有以下几方面的特点【9 1 。 1 ) s m s 采用的是存储一转发模式，即短信息被发送出去之后，不是直接发送给接 收方，而是先存储在短信息服务中心( s h o r tm e s s a g es e r v i c ec e n t e r ，s m s c ) ，然后再由 短信息中心将短信息转发给接收方。如果接收方当时关机或不在服务区内，s m s c 就会 自动保存该短信息( 一般不超过3 天) ，等到接收方在服务区出现的时候再发送给他。 2 ) s m s 对发送信息具有保证的双向服务，与普通的寻呼机制不同。寻呼机的发送 方不清楚消息是否发送成功，而s m s 发送方可以在将短信息发送出去之后得到一条确 认通知，返回传递成功或失败的信息，以及不可到达的原因。 3 ) s m s 可以与话音、数据、传真等业务一起进行同步传输。由于s m s 是非对称业 务，它使用s s 7 信令信道传输数据分组，所以即使在业务信道处于高峰期的情况下，也 照样可以使用短信息顺利通信，s m s 还可以实现全国和国际漫游。 4 。 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 ( 3 ) s m s 的应用 目前，s m s 还有以下一些应用 i o o i i l 。 1 ) 基本的发送和接收短信的功能：用户可以利用s m s 交流简短的信息。发送简化 的短信息就是将一些常用的信息用代码表示，以利于输入。 2 ) 资讯服务：包括新闻、天气预报、股市外汇行情、火车、航班时刻查询、电话 费查询、旅游服务中的旅游景点、宾馆、饭店介绍、邮政、电信业务查询( 电话号码、 。区号、邮政编码等) 、英文字典等。 3 ) 移动商务t 包括移动证券交易、移动银行、移动支付、预定车船票、电影票等。 广 4 ) e m a i l 应用：包括e m a i l 主要信息提示和全部信息浏览、回复简单的e m a i l 。 5 ) 娱乐：包括手机游戏、智力问答、铃声下载、图片下载。 6 ) 商务助理：包括事务提醒、移动地址本、移动名片夹。 7 ) 远程监控：对工业、水文、地质等数据采集并进行远程监控。 8 ) 企业服务：对企业内部的信息进行交流和管理。 1 3 课题的意义 由第1 1 节介绍可以知道，本缴费系统的实现目标就是通过g s m 通讯网络覆盖范 围内的数据采集终端来采集用户缴费查询信息，实现费用查询和缴费等业务的信息化处 理。在这里数据采集有多种方式，如手机短信方式、p c 机联网方式、语音方式、w a p 方式等。如果采用手机短信方式，虽然这种方式比较便宜，但是由于手机屏幕较小，输 入汉字、字母和数字需要切换，操作受到制约，不方便；如果采用p c 机联网方式，那 么最基本的就是要有一台接入i n t e r n e t 的计算机设备，并且要求营业员会操作电脑，这 就对于代理商有较高的要求，限制了系统的推广；如果采用语音方式，相对于短消息方 式，它的费用比较贵。如果采用w a p 方式，则需要手机开通g p r s 业务，并且由于手 机的本身限制，操作不方便。综上所述，并且结合1 2 2 节所述的g s mm o d e r n 的s m s 的应用，我们可以采用g s mm o d e m 模块来实现数据采集终端设备的自动发送信息。也 就是本缴费系统的数据采集终端是靠一个g s mm o d e m 来与后台交换信息的。 这里选择g s mm o d e m 来实现数据的采集，符合了本缴费系统的预想要求，主要表 。现在以下三个方面。 ( 1 ) 缴费系统要求应用范围广，无论应用人群还是地域。而g s m 网络信号覆盖范 围广，目前移动通信网在全国的覆盖率在9 5 以上，非边远地区覆盖率几乎是1 0 0 。 所以，如果在政策和公司资本允许的情况下，本系统可以应用到所有g s m 信号覆盖的 地方。 ( 2 ) 易布点，形成缴费网络体系结构。由于数据采集终端只需要一个含有g s m m o d e m 模块的设备就可以，投入小，体积小。 5 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 ( 3 ) 受时间、地点约束较小。由于g s m 网络信号不受时间和地点的限制，如果公 司提供全天2 4 小时服务，那么用户将不会时间的限制。 本缴费系统的数据采集终端可以是一个类似于固定电话的机器也可以是p c 机器。 前者体积小、外形美观，并且功能全、操作方便，不占用代理点过多空间，能够为代理 商和广大用户接受。后者在p c 机器上操作，通过连接串口的g s mm o d e m 来向后台发 送短信，方便、快捷。 另外由于本系统投入小、布点快、因此可以在很短时间内，建立起遍布城乡的缴费 渠道，为用户提供全方位的各项服务，及时发布新业务信息和收集市场信息。并且通过 与社区合作，可以方便社区居民缴纳公共事业费用，正符合政府的利民政策。 本缴费系统的缴费模式是以“营业网点进社区 的方式实现不受空间和时间限制的 缴费模式，用户在家门口、社区里、村子里便能实现轻松缴费，下班后也可以缴费。该 模式通过解决广大用户缴费难的问题，提高公共事业费用回收率，使公共事业部门解决 了收费难的问题，使他们更好地服务于广大用户。该系统也会随着业务的需要，进一步 升级，进一步为人们提供更多的服务。 1 4 本文主要内容 本文首先详细分析了c o m 组件技术、动态链接库技术以及基于g s ms m s 应用技 术，然后具体介绍了本缴费系统的设计、实现和测试。 全文共分为七章，下面为各章的简要阐述。 第1 章为引言。首先介绍了社会对空中充值的需求，以及本缴费系统的课题背景； 其次介绍了开发本系统的技术背景；最后介绍了本文的组织结构。 第2 章为相关技术介绍。详细分析了c o m 组件技术、动态链接库技术以及基于g s m 的s m s 应用技术。 第3 章对该系统进行详细的分析。 第4 章介绍了系统的设计。根据第三章的系统分析，在力求通用的指导思想下，设 计了本系统的主要组成结构，并将数据库的设计做了一个详细的介绍。 第5 章介绍了系统的实现。根据第四章对系统的总体设计和对系统的两个子系统即 短信收发子系统和缴费业务处理平台进行了详细的设计，本章节实现了系统需求分析所 提出的各个要求。 第6 章介绍了本系统开发过程中进行的各项测试工作，包括登录测试、串口配置测 试、短信收发子系统测试和缴费业务处理平台测试等。 第7 章对本系统做了一个总结，并且结合系统现状提出了为下一步完善本系统，所 需要的工作。 6 东北大学硕士学位论文第2 章相关技术 第2 章相关技术 通过对一些使用空中充值技术的案例的了解和分析，结合本系统所要涉及的技术知 识，本章将用两个小节对c o m 组件、s m s 技术进行介绍。 2 1c o m 组件技术 c o m ( c o m p o n e to b j e c tm o d e l ) ，即组件对象模型，是m i c r o s o f t 公司提出的一种组 件技术，其目的是为了提高软件的可复用度，解决不同程序间的通信问题，互操作性， 以及软件的跨平台，跨网络应用问题f 1 2 13 1 。同o m g 组织提出的c o r b a ( c o m m o n o b j e c t r e q u e s ta r c h i t e c t u r e ) 一样，它也是一种开发的技术规范，所不同的是c o r b a 目前主 要应用于u n i x 平台下，而c o m 目前主要应用于w i n d o w s 操作系统【1 4 】。 c o m 的核心内容就是定义软件中可以重用的部分，每一部分组件都有其特定的界 面和所能提供的服务【1 5 1 。这样就提供了一种创建可重用组件的有效机制，使这些组件能 为软件设计师所用。一个c o m 组件可以实现多个c o m 对象，每一个c o m 对象能为 客户提供多种服纠1 6 1 。c o m 对象对客户是透明的，要使用c o m 对象提供的服务，必须 通过接口实现。一个接口就是一个基类，每一个c o m 对象都可以有许多接口，每个接 口中都有一些纯虚函数。使用某接口之前，先得到这个接口的指针，然后调用接口中的 函数。根据c + + 的多态机制，这种调用实质是调用具体的实现方法，而这些具体的实现 恰恰是由c o m 对象完成的【1 刀。 2 1 1c o m 组件技术的主要特性 c o m 的特性主要有：语言无关性、进程透明性以及可重用性【1 8 l 。 语言无关性：c o m 是二进制代码级的标准。c o m 规范的定义不依赖于任何特定的 语言，不同语言开发的c o m 对象可以交互、共享；而面向对象编程语言定义的对象只 能在同种语言中被重用【l 9 1 。 进程透明性：c o m 提供的服务组件对象在实现时有两种进程模型：进程内对象和 进程外对象。前者通常以d l l 的形式在同一机器的客户进程空间中运行；后者通常以 e x e 的形式运行在同一机器的另一个进程空间中，或远程机器的一个进程空间中( 此时， c o m 对象也可能是以d l l 形式提供服务，而远程机为其创建个代理进程) 。虽然c o m 对象共有以上几种不同的进程模型，但这些区别对客户程序来讲是透明的，客户程序只 需要遵照c o m 规范操作c o m 对象即可。 可重用性：c o m 对象的可重用性与一般的面向对象语言实现的对象的重用过程是 不同的。c o m 对象的可重用性建立在对象行为方式上，而不是具体的实现上。c o m 有 两种机制实现对象的重用，包容和聚合。假设a 为外部对象，b 为内部对象。包容方式， 7 东北大学硕士学位论文第2 章相关技 即a 提供了b 上相应的接口方式，而在实际接口方法实现时，a 只是简单的调用b 应的接口方法；而聚合方式，a 不实现b 的接口，而是把b 的接口直接暴露给客户 但a 保证客户不会知道有内部对象b 的存在。 2 1 2c o m 组件的实现 c o m 组件是一系列的动态链接库或一些可执行文件。动态链接库主要提供进程内 服务，可执行文件提供进程外服务【9 】。每一个c o m 组件实现一个到数个接口。接口如 果用c + + 语言来实现，就是抽象类。它包含一系列的纯虚函数。最重要的接口是 i u n k n o w n 接口，所有其他的接口都从此接口派生。i u n k n o w n 接口有三个方法a d d r e f , r e l e a s e 和q u e r y i n t e r f a c e 。a d d r e f 和r e l e a s e 方法管理组件的计数，q u e r y i n t e r f a c e 用来 获得其它的接口。另外一个重要接口是i c l a s s f a c t o r y ，它从i u n k n o w n 接口派生。一般 称之为类工厂接口。它有个c r e a t e i n t e r f a c e 方法，实现最佳按对象的创建。为了唯一标 识c o m 组件，c o m 要求给每一个组件和接口赋予一个g u i d ( g l o b a l l yu n i q u ei d e n t i f i e r ， 全球唯一标识符) ，客户机和组件服务器将来就通过g u i d 来确定待访问的c o m 组件。 组件开发完成之后，要进行部署。对于c o m 组件而言，就是使用注册程序将组件的相 关信息输入到操作系统注册表中。这些相关信息包括：组件的g u i d 和p r o g l d ( 用来标 识组件的一种字符串。主要为了便于识别组件，它和g u i d 具有一一对应的关系) ，组 件的提供者( 通常是一个d l l 文件或可执行文件) 及所在位置，该组件所实现的接口 及接口标识( 1 i d ) 。 2 1 3c o m 组件的使用 客户程序在使用c o m 之前，要首先确保组件在本地计算机上已经注册，然后获得 待调用c o m 组件的g u i d 或p r o g l d 、c o m 组件接口的l i d 以及包含接口方法声明的 接口声明文件。其中组件的g u i d 或p r o g i d 可以通过用户计算机上的注册表来查询。 可以通过c o m 组件附带的类型库文件( 幸t l b ) 获得组件的接口信息【l2 1 。使用组件时， 客户程序通过c o m 组件的g u i d 向c o m 库发出调用请求。后者会完成相应的组件代 码装载，并返回组件的指针。客户程序用该指针来初始化本地的组件接口，然后通过接 口就可以像调用对象的方法一样，对接口的方法进行调用。具体的通信过程则由c o m 库在后台实现。c o m 库在这里兼具组件服务器和容器的功能。客户程序获得c o m 组 件接口的示意图如图2 1 所示。其中，“l 表示获得组件g u i d ；“2 表示申请调用c o m 组件；“3 表示获取组件存储信息；“4 表示创建组件实例；“5 ”表示获取组件存储信 息。 - 8 - 东北大学硕士学位论文 第2 章相关技术 图2 1 客户程序获得c o m 组件接1 3 的流程图 f i g 2 1t h ef l o wc h a r to ft h eo b t a i n m e n to fc o r nc o n t r o li n t e r f a c ef o ru s e ra p p l i c a t i o n 2 2 短消息实现方法及技术 2 2 1 短消息服务的实现方法 短消息服务的实现的方法有以下三种【2 2 1 。 ( 1 ) 通过移动网关发送短信息，使用该方法不需要附加的硬件，但是需要向电信部 门申请网关，比较适用于一些大型的网络通讯公司开发。目前华为、中兴等公司就做这 方面的工作，并且还有相应的开发包供开发人员使用。 ( 2 ) 通过一些网站上提供的短信发送功能来实现，比如新浪网、网易都提供这方面 的服务，这种方法是这三种方法中实现起来最简单，所需资源最少的，但是对于网站的 依赖性太强，而又无法避免一些安全威胁，还要定期像服务提供方缴纳短信服务费用， 不适合做项目开发。 ( 3 ) 在电脑上通过g s mm o d e m 向手机发送中文短消息，这是目前比较适合于小 项目开发的一种方法，所需硬件包括一款手机，提供g s mm o d e m ，以及相应的数据 线或者红外线适配器。该方法编码简单，只需对a t 指令和串口编程比较熟悉就可以实 现，而且对硬件需求不高，并能自动收发短消息。本文中短信收发功能就是在这个基础 上实现的。 2 2 2 短消息控制方式 m o d e m 收发短信的方式有三种：b l o c k 模式、t e x t 模式和p d u 模式，其中b l o c k 模式已经很少使用。下面将分别对后两种模式进行简单介绍和分析【2 3 1 。 ( 1 ) t e x t 模式 t e x t 模式是纯文本方式，可使用不同的字符集。该模式下信息传送和接收的编码 比较简单，但国内手机t e x t 模式下不支持收发中文汉字字符的手机短消息。本文通过 编码转换实现了g s m 模块在t e x t 模式下收发中文短信息。 ( 2 ) p d u 模式 p d u 模式被所有手机支持，可发送中英文短信。p d u 模式下可采用3 种编码方式， 分别是7 位、8 位和u c s 2 编码，分别用于发送普通的a s c i i 符、数据消息和u n i c o d e 一9 东北大学硕士学位论文第2 章相关技术 字符。按照g s m 0 7 0 5 协议规定，手机短信息中的汉字编码均采用u n i c o d e 码。 经研究比较发现，所要提取的短信信息包括手机号码、时间和短信内容。在t e x t 模式下时间和日期均为a s c i i 码，可直接读取，只需将内容中汉字部分的u n i c o d e 码转 换成国标码；而在p d u 模式下除汉字编码转换外，还需将