（计算机应用技术专业论文）电子邮件终端.pdf

一 塑矍 摘要 学科专业：计算机应用技术 论文题目： 电子邮件终端 硕士生：刘恒字( 9 8 s 6 5 1 )导师：曾家智 本文首先介绍了本课题的研究背景，接着对整个系统做了个简 单的概述，列举了系统的组成模块。然后介绍了w a p 技术的经典设 计模型以及实现，着重论述了w a p 协议栈的组成和本系统对w a p 协议栈的简化以及介绍了w a pe m a i lg a t e w a y 的实现原理。 接下来，详细论述了一种单片机的自开发方法的原理以及实现方 法，包括其中一些重要的源代码实现，然后是本系统的软件开发语 言k e i lc 5 1 介绍，最后依次介绍了l c d 驱动模块、简单屏幕编辑模 块、键盘驱动模块、汉字输入模块以及通讯模块的硬件原理、软件 设计思想以及重要的代码实现。 关键词：电子邮件终端w a p w a pe m a i lg a t e w a y 单片机 一 垒! ! ! ! 墼! a b s t r a c t m a j o r ：c o m p u t e ra p p l i c a t i o nt e c h n o l o g y t i t l e ： e m a 订1 r e r m i n a l m a s t e r ：l i uh e n g y u ( 9 8 s 6 - 5 1 ) a d v i s o r ：p r o fj i a z h iz e n g f i r s t l y , t h ep a p e ri n t r o d u c e st h eb a c k g r o u n do fp r o j e c t ， t h e ns i m p l ys u m m a r i z e sa n dl i s t st h em o d u l eo fw h o l e s y s t e m 【1 1t h en e x ts e c t i o n id i s c u s st h ec l a s s i c a lw a pm o d e la n d i m p l e m e n t a n dt h ew a p p r o t o c o ls t a c kp r e d i g e s t e d ，e s p e c i a l l y t h ew a pe - m a i l g a t e w a y s e c o n d l y , id i s s e r t a t et h et h e o r ya n di m p l e m e n tm e t h o do f ak i n do fm c u s e l f - d e v e l o p m e n ti n c l u d i n gs o m ei m p o r t a n t s o u r c ec o d e ，t h e ni n t r o d u c et h ed e v e l o p m e n tl a n g u a g ek e i l c 51a n dt h eh a r d w a r et h e o r y , s o f t w a r ed e s i g no fl c d d r i v i n g m o d u l e ，s a m p l es c r e e ne d i tm o d u l e ，k e y b o a r dd r i v i n gm o d u l e a n dc h i n e s ei n p u tm e t h o d k e y w o r d ：e m a i lt e r m i n a l 弭丝p w a pe m a i lg a t e w a y jm c u 2 引言 引言 随着豆联网迅速普及，中国互连网用户迅速增加，但是由于各 种原因，中国家庭的上网方式主要还是通过电脑，电脑普及率不到 2 ，而中国却有近2 亿部固定电话，如何找到一个更简单易用的上 网方式，成了众多业界人士努力的目标。在国外，许多厂商都推出 了各种适合家庭和个人使用的网络通讯信息终端，例如西门予公司 开发出的“电子邮件电话”将常规电话和因特网终端集于一个使用 非常简便的设备上。使用其键盘，用户可以写各种信件，然后通过 因特网向全球发送。其操作方法简单而方便，只需按一个键，用户 即可将信件发出，而收信人数多少不受限，由发信人任意决定。如 果收信人没有电子信箱，电子邮件电话也可以将电子信息发往任一 传真机。当然，它也能够接收、存储、应答、转发并管理来自世界 各地的电子信件。无论何时，只要看一下显示屏，用户便会知道是 否有邮件，从而省去了启动计算机、装载程序、进行上网操作的复 杂程序。该电子邮件电话的屏幕可以显示每行4 0 个字的1 6 行信息。 此外，它还备有一个集成芯片卡读卡机和两个多媒体卡槽，用户可 以根据需要扩充其功能，电子邮件电话还具有常规电话机的各种功 能。另外，象阿尔卡特、康柏电脑、爱立信等世界i t 业的巨人也纷 纷推出类似产品，来抢先占领这一具有巨大经济利益价值的市场。 在国内，这是一个研究的热点，也是终端市场的新宠儿，同时也有 实验性的产品问世，但至少现在还没有形成一个固定通讯终端的热 潮。 w a p 是近两年才新出现的技术，主要是应用在手机上，但是直到 现在w a p 手机也没有进入实用，原因有二，一是复杂的设置，二是 过高的实用费用。实际上，w a p 的本质只是对w e b 的一种简化，它可 以使终端的成本更加的廉价，从技术和应用的角度来说，w a p 完全可 引言 以不局限于无线，通过适当的简化，我们完全可以将w a p 用在有线 p s t n 电话网络上。 在已有的网络通讯终端实现中，由于其价格昂贵，并不很适合中 国市场，其实传统的i n t e m e t 应用最普遍的是h t t p 和e m a i l ，随 着人民的交流的方式越来越多，上网的网络用户越来越多，e m a i l 得到了最广泛的应用，而在日常生活中，人与人之间交流的e m a i l 大多是简短的文字信息，所以本课题所研究的电子邮件终端是一个 利用w a p 技术通过固定电话网络上收发文字电子邮件的设备，基于 的硬件平台是单片机。由于其低廉的价格、使用的方便性必将对人 民的日常交流生活产生影响。 4 第“章系统概述 第一章系统概述 1 、系统实现的基本组成及原理 当今的网络信息终端产品各种各样，比较典型的是p d a 、w a p 手机、掌上电脑、信息终端( 如可以上网的电话) 等，大体上可以 分为有线与无线两种，实现的协议有t c p i p 和w a p 两种，他们都 有一个共同的特点就是基于嵌入式的操作系统，实现的上层应用包 括w e b 、e m a i 以及一些增值服务和个性服务。本系统实现的基本 原理和以上的网络信息终端类似，但是又有一些区别。 1 1 系统基本组成与概要 本系统大体上分为两个部分，一个是e m a i l 终端部分，由于只 是一个发送和接收电子邮件的设备，没有实现其他功能，甚至可以 是半双工的，在这个系统里没有嵌入式操作系统、整个系统的硬件 平台是基于我f 1 自己设计的单片机电路，并用一个内置m o d e m 通过 电话线接口与w a pg a t e w a y 服务器通讯。另一个是w a pe m a i l g a t e w a y 服务器部分，它的功能就是替电子邮件终端完成从i n t e r n e t 。卜支持p o p 3 的邮件服务器上取信，和通过s m t p 服务器来发送邮 件，在e m a i l 终端和i n t e m e t 上的p o p 3 邮件服务器或s m t p 邮件 服务器之间转化w a p 协议和t c p i p 协议，缓存e m a i l ，匹配电子 邮件终端和i n t e m e t 间的速率。由于现在的w a pg a t e w a y 都是商业 产品，并且源码不公开，不过现在l i n u x 的应用逐渐增多，开放源 码的项目也越来越多，所以我们在这个项目里采用的w a pg a t e w a y 是一个基于l i n u ) 【名叫k a n n e l 的著名o p e ns o u r c ew a pa n ds m s g a t e w a y 项目，由于源码开放，我们可以对它进行修改和添加我们 所需要的邮件代理模块以适合整个系统的需要。系统的基本组成如 图i 1 所示： 第一睢系统概述 l e - m a i l p s t n 电话网 w a pe m a i l i n t e m e t p o p 3 、s m t p l 终端1 脚 7 g a t e w a v 1 c p i p 7 e m a i ls e r v e r l 图i - 1 系统组成 e m a i l 终端的硬件平台由8 9 c 5 2 单片机构成微处理器，内部有 3 2 k 程序r o m ，2 5 6 b y t e 的r a m ，另外扩展了3 2 k 的外部r a m 和 3 2 k 的程序r o m ，接了一个1 6 5 5 0u a r t 芯片和o k i 公司的m o d e m 芯片用于通讯，输入输出部分接了一个普通键盘电路和一个l c d 中 文模块电路， 具体的软件功能模块重点由以下模块构成： a ) 简化的w a p 协议( 一个w m l 的编译器和解释器) b ) m o d e m 通讯模块 c ) 屏幕编辑模块 d ) 汉字输入法模块( 第一步只是完成全拼输入) e ) l c d 驱动模块( 1 2 8 * 6 4 点阵，单色) d 键盘驱动模块( 普通键盘，以后改用专用设计键盘) 整个系统的实现基本上采取了类似手机发送短消息或利用w a p 手机收发电子邮件的实现方法一致的菜单驱动方法，即从最顶层的 菜单开始选择，一步步的向下选择功能菜单，最后是完成该功能的 界面具体实现，比如编辑e - m a i l 或显示收到的e - m a i l ，这样做我们 可以把终端软件清晰化、简单化，很适合单片机平台这种单任务的 处理系统。 本系统采用了一个g a 。可编程逻辑阵列器件来实现了本系统的 一些地址和信号逻辑处理，这样既可以简化电路又可以作到保密的 作用，地址定义如下： l c d ：0 8 0 0 h o f f f t t 范围任地址外部r a m ：1 0 0 0 h 7 f f f i t 键盘：0 7 f f t l外部r o m ：8 0 0 0 t i 0 f f f f h 第一章系统概述 1 2 与其他网络信息终端的比较 由于采用的实现方法与其它网络信息终端有许多不同之处，所 以本系统中的电子邮件终端也有着与其它信息终端不同的特点，比 如价格低廉、实用简单、能在具有固定电话的地方使用等。具体的 差别如表1 1 所示： 终端名称接入网操作系统协议硬件平台价格 屯子邮件终端 p s t n 无 ，a p 单片机低 w a p 手机 g s m 嵌入式o s r a p 专用平台较高 家庭信息终端 p s t n 嵌入式o s t c p ，p 专用平台很高 表1 - l 电子邮件终端与其他网络信息终端的比较表 1 ) 、电子邮件终端与w a p 手机应用功能比较 电子邮件终端只实现了e - m a i l 这个广泛被网络用户使用的应 用，而w a p 手机则不仅实现了e m a i l 应用，还实现了w e b 应用， 还有本身具有的移动电话功能，由于应用功能上的差异，导致了如 上表所示的差别，虽然都是实现了w a p 协议，但是电子邮件终端明 显比w a p 手机要简单的多，固定有线网络与无线移动网络也导致了 面向的用户的不一致。 2 ) 、电子邮件终端与家庭信息终端比较 家庭信息终端实现了w e b 、e m a i l 等应用，在专用o s 上实现 了t c p i p 协议栈，正是由于实现的应用功能的完备性，导致了它过 高的价格，对般的中国家庭来说太贵了，中国网络用户还是比较 习惯在p c 上浏览w e b 页面，而不习惯在小屏幕上浏览，不过家庭 信息终端是信息终端发展的趋势。 第二章w a p 技术原理及实现 第二章w a p 技术原理及实现 1 、w a p 的产生与现状 w a p 协议是w a p 论坛开发的开放协议，是针对无线网络环境的 特点而制定的应用协议。w a p 论坛是1 9 9 7 年6 月2 6 日由e r i c s s o n 、 m o t o r o l a 、n o k i a 和p h o n e c o m 四家公司联合发起，目前有超过6 0 0 家公司成为该论坛成员，包括了占有9 5 市场分额的设备制造商和 超过1 亿用户的移动通讯运营商，因此，w a p 协议已经成为事实上 无线移动终端访问i n t e r n e t 的全球标准，它的主要目标是使手机和 其它移动终端能够访问i n t e r n e t 内容及其它数据服务，建立一个能 够运行在不同无线网络技术上的统一无线协议标准，保证根据w a p 创建的内容和应用能够扩展到广泛的无线承载网络和设备类型。 今年以来，随着全球性的i n t e r n e t 和无线移动通讯的持续升 温，特别是在i p 网络即将一统天下的时候，各移动通讯厂商和运营 商开始建造所谓的移动无线i p 网络( m o b i l ew i r e l e s si p ) ，其目 的是使得移动用户能够方便地访问i n t e r n e t 或者企业的i n t r a n e t ， 获得所需的信息，w a p 就是这样一个解决方案，它可以解决移动网络 固有的窄带宽、高延迟、连接的稳定性、可用性差等缺点，提供了 一种保证互操作性、可扩展性、高效性、可靠性和安全性的将 i n t e r n e t 和无线数据网络这两种技术完美融合起来解决方案。 2 、经典w a p 设计模型 目前运用在i n t e r n e t 上的w w w 模型是客户端代理程序浏览器通 过向w e b 服务器提交u r l 提出h t m l 页面请求，w e b 服务器用u r 标 示的页面内容响应，浏览器收到页面内容后负责把i i t m l 文本以文本 或图形等表示形式显示出来，浏览器和w w ws e r v e r 之间是典型的 c l i e n t s e r v e r 模式，它们通过基于t o p i p 协议的h t t i ，协议传输 h t m i ，文本或浏览器能解释执行的脚本程序。而w a p 为了将i n t e r n e l 第二章w a p 技术原理及实现 和无线网络完美融合，也为了最大限度的利用现在的i n t e r n e t 的体 系结构，如图2 - i 所示，w a p 采用了以下的模型： m o b i l ee 严6 时r 世w a p矽疗品吨w w w c l i e n t、 g a t e w a y 气s e r v e r w l r e l e s si n t e m e t w a eu s e re n c o d e r s a g e n t l d e c o d e r s c o n t e b t 入一! 。 、。 图2 - 1w a p 设计模型 从图中可以看到，w a p 设计模型和w w w 设计模型不同的是w a p 模型中有一个w a pg a t e w a y ，正是w a pg a t e w a y 的存在，使得无线移 动终端的制造商和内容和服务的营运商在提供运用在w a p 中的无线 设备和内容服务时只需要着重考虑和w a pg a t e w a y 的接口问题，而 不必考虑多种的内容服务形式和多种的无线网络及无线移动终端， 这样无线移动终端可以很容易的通过w a pg a t e w a y 访问大量的内容 和服务，同时内容和服务的提供者也可以建立能被大多数无线移动 终端和无线网络支持的内容和服务，甚至还可以利用成熟的w w wc g i 技术来开发应用服务，同时在安全性方面，w a p 起到了一定的隔离 作用，它的典型功能主要有以下两个： l 、协议网关：把来自w a p 协议栈的请求转换到t c p i p 协议栈 2 、内容的编码和解码：为了减少无线网络的传输量，把在其上 传输的内容都编码成二进制形式。 无线移动终端以二进制编码形式的内容或服务请求通过无线网 络提交给w a pg a t e w a y ，w a pg a t e w a y 解码后提交h t t p 请求给w w w s e r v e r ，w a pg a t e w a y 收到w w ws e r v e r 返回的内容后再以二进制编 码形式通过无线网络返回给无线移动终端。无线移动终端和w a p g a t e w a y 之间是通过w a p 协议栈通讯，而w a pg a t e w a y 与w w ws e r v e r 是通过标准的t c p p 协议栈通讯。 3 、啪协议栈 第二二章w a p 技术原理及实现 w a p 定义了一个可伸缩扩展的协议环境，整个协议站是个分层 设计的结构，结构中的每一层都可以被上层访问，也能够被其他服 务和应用访问。w a p 采用了c t t e n t s e r v e r 网络结构，在c l e n t 端 无线终端设备中安装简单的微浏览器，而将智能处理放在w a p g a t e w a y 上，w a pg a t e w a y 到w k v ws e r v e r 端使用的是目前i n t e r n e t 的t c p 【p 协议栈。整个w a p 协议栈如图2 2 所示： j ；b e a r e r s ：g s m 、i s 一1 3 6 、c d | i i a 、p h s 、c d p d 、f i 。e x 、e t cj ! ： 图2 2 、w a p 协议栈 w a p 协议能运行在不同的承载服务上，比如短消息服务、电路交 换等，承载服务提供不同的服务质量( o o s ) ，将w a p 的应用与具体 的承载服务分开，使得开发的w a p 应用程序可以在不同的承载服务 上移植，w a p 协议栈也定义了在不同承载服务上开发无线应用的一个 标准。并且w a p 协议栈中的每一层都提供有套接口，外部的应用 程序或服务可以很方便的访问，比如可以构建运行在w a e 上的应用， 也可以直接访问会话层或事务层来构建应用，对那些没有在w a p 体 系结构中定义的应用提供了利用w a p 协议栈的一个简便方法。w a p 协议栈为w a pg a t e w a y 和w a p 的无线终端提供了四种模式的通讯： l 、无连接模式( c o n n e e t i o n l e s sm o d e ) 主要使用w s p 和w d p 2 、无连接的安全服务( c o n n e c t i o n t e s sm o d ew i t hs e e u r i t y ) 主要使用w s p 和w d p ，也用w t l s 来进行数据的加密与验证。 第一二章w a p 技术原理及实现 3 、面向连接的服务( c o n n e c t i o nm o d e ) 使用w s p 、w t p 与w d p 4 、面向连接的安全服务( c o n n e c t i o nm o d ew i t hs e c u r i t y ) 主 要使用w s p 、w t p 与w d p ，也用w t i ，s 来进行数据的加密与验证。 3 1w i r e l e s sa p p l i c a t i o ne n v i r o n m e n t ( w a e ) w a e 是一个基于w w w 与无线网络技术的一个应用环境，目的是为 无线网络运营商和w a p 服务提供商在现在广泛应用的无线载体网络 开展高效率的应用和服务提供一个互操作的环境，由以下几个部分 组成： l 、w i r e l e s sm a r k u pl a n g u a g e ( 聃l ) 是一个针对无线手持终端 局限性而设计的轻量级标记语言，和w w w 服务中的h t m l 类似。 2 、w m l s c r i p t 是一个轻量级的脚本语言，和w w w 服务中的 j a v a s c r i p t 类似。 3 、w i r e l e s st e l e p h o n ya p p t i c a t i o n ( w t a ，w t m ) 是支持传统 电话服务的接口，w t a 提供了利用w a p 创建电话服务的方法。 4 、一套定义好的数据内容格式，包括图象、电话本记录和日历 信息等。 为了利用以上的功能，在w a pc l i e n t 端有两类用户代理 ( u s e r a g e n t ) ：w m l 用户代理和w t a 用户代理，w m l 用户代理主要是 解释w m l 和w m l s c r i p t ，w t a 用户代理是在w m i 。用户代理的基础上扩 展功能来满足电话服务的特殊要求。 3 2w i r e l e s ss e s s i o np r o t o c o l ( w s p ) w s p 对w a p 的w a e 提供了两种会话服务，一个是建立在w t p 层上 面向连接的服务，一个是建立在安全或不安全的w d p 层上的非连接 服务。该层的协议的主要目的是对底带宽、商延迟的无线载体网络 进行优化。目前的w s p 提供适合浏览应用的服务，它相当于一个用 在无线网的二进制的h t t p1 1 协议，它的特性有：保持艮时间会话 的状态、会话的暂停和恢复、内容的p u s h 操作、协议能力的协商等。 它还对无线网络的局限性做了优化，可以让w a pc i i e n t 通过w a p p r o x y 直接连到标准的h t ，r p 服务器上。 第：簟w a p 技术原理及实现 3 3w i r e l e s st r a n s a c t i o np r o t o c o l ( w t p ) w t p 负责控制发送和接受信息，提供可靠的通讯路径，保证不重 复接收数据，并要求重发丢失的数据，能在安全或不安全的数据报 网络上提供三种事务服务： t 、无结果信息不可靠的发送服务，不可靠的数据包服务，接收 者不确认，发送者不重发。 2 、无结果信息可靠的发送服务，可靠的数据包服务，接收者必 须确认，否则发送者将重发。 3 、可靠的发送服务，基本的触发响应事务服务，接受者将结 果返回发送者，发送者接受到结果后必须进行确认。 3 4w i r e l e s st r a n s p o r tl a y e rs e c u r i t y ( w r t l s ) w t l s 是基于t l s 的安全协议，目的是在w a pc ii e l l t 和w a pp r o x y 之间提供安全传输。w t l s 是可选的，能够在无连接和面向连接两种 模式下使用，运行在w d p 协议之上，具有以下特性： l 、数据完整性：使用信息认证码保证终端和应用服务器之间传 送的数据不被更改和损坏。 2 、私密性：使用加密保证终端和应用服务器之间传送的数据的 保密。 3 、认证：使用数字证书技术提供终端和应用服务器之间的认证。 4 、拒绝服务的保护：拒绝反复出现或没有经过验证的数据，对 典型的拒绝服务类型的攻击数据的包头有记录，保证上层协 议的安全。 3 5w i r e l e s sd a t a g r a mp r o t o c o l ( w d p ) w d p 协议上w a p 协议栈的基础，它为上层协议提供一致的接口， 通过对下层承载服务进行传输层适配来保证w a p 应用和承载服务无 关。如果w a p 运行在支持i p 协议的承载服务之上，就不需要w d p ， 而是直接使用u d p 协议，只有在使用不支持i p 协议的承载服务( 如 g s ms 骼) 时，才使用w d p 。为了报告及诊断等目的，w a p 在w d p 层 第二章w a p 技术原理及实现 提供了一个可选的错误报告协议w c m p ( w i r e l e s sc o n t r o lm e s s a g e p r o t o c 0 1 ) ，可以在w a p 运行在不支持i p 的承载服务上使用，其作 用类似于i c m p ( 在u d p 时使用i c m p ) 。 4 、本系统对w a p 的简化与基本实现 w a p 协议实质上是对h t t p 协议的一种简化，它的指定与它应用 在无线移动网络有很大的关系，在w a p 协议栈中，w d p 、w t l s 、w s p 等都是为了保证上层w a e 层中的w b x m l 的正确传送，使其能在低带 宽、高延迟、干扰的情况也能保证上层的w e b 、e - m a i l 等应用。本 系统的应用只有e - m a i l ，没有实现w e b 应用，固定有线电话网络的 带宽和稳定性都远远高于无线移动网络，所以，我们可以对w a p 进 行简化，只实现w a e 层，把w d p 、w t l s 、w s p 层都简化掉，具体讲就 是一个w m l 的微浏览器，电子邮件终端发送电子时，以w b x m l 格式 编码，然后通过固定电话网络发送给w a pe - m a i lg a t e w a y ，w a p e - m a i lg a t e w a y 接到电子邮件终端发送的w b l m l 信息后，进行解码 后向相应的p o p 3 或s m t p 邮件服务器发起t c p i p 连接，处于 i n t e r n e t 上的邮件服务器返回响应信息给w a pe - m a i 1g a t e w a y ，w a p e - m a i lg a t e w a y 再把该信息以w b x y l 的格式通过固定电话网络传回 电子邮件终端，电子邮件终端上的w m l 浏览器解析w b x m l 信息为可 以在屏幕上看懂的文字信息。同时，这种方法也为以后实现w e b 应 用奠定了基础。每个电子邮件终端用户在第一次使用前必须在w a p e - m a i1g a t e w a y 服务器里登记它所要发送或接受的所有e - m a i1 邮箱 列表，并把用户的私人信息都存放在数据库中，以后每次拨通服务 器，在经过认证后，w a pe - m a i1g a t e w a y 服务器回送一个含有该用 户的所有邮箱列表以w m l 表示的页面，通过该页面，电子邮件终端 用户可以进行下一步的操作。 4 iw m l 基本概述 w m l 是w a p 定义的一种x m i 文档类型，它以h t m l 和h d m l 为基 础，针对无线网络和移动终端的特点做了简化和优化，因此，从语 法、语义到文档结构都与h t m l 非常相似。在w a p 中，一个w m i 。文 第：二章w a p 技术原理及实现 档称为一个“d e c k ”，一个“d e c k ”内包含若干个“c a r d ”， “c a r d ”是用户浏览和交互的单元，包含了呈现给用户的信息以及 用于收集用户输入的指令。从逻辑结构来看，w m l 文档由可嵌套的元 素( e 1 e m e n t ) 组成，元素内可包含若干其他元素作为其内容，元素 可以有自己的属性。整个w m l 文档可以看做是以元素为结点、以元 素为根结点而构成的一棵树。以下为一个w m l 文档示例，图2 - 3 为 其树型结构。 ( c a r di d ：”c a r d l ( d o t y p e = o p t i o n s ”l a b e l = ”n e x t ”n a m e = 。 ( g oh r e f = # c a r d 2 n ( p ) g ot o t h ef l e x tc a r d ( c a r d ) 注；p c d a t a 为字符串数据类型 图2 - 3w m l 文档简单树型结构 除了可以定义信息的显示格式和浏览动作外，w m l 还能支持一定 程度的交互能力，这是通过变量设置和变量替换来实现的。在用户 代理方显示和执行w m l 文档时，可以通过用户输入或其他方式改变 w m l 文档中变量的值，使对于不同的用户输入，同样的w m l 文档表现 出不同的行为。 4 2w b x m l 基本概述 w b x m l 规范中定义了x m l 的二进制表示格式。使用w b x m l 格式 对w l i 文档内容和结构进行编码，可以做到在不丢失信息的功能和 语义的情况下减少在无线信道上传输的数据量，使信息传输更高效。 第二章w a p 技术原理及实现 w b x m l 文档由w b x m l 头、字符串表和w b x m l 体组成，如图2 4 所示。 w b x m l 头字符串表w b x m l 体 图2 - 4w b x m l 结构 其中，w b x m l 头包括版本号、文档公共标识符、字符编码方式等 信息。字符串表由表长度和字符串编码构成，存放那些有可能在w m l 文档中多次出现的字符串。在w b x m l 体中如需要引用字符串表中的 某个字符串，以该字符串的首字节在表中的偏移量来编码，从而减 少了传输的字节数。w b x m l 体中包含了w 札文档中元素及其属性的 二进制编码，对于w m l 中的所有元素、属性名及部分属性值，在w b x m l 中定义了与之相对应的二进制表示，这样，只需一个字节即可表示 w m l 文档中( 文本形式) 需要多个字符才能表示的信息，从而大幅提 高了编码效率。 4 3w m l 浏览器的实现 w m l 编码器是实现w m l 浏览器的关键部分，一个w 浏览 器就是一个w m l 编码器加上显示输出部分与键盘输入部分，w ! v i l 编码器同时w a pg a t e w a y 的必需部分。 1 ) 、w m l 编码器的实现方式 w i v l l 编码器对输入的w m l 文档进行解析，生成w b ) g m l 格 式的字节流并输出。有多种方式可用于实现该功能。一般而言，对 x m l 文档的解析可以采用两种方式实现( w m l 也是一种x m l 文 档) ： l 、基于事件的解析方式即通过判断元素的开始和结束符，直 接生成相应的输出内容。 2 、基于树的解析方式整个过程可以分解为两个步骤，相应的 实现也可以分为前端和后端两个部件。前端对输入的x v i l 文档做语 笫二话w a p 技术原理及实现 法分析，并生成一棵语法树( 一般由一组定义良好的对象组成，由 对象间的联系来表示树型结构，如w 3 c 组织定义的d o m 对象) ， 表示x m l 文档的结构和内容；后端遍历语法树，对于每个语法结点 生成相应的输出内容。 与基于事件的解析方式相比，基于树的解析方式结构更加清晰， 对x m l 文档的语法检查也更加严格和完善。前后端结构提供了更大 的灵活性，更易于软件重用，从而提高开发效率，降低开发成本。 然而，由于需要生成语法树这个中间结果，一般来说，这种方式需 要占用更多的资源，效率也较低。 考虑到w a p 网关需要同时为众多移动终端提供服务，对性能要 求较高，另外，移动终端上的w i v i l 用户代理一般具有较好的容错 性，如果某个元素有语法错误，往往可以忽略该元素而不影响整个 文档的显示，出于对提高处理效率，减轻网关负荷的考虑，w m l 编 码器中没有必要做过于复杂和严格的语法检查，因此，我们在w m l 编码器中采用了“基于事件”这种更节省资源、效率更高的实现方式。 2 ) 、w m l 编码器的设计与实现 根据对w m l 文档进行处理并生成w b x m l 字节流的处理过程，可 将w m l 编码器分成以下三个功能模块： 预处理模块删除输入w m i 。文档中的回车、制表符以及多余空格 等：删除注释元素；删除w m l 元素之前和之后的字符；初步语法检 查( 检查标记开始符与标记结束符是否相等) ；编码字符集转换。 预处理后的w m l 文档供进一步处理。 编译模块根据w m l 文档结构和语法规则，对预处理后的w m l 文 档进行编译，解析出元素、属性、变量等各语法单元，根据w b x m l 语法舰则以及w m i 。到w b x m 。的映射舰则，生成w b x m l 字节流片段， 同时，生成字符串表。其中，将文档中出现的变量的变量名写入字 符串表中，文档中出现变量名时都按对字符串表的引用处理，填入 变量名首字节在字符串表中的偏移垦。 第二：章w a p 技术原理及实现 w b x m l 字节流输出模块将w b x m l 头、字符串表和编译模块生成 的w b x m l 字节流片段装配成完整的w b x m l 文档，并计算出其长度， 作为w m l 编码器的输出，交由调用模块处理。 3 ) 、w m l 编码器中对中文信息的支持 w a p 规范规定w a p 应用应能支持多种语言和字符集。在国内，支 持中文信息更是w a p 服务能够推出和发展的前提条件。 当前，与简体中文编码相关的字符集标准主要有g b 一2 3 1 2 - 8 0 ( 国标码) 、u n i c o d e 和u t f - 8 三种。在前两种字符集中，每个汉字 字符都以两个字节表示，但国标码和u n i c o d e 码之间并无简单的映 射算法，而且u n i c o d e 除了中文外，还可表示其他字符，每个字符 都用两个字节表示。u t f 一8 是一种u n i c o d e 的转换格式，实现从 u n c o d e 到u t f 一8 的转换存在着简单的算法，一个汉字字符在u t f - 8 中需要用三个字节来表示，但对于7 位0 s a s c i i 字符( 最高位为0 ) 来说，u t f - 8 仅用一个字节就可表示，且其值与u s a s c i i 字符的值 相同。与7 位u s a s c 【i 字符兼容，这也是在很多场合下使用u t f - 8 的原因。因此，我们的w m l 编码器在将输入的w m l 文档编码为w b x m l 字节流的过程中，将字符串编码统一转换为u t f 一8 格式，以确保所 有移动终端都可以正确解释和显示。 然而，目前的一些w a p 网关对中文信息的支持不够。为向终端 用户提供中文信息，w a p 内容提供商不得不将中文信息预先编码为 u n c o d e 码，并以数字实体的方式存放在w m l 文档中。这种方式不具 有开放性和标准性，不能保证对实体的正确处理。作为一个实用的 w a p 网关产品，必须能与已有的w a p 应用集成，实现与其他产品的互 操作，因此，在我们的w m l 编码器中针对以上情况做了特殊处理： 对于一个实体，判断它是否是一个汉字的州 c o d e 编码，如是，则 将其转换成u t f 一8 格式编码的普通汉字字符。这样就不仅可处理普 通的文本形式的w m i 。文档，还可处理现有系统中特殊的w m 。文档。 第二章w a p 技术原理及实现 4 ) 、重要的结构定义 w m l i n a r y _ t 结构定义了在电子邮件终端和w a pe - m a i l g a t e w a y 之间传送的w b x m l 文档的数据的组成结构，w m l 浏览器解释 收到的w b x m l 数据，然后在电子邮件终端上显示，根据用户的下一 步动作，浏览器把服务请求编码成w b l m l 数据发送到w a pe - m a i l g a t e w a y 。在该结构定义中，l i s t 是一个定义w m l 中的标签或一些属 性的结构表，o c t s t r 是一个表示w b x m l 体数据的结构，可以如下定 义该结构： t y p e d e fs t r u c t 十w b x m l 的结构定义 u n s i g n e dc h a rw b x m l v e r s i o n ： 版本信息 u n s i g n e dc h a rw m l - p u b li c i d ： i d 标示 u n s i g n e dl o n gc h a r a c t e r s e t ： 字符集 u n s i g n e dl o n gs t r i n g t a b l e l e n g t h ： 标签或属性表长度 l i s ts t r i n g t a b l e ： 丰字符串列表$ o c t s t rw b x m l s t r i n g ：木w b x m i 。文档数据 w m lb i n a r yt ： 5 ) 、重要函数定义 w m l 文档分析函数，包括了在w m l 文档中各种标签和属性、文本 表示方法， i n t p a r s e d o c u m e n t ( x m l d o c p t rd o c u m e n t ，o c t s t r * c h a r s e t ， w m l b in a r y t * * w b x m l ) ： i n t p a r s e n o d e ( x m l n o d e p t rn o d e ，w m l b i n a r y t j 唧b x m l ) ： i n t p a r s ee l e m e n t ( x m l n o d e p t rn o d e ，w m l - b i n a r y t * * w b x m l ) ： in tp a r s e a t t r i b u t e ( x m l a t t r p t ra t t r ，w m l b i n a r y t * * w b x m l ) ： i n tp a r s e t e x t ( x m l n o d e p t rn o d e ，w m l b i n a r y t * * w b x m l ) ： in t p a r s e c d a t a ( x m l n o d e p t rn o d e ，w m i b i n a r y t * * w b x m l ) ： i n lp a r s e c h a r s e t ( o c t s t r * c h a r s e t ，w m i b i n a r y t * * w b x m l ) ： i n tp a r s e o c t e t s t r i n g ( o c t s t r * o s t r ，w m l b i n a r y t * * w b x m l ) ： 第二章w a p 技术原理及实观 字符串列表函数，用于添加和删除字符串列表元素 s t r i n g _ t a b l e _ t s t r t a b l ec r e a t e ( i n to f f s e t ，o c t s t r * o s t r ) v o i ds t r t a b l e d e s t r o y ( s t r i n g t a b l e _ t * n o d e ) ： s t r t a b l ep r o p t * s t r i n g t a b l e _ p r o p c r e a t e ( o c t s t r * o s t r ) ： v o i ds t r t a b l ep r o p d e s t r o y ( s t r i n g t a b l e _ p r o p t * n o d e ) ： v o i ds t r t a b l e _ b u il d ( x m l n o d e p t rn o d e ，w m l b i n a r y t * * w b x m l ) v o i ds t r t a b l e c o li s t r i n g s ( x m l n o d e p t rn o d e ，l i s t * s t r i n g s ) l j s t * s t rt a b l e _ c o l l e c t w o r d s ( l i s t * s t r i n g s ) ； l i s t * s t r t a b l e s o r t l i s t ( l i s t * s t a r t ) ： l i s t s t r t a b l e a d d ( l i s t * s o r t e d ，w m l b i n a r y t * * w b x m l ) ： h ) n gs t r t a b l e a d d ( o c t s t r * o s t r ，w m 一b i n a r y t * * w b x m l ) ： v o i ds t r t a b l e a p p l y ( o c t s t r * o s t r ，w m l b i n a r y t 术w b x m l ) ： v o i ds t r t a b l e o u t p u t ( o c t s t r * o s t r ，w m l b i n a r y t * * w b x m l ) w b x m l 数据结构操作函数，包括创建、删除、修改 w m l b i n a r y t * w m l b i n a r y c r e a t e ( v