基于GSM/SMS的信息查詢系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

敖麟欽

摘 要：隨著移動互聯(lián)網通訊技術的飛速發(fā)展，運用移動終端進行信息查詢已成為主流趨勢，針對專業(yè)APP應用軟件開發(fā)運維成本較高、用戶需下載安裝的現(xiàn)狀，實現(xiàn)一種成本低廉、操作便捷的移動終端信息查詢方式具有現(xiàn)實意義。針對以上情況，設計并實現(xiàn)了一款基于GSM/SMS技術的信息查詢系統(tǒng)，系統(tǒng)采用SimCom公司的Sim900A模塊和CP2102串口模塊為主要硬件基礎，基于VS平臺開發(fā)短信模塊控制應用軟件，以短信為載體，通過AT指令控制Sim900A模塊實現(xiàn)短信息雙向通訊，構建輕量級企業(yè)專網數據訪問通道，為移動終端安全訪問專網數據提供了一種可行方法。

關鍵詞：GSM/SMS；SIM900A；AT指令；信息查詢；PDU

DOIDOI：10.11907/rjdk.162157

中圖分類號：TP319

文獻標識碼：A文章編號：1672-7800（2016）012-0077-03

0 引言

近年來，移動互聯(lián)網通訊技術快速發(fā)展，網速逐年大幅提升，移動數字終端（如：手機、平板電腦）通過裝載功能強大、種類繁多的APP軟件，正逐步替代傳統(tǒng)的PC電腦，成為主流的“資訊終端”。另一方面，開發(fā)專業(yè)APP軟件投入大、周期長、技術門檻高，對于信息化建設預算較為有限的單位普遍比較困難。如何以最低的成本構建安全穩(wěn)定的數據通道，為移動數字終端高效便捷地開展信息查詢工作做好底層通訊保障，具有較強的現(xiàn)實意義。為此，本文實現(xiàn)了一種操作簡單、價格低廉、性能穩(wěn)定的移動終端數據查詢系統(tǒng)。

考慮到我國中小企業(yè)的實際分布狀況及當前移動通信網絡的普及情況，本文借助無線通信的優(yōu)勢，選用GSM（Global System of Mobile Communication）網絡的SMS（Short Message Service）技術來實現(xiàn)遠程無線信息查詢，提出了一種手機短信信息查詢系統(tǒng)實現(xiàn)方法。

1 組網結構與工作原理

GSM/SMS信息查詢系統(tǒng)結構如圖1所示，該系統(tǒng)主要由手機終端、移動通訊網絡（GSM）、企業(yè)內部局域網、SIM900A通訊模塊、應用服務器和數據庫服務器及數據庫管理軟件（Oracle）組成。手機終端用于發(fā)送查詢指令和接收查詢反饋結果；移動通訊網絡是連接企業(yè)局域網和手機終端的數據傳輸橋梁；應用服務器及控制程序是整個系統(tǒng)的控制核心，通過串口與SIM900A通訊模塊連接，發(fā)送AT指令從此模塊中讀取短信，對短信內容進行解析，提取查詢內容并發(fā)送至數據庫服務器進行數據檢索；同時將數據庫檢索結果進行短信封裝并通過SIM900A通訊模塊反饋給查詢端。數據庫服務器用于存儲企業(yè)級數據，使用的數據管理軟件為Oracle企業(yè)版。

2 系統(tǒng)硬件設計

系統(tǒng)采用SIM900A通訊模塊接收運營商短信中心轉發(fā)的短信息，通過模塊TXD和RXD針腳與CP2102 USB-TTL模塊實現(xiàn)數據交互，該模塊使用USB接口與應用服務器連接，將數據傳送至服務器。數據發(fā)送則為以上過程的反向過程，硬件結構如圖2所示。

SIM900A通訊模塊為無線收發(fā)模塊，由SIMCom公司開發(fā)核心芯片。它屬于雙頻GSM/GPRS模塊，工作頻段為EGSM 900MHz和DCS 1800MHz，完全采用SMT封裝形式，性價比較高。該模塊與主控制器通過UART1連接，外接SIM卡電路，電源供電為+5V。

CP2102 USB-TTL轉換模塊，內置USB2.0全速功能控制器、USB收發(fā)器、晶體振蕩器、EEPROM及異步串行數據總線（UART），支持調制解調器全功能信號，無需任何外部USB器件。CP2102與其它USB-UART轉接電路的工作原理類似，通過驅動程序將PC的USB口虛擬成COM口（又稱串口）以達到擴展的目的。

3 系統(tǒng)軟件設計與實現(xiàn)

一般情況下，SIM900A模塊均是以單片機為控制主機[1-3]，為了降低技術復雜程度并節(jié)約硬件成本，本文沒有采用單片機作為控制核心，所有控制程序均布置在應用服務器中，以服務器為控制核心發(fā)送各類指令和查詢數據。

3.1 控制程序流程

SIM900A和CP2102模塊通過服務器USB接口完成硬件連接加電，控制程序主要流程如下：主程序首先完成數據庫連接初始化操作，確保數據庫能夠正常訪問；然后通過SerialPort函數打開串口，初始化SIM900A模塊，初始化工作主要包括選擇短信格式、設置短信模式參數等。當完成初始化工作后進入接收短信輪詢狀態(tài)，輪詢時間為3秒，當接收到“+CMTI”信息提示，即發(fā)現(xiàn)有新的短信，按照短信PDU模式對接收信息進行解析，若解析成功且短信內容符合程序要求，即按照查詢內容生成SQL語句發(fā)送至數據庫進行信息檢索。根據數據庫檢索結果進行短信PDU模式封裝，過長的短信息需封裝成多個PDU包進行發(fā)送。程序流程如圖3所示。

3.2 PDU模式短信息解析及發(fā)送

SIM900A模塊發(fā)送短信支持文本和PDU兩種模式。文本模式（又稱text模式）沒有拆分重組功能，不能發(fā)送較長內容的短信。PDU模式單次可發(fā)134個有效字節(jié)（268/2=134，見表1），可將較長短信拆分成多條信息發(fā)送，并在接收端進行重組。本文采用PDU模式進行短信發(fā)送，首先要使用StringToUnicode函數將發(fā)送的文本內容進行Unicode編碼轉換[4]，然后按照PDU模式的協(xié)議標準進行報文拼接。報文格式如表1所示。

3.3 信息查詢安全策略

根據實際需要，以特殊字符或大寫英文字母置于擬發(fā)送的短信息首端，作為信息查詢分類標識，如短信內容為“*A88888”，表示查詢車牌號為“A88888”的車輛注冊信息，“*”為車輛信息查詢標識；短信內容為“P張三”，表示查詢本單位員工張三的手機和辦公電話號碼，“P”為員工聯(lián)系方式查詢標識。

為了防止用戶惡意竊取信息等情況發(fā)生，此系統(tǒng)設置了非法用戶過濾和單日最高查詢次數限制的安全策略。程序讀取短信后解析查詢手機端電話號碼，在數據庫中檢測是否為合法用戶，非法用戶查詢信息將不會反饋。對于合法用戶的查詢操作進行數據日志記錄，一般用戶單日查詢次數超過規(guī)定上限值，系統(tǒng)將不反饋信息，有效避免信息大量泄漏，保障了信息安全。

4 系統(tǒng)實現(xiàn)

本系統(tǒng)采用Visual Studio 2010作為開發(fā)平臺，操作系統(tǒng)為Windows 2008 Enterprise，數據庫管理系統(tǒng)為Oracle 11g，使用CP2102 USB-TTL轉換模塊實現(xiàn)USB口虛擬化COM口（又稱串口）需在應用服務器端安裝驅動程序。回顯狀態(tài)欄用于實時監(jiān)控SIM900A通訊模塊運行狀況和短信收發(fā)情況；發(fā)送欄主要功能為發(fā)送短信至目標手機號；信息接收欄顯示通訊模塊接收到的短信息和按照查詢指令完成查詢操作及擬反饋的短信息。

5 結語

設計并實現(xiàn)了一種基于GSM/SMS的信息查詢系統(tǒng)，可為中小型企業(yè)通過移動終端實現(xiàn)信息查詢提供一種有效方法，在實際應用中證明此系統(tǒng)具有長時間在線、應用范圍廣、穩(wěn)定安全等特點。GSM/SMS技術以無線電波為載體實現(xiàn)了企業(yè)網與互聯(lián)網在鏈路層的互通，而本文提出的是一種構建輕量級企業(yè)專網數據訪問通道的方法，因內部安全控制策略較為簡單，不適用于保密安全級別較高的企事業(yè)單位。為此，如何將通訊模塊與企業(yè)網絡安全策略有機整合，有效利用網絡邊界接入平臺進一步提高系統(tǒng)整體安全性是下一步研究的重要方向。

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（責任編輯：孫 娟）