基于GSM模塊的移動(dòng)購(gòu)物系統(tǒng)設(shè)計(jì)

0 引 言
    隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高，人們的消費(fèi)觀念不再局限于傳統(tǒng)的零售業(yè)，移動(dòng)支付作為一種新的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用正在興起，具有方便、快捷、安全等優(yōu)點(diǎn)，逐漸被人們所接受。移動(dòng)支付在歐洲、美洲一些國(guó)家，日本、韓國(guó)、新加坡和中國(guó)香港等地都有較為成功的應(yīng)用；在國(guó)內(nèi)，中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)移動(dòng)分別于2002年下半年在廣東啟動(dòng)了移動(dòng)支付業(yè)務(wù)，雖然起步較晚，但其廣泛的用戶(hù)基礎(chǔ)和廣闊的市場(chǎng)前景為其奠定了發(fā)展基礎(chǔ)，成長(zhǎng)空間很大。
    無(wú)線通信技術(shù)的成熟，使得移動(dòng)購(gòu)物系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)具有可行性，其不僅能給廣大消費(fèi)者帶來(lái)方便，也為商家擴(kuò)增了商品的銷(xiāo)售通路。

1 我國(guó)移動(dòng)支付業(yè)務(wù)現(xiàn)狀
    所謂移動(dòng)支付，是指借助手機(jī)、掌上電腦、筆記本電腦等移動(dòng)通信終端和設(shè)備，通過(guò)手機(jī)短信、IVR、WAP等多種方式進(jìn)行的銀行轉(zhuǎn)賬、繳費(fèi)和購(gòu)物等商業(yè)交易活動(dòng)。目前移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商可以提供以下三種形式的移動(dòng)支付服務(wù)：移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的代收費(fèi)業(yè)務(wù)、移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的小額支付業(yè)務(wù)、移動(dòng)信用平臺(tái)。與現(xiàn)金支付、銀行劃賬、信用卡支付等傳統(tǒng)支付方式相比，移動(dòng)支付最主要的特點(diǎn)是支付靈活便捷、交易時(shí)間短，可以減少往返銀行的交通時(shí)間和支付處理時(shí)間。移動(dòng)支付不僅可以為移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)增值收益，也可以為銀行和金融系統(tǒng)帶來(lái)中間業(yè)務(wù)收入。隨著手機(jī)在一些商店和零售柜機(jī)的支付環(huán)節(jié)中開(kāi)始取代現(xiàn)金和信用卡，移動(dòng)支付應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)化也初露端倪。對(duì)于移動(dòng)支付業(yè)務(wù)而言，其產(chǎn)業(yè)鏈由設(shè)備制造商、銀行、信用卡組織、移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商、移動(dòng)支付服務(wù)提供商或移動(dòng)支付平臺(tái)運(yùn)營(yíng)商、商業(yè)機(jī)構(gòu)、卡供應(yīng)商、手機(jī)供應(yīng)商、用戶(hù)等多個(gè)環(huán)節(jié)組成。

2 通信技術(shù)概述
2．1 GSM
    GSM(Global System for Mobile Communications，全球移動(dòng)通訊系統(tǒng))是一種起源于歐洲的移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。作為第二代移動(dòng)通信技術(shù)，其開(kāi)發(fā)目的是讓全球各地可以共同使用一個(gè)移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，讓用戶(hù)使用一部手機(jī)就能行遍全球。GSM具有頻譜效率高、防盜能力佳、網(wǎng)絡(luò)容量大、手機(jī)號(hào)碼資源豐富、通話清晰、穩(wěn)定性強(qiáng)不易受干擾、信息靈敏、安全性高、通話死角少等特點(diǎn)。目前，全球GSM網(wǎng)手機(jī)用戶(hù)已超過(guò)30億，GSM通信系統(tǒng)已成為使用最廣泛的數(shù)字無(wú)線通信系統(tǒng)，提供了語(yǔ)音、短消息以及數(shù)據(jù)等多種業(yè)務(wù)。
2．2 SMS
    GSM網(wǎng)的短消息業(yè)務(wù)(Short Messaging Service，SMS)是最早的短消息業(yè)務(wù)，也是現(xiàn)在普及率最高的一種短消息業(yè)務(wù)。SMS是一種存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，按消息量收費(fèi)，消息的發(fā)送和接收可以和GSM語(yǔ)音同步進(jìn)行，具有隨時(shí)在線、不需撥號(hào)、價(jià)格便宜、覆蓋范圍廣等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于監(jiān)控定位、遠(yuǎn)程維護(hù)、移動(dòng)電子商務(wù)等領(lǐng)域。

3 系統(tǒng)基本構(gòu)架
    以GSM網(wǎng)絡(luò)作為遠(yuǎn)程信號(hào)的傳輸平臺(tái)，短信息作為傳輸數(shù)據(jù)的載體，構(gòu)建了基于GSM模塊的移動(dòng)購(gòu)物系統(tǒng)，包括硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)。
3．1 硬件平臺(tái)
    硬件由系統(tǒng)運(yùn)行平臺(tái)(計(jì)算機(jī))、短信息接收／發(fā)送設(shè)備(短信貓)、移動(dòng)通信終端(手機(jī))三部分組成。計(jì)算機(jī)通過(guò)RS 232串口線與短信貓(GSM Modem)相連以控制其數(shù)據(jù)收發(fā)，實(shí)現(xiàn)交易監(jiān)控。硬件平臺(tái)構(gòu)架圖如圖1所示。

    短信貓是一種通過(guò)RS 232串口線與計(jì)算機(jī)連接，內(nèi)嵌工業(yè)級(jí)通信模塊的雙頻調(diào)制解調(diào)器，采用寬電壓供電，抗干擾能力好，電磁輻射低，性能穩(wěn)定可靠，簡(jiǎn)化了通信接口，支持向移動(dòng)、聯(lián)通以及小靈通用戶(hù)收發(fā)短信。其專(zhuān)門(mén)針對(duì)短信應(yīng)用設(shè)計(jì)，支持AT指令控制短信收發(fā)，符合各種商業(yè)的短信應(yīng)用要求，適用于各個(gè)領(lǐng)域無(wú)線數(shù)據(jù)通信，短信息通告，遠(yuǎn)程監(jiān)控等應(yīng)用。
3．2 軟件平臺(tái)
    一般基于短信貓開(kāi)發(fā)短信應(yīng)用，開(kāi)發(fā)商可以采取以三種方式：
    直接使用AT指令 通過(guò)串口用AT指令驅(qū)動(dòng)短信貓收發(fā)短信，這是最底層的開(kāi)發(fā)模式，需要對(duì)短信模塊的AT指令相當(dāng)熟悉；
    短信貓開(kāi)發(fā)包 短信貓廠商基于串口AT指令集成的應(yīng)用開(kāi)發(fā)包，開(kāi)發(fā)商只需直接調(diào)用短信收發(fā)API即可；
    短信貓通信中間件 短信貓廠商提供的基于數(shù)據(jù)庫(kù)接口的短信收發(fā)后臺(tái)服務(wù)軟件。
    基于開(kāi)發(fā)周期及成本的考慮，本系統(tǒng)采用開(kāi)發(fā)包形式。短信貓開(kāi)發(fā)包是針對(duì)目前常用短信模塊開(kāi)發(fā)的短信應(yīng)用API集合，具有成熟穩(wěn)定、支持多種語(yǔ)言、高可靠性等特點(diǎn)特點(diǎn)。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

    (1)移動(dòng)購(gòu)物系統(tǒng)需要發(fā)送短信時(shí)，需要將短信接收者與內(nèi)容提交到短信發(fā)送隊(duì)列，同時(shí)需要接收短信時(shí)從短信接收隊(duì)列中讀取收到的短信；
    (2)需要開(kāi)發(fā)獨(dú)立的短信后臺(tái)服務(wù)，從短信發(fā)送隊(duì)列中讀取短信，調(diào)用短信貓開(kāi)發(fā)包發(fā)送短信；同時(shí)通過(guò)調(diào)用短信貓開(kāi)發(fā)包讀取設(shè)備已收到的短信，放人短信接收隊(duì)列；
    (3)短信貓開(kāi)發(fā)包內(nèi)部實(shí)際上是通過(guò)串口與短信貓連接，以AT指令驅(qū)動(dòng)短信貓收發(fā)短信。
    AT即Attention，AT指令集是從終端設(shè)備(Ter-minal Equipment，TE)或數(shù)據(jù)終端設(shè)備(Data Terminal Equipment，DTE)向終端適配器(Terminal Adapter， TA)或數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備(Data Circuit Terminal E-quipment，DCE)發(fā)送的。通過(guò)TA，TE發(fā)送AT指令來(lái)控制移動(dòng)臺(tái)(Mobile Station，MS)的功能，與GSM網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)進(jìn)行交互。用戶(hù)可以通過(guò)AT指令進(jìn)行呼叫、短信、電話本、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、傳真等方面的控制。主要AT指令如表1所示。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程
4．1 系統(tǒng)功能描述
    系統(tǒng)首次運(yùn)行，將進(jìn)行初始化，包括管理員設(shè)置和商品初始設(shè)置。管理員設(shè)置包括管理員手機(jī)號(hào)碼和密碼設(shè)置項(xiàng)，商品初始設(shè)置包括商品編號(hào)、名稱(chēng)和數(shù)量設(shè)置項(xiàng)。初始化完成后系統(tǒng)自動(dòng)生成管理員文件和商品文件，并將所設(shè)置的信息保存到文件中，然后進(jìn)入主菜單界面(若系統(tǒng)已進(jìn)行過(guò)初始化操作，則直接進(jìn)入主菜單界面)。主菜單界面包括商品交易、發(fā)送短信、交易記錄查看、商品設(shè)置、管理員設(shè)置和斷開(kāi)連接選項(xiàng)。
4．1．1 商品交易
    此時(shí)系統(tǒng)處于接收購(gòu)物短信狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)接收到購(gòu)物短信，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)讀取短信，并判斷其內(nèi)容是否符合約定的購(gòu)物格式。若符合購(gòu)物格式且商品數(shù)量充足，則交易成功，并向顧客回復(fù)訂單信息；若符合購(gòu)物格式但商品剩余數(shù)量不足，則回復(fù)該商品所剩余的數(shù)量；否則回復(fù)所約定的購(gòu)物格式。同時(shí)系統(tǒng)顯示交易信息，更新商品數(shù)量，生成交易記錄文件，將所有交易信息保存于文件中，并檢測(cè)商品剩余量，小于一定量則給管理員報(bào)告商品信息。若接收的短信是由管理員發(fā)送且內(nèi)容為管理員密碼時(shí)，則系統(tǒng)返回到主菜單界面。
4．1．2 發(fā)送短信
    利用短信貓發(fā)送短信息，系統(tǒng)將所輸入的接收方手機(jī)號(hào)碼和內(nèi)容放入短信發(fā)送隊(duì)列，通過(guò)GSMMo-demSMSsend API把短信遞交給短信貓，發(fā)送短信。
4．1．3 交易記錄查看
    系統(tǒng)導(dǎo)入交易記錄文件，顯示所有交易信息，包括顧客的手機(jī)號(hào)碼、交易時(shí)間、短信內(nèi)容及交易狀態(tài)。
4．1．4 商品設(shè)置
    商品設(shè)置包括查看商品、修改商品、添加商品和刪除商品選項(xiàng)。
    查看商品 系統(tǒng)導(dǎo)入商品文件，分行顯示當(dāng)前已設(shè)置的所有商品信息，包括商品的編號(hào)、名稱(chēng)和數(shù)量。修改商品 修改商品編號(hào)、名稱(chēng)和數(shù)量，修改完成后更新商品文件。
    添加商品 根據(jù)商品編號(hào)、名稱(chēng)和數(shù)量添加一種新的商品，添加完成后更新商品文件。
    刪除商品 刪除所選中商品的信息，刪除完成后更新商品文件。
4．1．5 管理員設(shè)置
    管理設(shè)置包括查看設(shè)置和修改設(shè)置選項(xiàng)。查看設(shè)置 系統(tǒng)導(dǎo)入管理員文件，顯示管理員手機(jī)號(hào)碼。
    修改設(shè)置 判斷輸入的管理員密碼，若正確則保存新的手機(jī)號(hào)碼和密碼，并更新管理員文件；若密碼輸入連續(xù)錯(cuò)誤三次則返回主菜單界面。
4．1．6 斷開(kāi)連接
    通過(guò)GSMModemRelease API釋放資源，關(guān)閉系統(tǒng)。
4．2 短信貓接口函數(shù)
    短信貓通過(guò)RS 232串口與計(jì)算機(jī)連接，系統(tǒng)需通過(guò)接口驅(qū)動(dòng)短信貓發(fā)送或讀取短信，各接口函數(shù)說(shuō)明見(jiàn)表2。

4．3 短信分解算法
    短信貓一次讀取將取得接收隊(duì)列里的所有短信息，格式為：短信類(lèi)型|存儲(chǔ)位置|發(fā)送時(shí)間|接收號(hào)碼|短信編碼|短信長(zhǎng)度|短信內(nèi)容||短信類(lèi)型|存儲(chǔ)位置|發(fā)送時(shí)間|接收號(hào)碼|短信編碼|短信長(zhǎng)度|短信內(nèi)容||。多條短信以“||”進(jìn)行分隔，每條短信中各項(xiàng)以“|”進(jìn)行分隔，各內(nèi)容描述見(jiàn)表3。本系統(tǒng)中約定購(gòu)買(mǎi)短信格式為“0商品編號(hào)0購(gòu)買(mǎi)數(shù)量0如(01020)一次最大購(gòu)買(mǎi)量為9件”，短信分解算法如圖3所示。

5 結(jié) 語(yǔ)
    在借鑒其他基于GSM的短信應(yīng)用的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于GSM的移動(dòng)購(gòu)物系統(tǒng)，對(duì)其構(gòu)架、功能、接口和短信分解算法做了闡述和分析，通過(guò)測(cè)試得到了比較理想的結(jié)果。在后續(xù)的系統(tǒng)優(yōu)化過(guò)程中，可以用Delphi／Visual C++編寫(xiě)系統(tǒng)界面，使其更美觀，更人性化，更具交互性。其極大地方便了消費(fèi)者，亦給商家?guī)?lái)了無(wú)限商機(jī)，在移動(dòng)小額交易領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用空間。