金 純 ，李曉楓 ，張 勇 ，李蕾蕾

（1.重慶郵電大學(xué)，重慶 400065；2.重慶有線電視網(wǎng)絡(luò)有限公司，重慶 400051；3.重慶金甌科技發(fā)展有限責(zé)任公司，重慶 400041；4.重慶廣播電視集團(tuán)（總臺），重慶 400015）

責(zé)任編輯:哈宏疆

1 引言

三網(wǎng)融合的發(fā)展為廣電在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下提供商用短信業(yè)務(wù)帶來了挑戰(zhàn)與機(jī)遇，但是廣電現(xiàn)有的系統(tǒng)框架還不能有效地開展短信業(yè)務(wù)，要實(shí)現(xiàn)短信業(yè)務(wù)，就要對現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行改造，或者添加新型系統(tǒng)。

筆者將介紹一種方案，通過對現(xiàn)有遙控器進(jìn)行改造，使之能夠成為接收和發(fā)送短信的多功能遙控器；同時，筆者將討論短信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)初始化、鏈路檢測及短信發(fā)送流程等，從而提供一個較完整的數(shù)字電視增值業(yè)務(wù)的短信系統(tǒng)。

2 多功能遙控器設(shè)計(jì)

要實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視增值業(yè)務(wù)的短信收發(fā)，除了需要一套完善的短信系統(tǒng)之外，還需要一款支持該系統(tǒng)的終端設(shè)備，這里的終端設(shè)備主要有手機(jī)和多功能遙控器[1-2]。下面從硬件設(shè)計(jì)方面簡單介紹一下改造之后的多功能遙控器。

多功能遙控器硬件包括藍(lán)牙芯片、顯示屏、微控制器、紅外發(fā)射和接收模塊、鍵盤、Flash、RAM、語音模塊和電源，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 多功能遙控器硬件系統(tǒng)圖

天線通過射頻線與藍(lán)牙芯片的射頻接口相連，藍(lán)牙芯片通過串口或USB接口與微處理控制器交互業(yè)務(wù)指令，用于處理各種功能信號；MCU通過其數(shù)據(jù)總線與顯示屏相連，并通過使能信號對顯示屏進(jìn)行控制；紅外接收模塊通過異步串行通信接口與MCU相連，實(shí)現(xiàn)紅外信號的發(fā)送以及學(xué)習(xí)紅外遙控信號；鍵盤由矩陣鍵盤數(shù)據(jù)線通過I/O口與MCU相連，用于完成短消息的輸入、電視和機(jī)頂盒的遙控等功能；Flash存儲器通過其數(shù)據(jù)線與MCU相連，用來存儲一些臨時信息。

3 短信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

在數(shù)字電視體系中，短信系統(tǒng)包括:前端服務(wù)器（MFS），短信中心（MSC），定位服務(wù)器（DLS），數(shù)據(jù)管理中心（DMC），網(wǎng)關(guān)服務(wù)器和其他運(yùn)營商手機(jī)短信服務(wù)器。其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 短信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

前端服務(wù)器主要負(fù)責(zé)接收和發(fā)送手機(jī)/遙控器的短信信息；短信中心主要負(fù)責(zé)存取短信信息；定位服務(wù)器用于前端服務(wù)器在發(fā)送短信通知的時候，中轉(zhuǎn)通知目標(biāo)前端服務(wù)器；數(shù)據(jù)管理中心實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和管理服務(wù)器交互的模塊；網(wǎng)關(guān)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)其他運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)與遙控器短信運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)的互通[3-4]；手機(jī)短信服務(wù)器實(shí)現(xiàn)手機(jī)短信的運(yùn)營管理。

4 短信系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在本設(shè)計(jì)中，要實(shí)現(xiàn)短信的收發(fā)需要解決的問題有:網(wǎng)絡(luò)初始化、鏈路檢測和短信收發(fā)。其中網(wǎng)絡(luò)初始化是實(shí)現(xiàn)短信收發(fā)的前提，鏈路檢測是短信收發(fā)的保障。下面從網(wǎng)絡(luò)初始化、鏈路檢測以及短信收發(fā)流程來討論系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程[5]。

4.1 網(wǎng)絡(luò)初始化

在本短信系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)初始化是實(shí)現(xiàn)短信收發(fā)的前提，因?yàn)樵诰W(wǎng)絡(luò)初始化之前所有服務(wù)器都是獨(dú)立的個體，沒有任何邏輯上的聯(lián)系，所以即使所有服務(wù)器都已開啟也不能實(shí)現(xiàn)短信的收發(fā)。

在一個短信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)初始化實(shí)例中，主要涉及到數(shù)據(jù)管理中心、短信服務(wù)器1和短信服務(wù)器2共3臺服務(wù)器。根據(jù)數(shù)據(jù)管理中心得到的服務(wù)器信息不同分成兩種不同的情況:

1）數(shù)據(jù)管理中心服務(wù)器啟動后，得到的服務(wù)器信息是連接向另一服務(wù)器。在這種情況下的網(wǎng)絡(luò)初始化的流程為:短信服務(wù)器1向數(shù)據(jù)管理中心注冊→數(shù)據(jù)管理中心向短信服務(wù)器1返回一個注冊成功狀態(tài)→短信服務(wù)器1向數(shù)據(jù)管理中心請求當(dāng)前服務(wù)器連接信息→短信服務(wù)器1向短信服務(wù)器2注冊→短信服務(wù)器1向數(shù)據(jù)管理中心提交連接狀態(tài)。其時序關(guān)系如圖3所示。

2）數(shù)據(jù)管理中心服務(wù)器啟動后，得到的服務(wù)器信息是另一服務(wù)器連接過來。在這種情況下的網(wǎng)絡(luò)初始化流程為:短信服務(wù)器1向數(shù)據(jù)管理中心注冊→數(shù)據(jù)管理中心向短信服務(wù)器1返回一個注冊成功狀態(tài)→短信服務(wù)器1向數(shù)據(jù)管理中心請求當(dāng)前服務(wù)器連接信息→短信服務(wù)器1向短信服務(wù)器2發(fā)出注冊通知→短信服務(wù)器1向短信服務(wù)器2注冊→短信服務(wù)器2向數(shù)據(jù)管理中心提交連接狀態(tài)。其時序關(guān)系如圖4所示。

4.2 鏈路檢測

在系統(tǒng)完成網(wǎng)絡(luò)初始化之后就需要進(jìn)行鏈路的檢測，該部分確定各服務(wù)器之間的連接是否通暢，確保短信系統(tǒng)的正常運(yùn)行，鏈路檢測在網(wǎng)絡(luò)初始化之后的任何時候都可進(jìn)行。

鏈路檢測的流程為:數(shù)據(jù)管理中心發(fā)送一個檢測命令給服務(wù)器1→服務(wù)器1發(fā)送一個服務(wù)期間檢測命令給服務(wù)器2→服務(wù)器2在收到服務(wù)器1發(fā)送過來的檢測信號后給服務(wù)器1回復(fù)一個檢測結(jié)果→服務(wù)器1在收到服務(wù)器2發(fā)送過來的檢測結(jié)果后給數(shù)據(jù)管理中心一個鏈路檢測結(jié)果。如果數(shù)據(jù)管理中心沒有收到服務(wù)器1的結(jié)果或者延時接收，則說明服務(wù)器1與2之間的連接出現(xiàn)故障。其時序關(guān)系如圖5所示。

4.3 短信發(fā)送流程

在短信收發(fā)過程中涉及到的主要設(shè)備有:短信收發(fā)終端（多功能遙控器、手機(jī)），前端服務(wù)器，短信中心，定位服務(wù)器，網(wǎng)關(guān)服務(wù)器，手機(jī)短信服務(wù)器。短信收發(fā)時，由于收、發(fā)終端的不同，所經(jīng)歷的服務(wù)器與流程也不同。這里分為遙控器與遙控器、遙控器與手機(jī)兩種情況:

1）遙控器與遙控器發(fā)送流程

遙控器與遙控器短信發(fā)送的流程為:短信發(fā)送終端將短信發(fā)送給前端服務(wù)器→前端服務(wù)器將短信存儲在短信中心并通知定位服務(wù)器→定位服務(wù)器在接收通知之后找出接收方的前端服務(wù)器并通知接收方的前端服務(wù)器前去短信中心收取短信→接收方前端服務(wù)器通知短信接收終端 接收終端通知前端服務(wù)器取短信→接收方前端服務(wù)器向短信中心收取短信→接收方前端服務(wù)器將短信返給接收終端→短信接收終端給接收服務(wù)器返回信息接收成功報告→接收前端服務(wù)器給短信中心發(fā)送信息狀態(tài)修改命令，并向定位服務(wù)器發(fā)送接收方消息接收報告→定位服務(wù)器給發(fā)送方前端服務(wù)器發(fā)送接收方消息接收報告 發(fā)送方前端服務(wù)器向發(fā)送終端發(fā)送接收方消息接收報告。至此一條遙控器與遙控器短信發(fā)送成功，其發(fā)送時序如圖6所示。

2）遙控器與手機(jī)發(fā)送流程

為了簡化流程，將短信收、發(fā)端的眾多服務(wù)器整合在一起統(tǒng)稱為短信接收服務(wù)器與短信發(fā)送服務(wù)器。

短信收發(fā)的主要流程為:短信發(fā)送終端將短信息發(fā)送給短信發(fā)送服務(wù)器→短信發(fā)送服務(wù)器將短信息傳遞給網(wǎng)關(guān)服務(wù)器→網(wǎng)關(guān)服務(wù)器將短信息發(fā)送給短信接收服務(wù)器→短信接收終端沖短信接收服務(wù)器讀取短信。至此一條手機(jī)與遙控器短信發(fā)送成功，其發(fā)送時序如圖7所示。

5 系統(tǒng)的編程實(shí)現(xiàn)

數(shù)字電視增值業(yè)務(wù)短信系統(tǒng)[6]的開發(fā)在Windows XP操作系統(tǒng)上進(jìn)行，以Apache+Tomcat作為Web瀏覽器，使用Eclipse+Dreamweaver作為開發(fā)工具，用Powerdesigner 12設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫，所有的業(yè)務(wù)邏輯封裝在Javabean里。短信系統(tǒng)采用JSP實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用struts和spring框架，采用JDBC訪問數(shù)據(jù)庫。

短信系統(tǒng)的后臺程序用Java編程語言實(shí)現(xiàn)，整體架構(gòu)采用Struts，Spring和JDBC結(jié)合。系統(tǒng)分為表示層、業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)庫訪問層。Struts工作于表示層，負(fù)責(zé)頁面的展示和跳轉(zhuǎn)；Spring工作于業(yè)務(wù)層，負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)的邏輯判斷和事物處理；JDBC工作于數(shù)據(jù)庫訪問層，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的讀寫。

在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中定義了一個接口ICommand，該接口包括方法operate（包含IoSession和MessageBase類型參數(shù)）。并將有相同屬性、方法的的集合封裝為類，每個類都繼承了接口ICommand，并根據(jù)自身類的不同功能，采用不同的方式實(shí)現(xiàn)方法operate，完成各自不同的功能，以達(dá)到不同命令不同處理方式的目的。當(dāng)使用相應(yīng)的命令處理類處理了相應(yīng)的命令后 （即調(diào)用相應(yīng)的命令處理類的operate方法后），對發(fā)送方進(jìn)行信息回復(fù)。如:前端服務(wù)器中Mfs_MessageGive（消息接收類:實(shí)現(xiàn)消息的接收）、Mfs_MessageSend（消息發(fā)送類:實(shí)現(xiàn)消息的發(fā)送），短信中心中的Msc_MessageGive(消息接收類:接收來自前端服務(wù)器的消息)、Msc_MessageSend（消息發(fā)送類:將消息發(fā)送給接收方前端服務(wù)器或者網(wǎng)關(guān)服務(wù)器）、Msc_MessageStorage（消息存儲類:實(shí)現(xiàn)短消息的臨時存儲），定位服務(wù)器中的Dls_Locate（定位類:實(shí)現(xiàn)接收方前端服務(wù)器的定位）等等，它們都有方法operate（），但其實(shí)現(xiàn)的功能截然不同。

另外，在網(wǎng)關(guān)服務(wù)器上除了實(shí)現(xiàn)上述ICommand接口以外，并實(shí)現(xiàn)了兩個線程類 （ReceiveThread和Send OutThread），分別實(shí)現(xiàn)把手機(jī)短信服務(wù)器上發(fā)送到遙控器的信息取到短信中心和把短信中心里發(fā)送到手機(jī)的信息存儲到手機(jī)短信服務(wù)器，從而實(shí)現(xiàn)遙控器和手機(jī)相互發(fā)送信息的功能。

6 小結(jié)

隨著數(shù)字化電視的不斷發(fā)展，數(shù)字電視的增值業(yè)務(wù)也會逐漸展開，作為未來數(shù)字電視增值業(yè)務(wù)的主營業(yè)務(wù)之一的短信業(yè)務(wù)及系統(tǒng)將會得到廣泛應(yīng)用。該設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)打破了傳統(tǒng)的移動設(shè)備之間的通信方式，使人們擁有了更多快捷、方便的短信通信方式，為人們的信息化生活提供了通信技術(shù)保障。

[1]金純，陳許，萬正兵，等.用于廣電網(wǎng)的多功能遙控器設(shè)計(jì)[J].電視技術(shù)，2008，32（3）:30－31.

[2]金純，萬正兵.基于廣電網(wǎng)的藍(lán)牙紅外通訊遙控器設(shè)計(jì)[J].廣播與電視技術(shù)，2007（4）:117－118.

[3]金純，湯芳劍，萬寶紅，等.基于SIP和TVPP協(xié)議的短信網(wǎng)關(guān)的研究和實(shí)現(xiàn)[J].電視技術(shù)，2009，33（1）:71－73.

[4]金純，楊帆，盛謙，等.數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)對點(diǎn)短消息協(xié)議研究[J].電視技術(shù)，2009，33（4）:14－15.

[5]金純，陳許，萬正兵.基于單向機(jī)頂盒的雙向增值業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方案[J].廣播與電視技術(shù)，2007（3）:134－136.

[6]金純，齊巖松，蔣小宇，等.數(shù)字電視多媒體消息業(yè)務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].廣播與電視技術(shù)，2006（10）:114－119.