數(shù)字電視增值業(yè)務短信系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)*

金 純 ，李曉楓 ，張 勇 ，李蕾蕾

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

責任編輯:哈宏疆

1 引言

三網(wǎng)融合的發(fā)展為廣電在現(xiàn)有網(wǎng)絡架構(gòu)下提供商用短信業(yè)務帶來了挑戰(zhàn)與機遇，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，要實現(xiàn)短信業(yè)務，就要對現(xiàn)有的設備進行改造，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)絡架構(gòu)、網(wǎng)絡初始化、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)務的短信系統(tǒng)。

2 多功能遙控器設計

要實現(xiàn)數(shù)字電視增值業(yè)務的短信收發(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)的終端設備，這里的終端設備主要有手機和多功能遙控器[1-2]。下面從硬件設計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牙芯片的射頻接口相連，藍牙芯片通過串口或USB接口與微處理控制器交互業(yè)務指令，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行控制；紅外接收模塊通過異步串行通信接口與MCU相連，實現(xiàn)紅外信號的發(fā)送以及學習紅外遙控信號；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)絡架構(gòu)

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

圖2 短信系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖

前端服務器主要負責接收和發(fā)送手機/遙控器的短信信息；短信中心主要負責存取短信信息；定位服務器用于前端服務器在發(fā)送短信通知的時候，中轉(zhuǎn)通知目標前端服務器；數(shù)據(jù)管理中心實現(xiàn)網(wǎng)絡和管理服務器交互的模塊；網(wǎng)關(guān)服務器實現(xiàn)其他運營網(wǎng)絡與遙控器短信運營網(wǎng)絡的互通[3-4]；手機短信服務器實現(xiàn)手機短信的運營管理。

4 短信系統(tǒng)設計

在本設計中，要實現(xiàn)短信的收發(fā)需要解決的問題有:網(wǎng)絡初始化、鏈路檢測和短信收發(fā)。其中網(wǎng)絡初始化是實現(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)絡初始化、鏈路檢測以及短信收發(fā)流程來討論系統(tǒng)的實現(xiàn)過程[5]。

4.1 網(wǎng)絡初始化

在本短信系統(tǒng)中網(wǎng)絡初始化是實現(xiàn)短信收發(fā)的前提，因為在網(wǎng)絡初始化之前所有服務器都是獨立的個體，沒有任何邏輯上的聯(lián)系，所以即使所有服務器都已開啟也不能實現(xiàn)短信的收發(fā)。

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

1）數(shù)據(jù)管理中心服務器啟動后，得到的服務器信息是連接向另一服務器。在這種情況下的網(wǎng)絡初始化的流程為:短信服務器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器1返回一個注冊成功狀態(tài)→短信服務器1向數(shù)據(jù)管理中心請求當前服務器連接信息→短信服務器1向短信服務器2注冊→短信服務器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)管理中心服務器啟動后，得到的服務器信息是另一服務器連接過來。在這種情況下的網(wǎng)絡初始化流程為:短信服務器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器1返回一個注冊成功狀態(tài)→短信服務器1向數(shù)據(jù)管理中心請求當前服務器連接信息→短信服務器1向短信服務器2發(fā)出注冊通知→短信服務器1向短信服務器2注冊→短信服務器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)絡初始化之后就需要進行鏈路的檢測，該部分確定各服務器之間的連接是否通暢，確保短信系統(tǒng)的正常運行，鏈路檢測在網(wǎng)絡初始化之后的任何時候都可進行。

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器1→服務器1發(fā)送一個服務期間檢測命令給服務器2→服務器2在收到服務器1發(fā)送過來的檢測信號后給服務器1回復一個檢測結(jié)果→服務器1在收到服務器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器1的結(jié)果或者延時接收，則說明服務器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備有:短信收發(fā)終端（多功能遙控器、手機），前端服務器，短信中心，定位服務器，網(wǎng)關(guān)服務器，手機短信服務器。短信收發(fā)時，由于收、發(fā)終端的不同，所經(jīng)歷的服務器與流程也不同。這里分為遙控器與遙控器、遙控器與手機兩種情況:

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)送給前端服務器→前端服務器將短信存儲在短信中心并通知定位服務器→定位服務器在接收通知之后找出接收方的前端服務器并通知接收方的前端服務器前去短信中心收取短信→接收方前端服務器通知短信接收終端 接收終端通知前端服務器取短信→接收方前端服務器向短信中心收取短信→接收方前端服務器將短信返給接收終端→短信接收終端給接收服務器返回信息接收成功報告→接收前端服務器給短信中心發(fā)送信息狀態(tài)修改命令，并向定位服務器發(fā)送接收方消息接收報告→定位服務器給發(fā)送方前端服務器發(fā)送接收方消息接收報告 發(fā)送方前端服務器向發(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）遙控器與手機發(fā)送流程

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

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)送服務器→短信發(fā)送服務器將短信息傳遞給網(wǎng)關(guān)服務器→網(wǎng)關(guān)服務器將短信息發(fā)送給短信接收服務器→短信接收終端沖短信接收服務器讀取短信。至此一條手機與遙控器短信發(fā)送成功，其發(fā)送時序如圖7所示。

5 系統(tǒng)的編程實現(xiàn)

數(shù)字電視增值業(yè)務短信系統(tǒng)[6]的開發(fā)在Windows XP操作系統(tǒng)上進行，以Apache+Tomcat作為Web瀏覽器，使用Eclipse+Dreamweaver作為開發(fā)工具，用Powerdesigner 12設計數(shù)據(jù)庫，所有的業(yè)務邏輯封裝在Javabean里。短信系統(tǒng)采用JSP實現(xiàn)，應用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)務層和數(shù)據(jù)庫訪問層。Struts工作于表示層，負責頁面的展示和跳轉(zhuǎn)；Spring工作于業(yè)務層，負責業(yè)務的邏輯判斷和事物處理；JDBC工作于數(shù)據(jù)庫訪問層，負責數(shù)據(jù)庫的讀寫。

在本系統(tǒng)設計中定義了一個接口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，采用不同的方式實現(xiàn)方法operate，完成各自不同的功能，以達到不同命令不同處理方式的目的。當使用相應的命令處理類處理了相應的命令后 （即調(diào)用相應的命令處理類的operate方法后），對發(fā)送方進行信息回復。如:前端服務器中Mfs_MessageGive（消息接收類:實現(xiàn)消息的接收）、Mfs_MessageSend（消息發(fā)送類:實現(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器或者網(wǎng)關(guān)服務器）、Msc_MessageStorage（消息存儲類:實現(xiàn)短消息的臨時存儲），定位服務器中的Dls_Locate（定位類:實現(xiàn)接收方前端服務器的定位）等等，它們都有方法operate（），但其實現(xiàn)的功能截然不同。

另外，在網(wǎng)關(guān)服務器上除了實現(xiàn)上述ICommand接口以外，并實現(xiàn)了兩個線程類 （ReceiveThread和Send OutThread），分別實現(xiàn)把手機短信服務器上發(fā)送到遙控器的信息取到短信中心和把短信中心里發(fā)送到手機的信息存儲到手機短信服務器，從而實現(xiàn)遙控器和手機相互發(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)務也會逐漸展開，作為未來數(shù)字電視增值業(yè)務的主營業(yè)務之一的短信業(yè)務及系統(tǒng)將會得到廣泛應用。該設計的實現(xiàn)打破了傳統(tǒng)的移動設備之間的通信方式，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)的多功能遙控器設計[J].電視技術(shù)，2008，32（3）:30－31.

[2]金純，萬正兵.基于廣電網(wǎng)的藍牙紅外通訊遙控器設計[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)絡點對點短消息協(xié)議研究[J].電視技術(shù)，2009，33（4）:14－15.

[5]金純，陳許，萬正兵.基于單向機頂盒的雙向增值業(yè)務實現(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)務系統(tǒng)設計[J].廣播與電視技術(shù)，2006（10）:114－119.