IM軟件在智能電話終端上的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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IM（Instant Messaging）軟件即即時(shí)消息傳遞軟件，它是目前網(wǎng)絡(luò)上比較流行的殺手級應(yīng)用程序（Killer Application），如騰訊的QQ、Microsoft的MSN、AOL的AIM和ICQ等。無論在什么地方，使用何種設(shè)備（如PC、手機(jī)、PDA和Web TV等），只要接入Internet，就能夠同其他用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)的消息和文件傳遞，甚至進(jìn)行語音和視頻交流。通過撥號接入Internet，就能在智能電話終端的原型機(jī)上實(shí)現(xiàn)基本的網(wǎng)絡(luò)功能，如瀏覽器、電子郵件等。如果能在智能電話終端上實(shí)現(xiàn)IM的客戶端軟件，用戶通過電話就可以進(jìn)行實(shí)時(shí)交談，進(jìn)而進(jìn)一步完善了其網(wǎng)絡(luò)功能，從而增強(qiáng)了該產(chǎn)品在市場上的競爭力。
1 IM軟件的設(shè)計(jì)方案
1.1 硬件平臺
智能電話終端的原型機(jī)運(yùn)行在基于ARM920T內(nèi)核處理器S3C2410的嵌入式開發(fā)板上，該開發(fā)板由于性能優(yōu)異、性價(jià)比高，因此適合于開發(fā)各類高端的手持、小型終端以及各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用產(chǎn)品。它的標(biāo)準(zhǔn)工作頻率為203MHz，核心板上的FlashROM和SDRAM均為64MB，并支持1024*768的液晶顯示器，附帶USB鍵盤和鼠標(biāo)，可運(yùn)行嵌入式Linux操作系統(tǒng)。為了降低整個(gè)系統(tǒng)的成本，設(shè)計(jì)過程中將該開發(fā)板改造成具有32MB的FlashROM和32MB的SDRAM的產(chǎn)品，并為其配置了支持16階灰度的320*240液晶顯示器。
1.2 IM軟件的功能設(shè)計(jì)
近年來較為流行的即時(shí)消息傳遞軟件很多，它們所提供的功能大同小異。這些客戶端軟件的根本區(qū)別在于客戶機(jī)和服務(wù)器之間的通信過程分別基于不同的即時(shí)消息傳遞協(xié)議。通常，每一種即時(shí)消息傳遞軟件都具有賬號管理、聯(lián)系人管理、即時(shí)消息收發(fā)等基本功能，在此基礎(chǔ)上又有各自不同的特色功能，如語音聊天、視頻聊天和表情管理等。
在眾多的即時(shí)消息傳遞軟件中，MSN是最受歡迎的軟件之一，其通用性和齊全的功能特性得到了用戶的廣泛肯定。在許多平臺上都有由第三方開發(fā)的MSN客戶端軟件，人們對其協(xié)議內(nèi)容早已作了深入的研究和詳細(xì)的分析，這對開發(fā)人員具有極大的參考價(jià)值，能夠使開發(fā)周期大大縮短。本文介紹實(shí)現(xiàn)MSN客戶端的一些基本功能的方法，包括用戶登錄、聯(lián)系人管理和即時(shí)消息收發(fā)和顯示等。
1.3 MSN協(xié)議及其模型
MSN協(xié)議是采用C/S模型的應(yīng)用層協(xié)議，其命令采用字符形式?？蛻舳藨?yīng)用程序必須以協(xié)議規(guī)定的順序在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)向服務(wù)器發(fā)送請求，接收應(yīng)答信息，通過這種機(jī)制實(shí)現(xiàn)服務(wù)器與客戶端的通信。由于客戶端軟件并非始終與單一服務(wù)器進(jìn)行交互，MSN協(xié)議要求其客戶端在不同的階段與不同的服務(wù)器建立連接，傳輸相應(yīng)的賬號或數(shù)據(jù)信息，因此首先必須了解MSN服務(wù)器的類型和作用。
MSN服務(wù)器分為通知服務(wù)器（Notification Server，NS）和接線服務(wù)器（SwitchBoard Server，SBS）兩種。前者負(fù)責(zé)用戶的登錄及身份驗(yàn)證工作，包括聯(lián)系人列表的增加、刪除、修改和狀態(tài)等信息都通過NS傳輸；后者則用于提供即時(shí)通信服務(wù)，即用戶聊天消息的收發(fā)和文件的傳輸?shù)榷际怯蒘BS實(shí)現(xiàn)的。MSN的通信模型如圖1所示，客戶端在登錄時(shí)首先與NS建立連接，將用戶賬號和密碼信息加密后發(fā)送給NS，再由NS進(jìn)行身份驗(yàn)證。若驗(yàn)證通過，則NS把用戶登錄到SBS的Cookie令牌以及該用戶的聯(lián)系人列表和相應(yīng)的狀態(tài)信息發(fā)送到客戶端，由客戶端軟件進(jìn)行顯示。當(dāng)用戶開始同聯(lián)系人進(jìn)行聊天會話時(shí)，客戶端同SBS建立連接，將從NS得到的Cookie令牌交給SBS，SBS驗(yàn)證Cookie令牌的有效性，驗(yàn)證通過后，客戶端就可以發(fā)送和接收即時(shí)消息及文件。最后在用戶退出會話后，關(guān)閉同SBS的連接，此時(shí)只存在與NS的連接。圖中的虛線表示NS和SBS的通信過程。由于對客戶端來說這個(gè)過程是透明的，因此可以認(rèn)為它是一個(gè)黑盒子而不必關(guān)注。
1.4 IM軟件的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)主要由顯示界面、登錄模塊、聯(lián)系人管理和即時(shí)消息收發(fā)四個(gè)部分組成。
(1)顯示界面
界面設(shè)計(jì)可以分為登錄界面及主界面兩個(gè)部分。登錄界面提供用戶賬號和密碼的輸入。主界面由一個(gè)菜單欄和三個(gè)窗口構(gòu)成。在用戶狀態(tài)菜單中，用戶可以選擇聯(lián)機(jī)、離開、忙碌等六種狀態(tài)；聯(lián)系人菜單實(shí)現(xiàn)了對聯(lián)系人的增加、刪除、修改等工作。三個(gè)窗口分別為聯(lián)系人列表窗口、消息發(fā)送窗口和會話窗口。聯(lián)系人列表窗口列出所有聯(lián)系人的昵稱及其狀態(tài)信息；消息發(fā)送窗口用于輸入需要發(fā)送的內(nèi)容；會話窗口中按順序依次顯示用戶所發(fā)送的消息和對方的應(yīng)答消息。
(2)登錄模塊
與NS服務(wù)器建立連接，傳輸加密的用戶賬號和密碼信息，接收NS返回的應(yīng)答信息，并從應(yīng)答信息中抽取出SBS服務(wù)器的地址和用于登錄到該服務(wù)器上的Cookie令牌。
(3)聯(lián)系人管理
提供對聯(lián)系人的增加、刪除和修改等功能。在MSN中為了便于管理，聯(lián)系人可以分成不同的隊(duì)列，如好友、家庭成員和商務(wù)伙伴等。在新增加聯(lián)系人時(shí)，應(yīng)提示用戶選擇要加入的隊(duì)列，而對于曾經(jīng)添加過后又刪除的聯(lián)系人則直接將其恢復(fù)到原先所在的隊(duì)列。聯(lián)系人的刪除又分為阻止聯(lián)系人和徹底刪除兩種情況。阻止聯(lián)系人就是將其放入阻止隊(duì)列，使該聯(lián)系人無法看到用戶的狀態(tài)并且不能給用戶發(fā)送即時(shí)消息；而徹底刪除聯(lián)系人，則會刪除與該聯(lián)系人有關(guān)的所有信息。
(4)即時(shí)消息的收發(fā)模塊
負(fù)責(zé)發(fā)送和接收即時(shí)消息的工作。當(dāng)用戶想同一個(gè)聯(lián)系人發(fā)起會話時(shí)，首先同SBS服務(wù)器創(chuàng)建連接，將Cookie令牌交給它進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)證通過后就可以調(diào)用Socket接口向SBS服務(wù)器發(fā)送信息，而從服務(wù)器收到的消息則在會話窗口中顯示。
2 IM軟件的實(shí)現(xiàn)步驟及關(guān)鍵技術(shù)
2.1 開發(fā)平臺的選擇
Linux操作系統(tǒng)因其開放源碼、容易定制和擴(kuò)展、多硬件平臺支持和內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)功能等優(yōu)良特性，早已成為嵌入式應(yīng)用開發(fā)的首選平臺，因此本文使用定制的嵌入式Linux系統(tǒng)[1]。
另外本文選擇了Qt-Embeded開發(fā)工具，它是由著名的Qt庫開發(fā)商Trolltech針對嵌入式Linux系統(tǒng)推出的構(gòu)建GUI和應(yīng)用的C++開發(fā)包。Qt-Embeded的移植性較好，支持ARM、PowerPC、MIPS和Dragonball等多種CPU體系結(jié)構(gòu)。同時(shí)又有QMake、QVFB、Qt Designer等眾多強(qiáng)大開發(fā)支撐工具的支持,大大提高了Qt-Embeded系統(tǒng)的開發(fā)效率。Qt設(shè)計(jì)器（Qt Designer）是用來設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)用戶界面并能夠在多平臺下運(yùn)行的一種開發(fā)支撐工具，用以簡化用戶界面的設(shè)計(jì)。QVFB即虛擬幀緩沖技術(shù)，是用于在PC機(jī)上運(yùn)行和測試嵌入式應(yīng)用程序的工具。
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