基于CGI的無線路由中短信功能設(shè)計(jì)

摘要：移動(dòng)通信中的短消息是人們無線溝通的重要方式，更以其方便、可靠性得到廣泛應(yīng)用。針對(duì)嵌入式無線路由的迅速普及，為實(shí)現(xiàn)良好人機(jī)交互，提出將短消息功能植入可使用上網(wǎng)卡的無線路由的動(dòng)態(tài)Web中。用C語言進(jìn)行CGI程序設(shè)計(jì)，采用PDU短信模式，實(shí)現(xiàn)無線路由設(shè)備中短信的收發(fā)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)了此方案的正確性、實(shí)用性和可擴(kuò)展性。
關(guān)鍵詞：無線路由；動(dòng)態(tài)Web；CGI；短信；PDU

為實(shí)現(xiàn)良好的人機(jī)交互及遠(yuǎn)程控制功能，如今大部分嵌入式Linux設(shè)備均引入Web服務(wù)器技術(shù)，無線路由的迅速普及更體現(xiàn)了這一點(diǎn)。Goa head是一款主要面向嵌入式系統(tǒng)的Web服務(wù)器，因其支持asp、cgi且兼容性良好備受無線路由等嵌入式設(shè)備的青睞。而通用網(wǎng)關(guān)接口(CGI)則是Web服務(wù)器與為添加功能編寫的外部程序之間的一個(gè)接口。市面普及的無線路由器，管理界面鮮有收發(fā)短信的功能，這樣用戶可用功能受到限制。通過這個(gè)CGI接口實(shí)現(xiàn)從Web端編輯短信并發(fā)送，及上網(wǎng)卡接收短信并顯示與Web端等功能，實(shí)現(xiàn)了無線路由更智能的一面。

1 嵌入式無線路由中的CGI技術(shù)
1．1 CGI工作原理
通用網(wǎng)關(guān)接口是Web服務(wù)器和外部擴(kuò)展程序之間的一個(gè)接口。CGI可以使編寫的程序處理WWW上客戶端送來的表單和數(shù)據(jù)并對(duì)此做出相應(yīng)反應(yīng)。而且基于CGI的網(wǎng)頁應(yīng)用程序可工作于不同的瀏覽器平臺(tái)，兼容性良好。
CGI程序的工作一般分為以下幾個(gè)步驟：
1)客戶端發(fā)出請(qǐng)求；
2)Web服務(wù)器激活相應(yīng)的CGI程序；
3)CGI程序?qū)蛻舳说恼?qǐng)求做出反應(yīng)；
4)Web服務(wù)器將CGI程序的處理結(jié)果傳送給客戶端；
5)Web服務(wù)器中斷和客戶端瀏覽器的連接；
6)Web服務(wù)器將CGI程序的輸出顯示在瀏覽器的窗體上。
1．2 CGIC函數(shù)庫
CGIC是用來生成基于CGI的WWW應(yīng)用程序的C語言函數(shù)庫，C語言編程是一項(xiàng)復(fù)雜且容易出錯(cuò)的工作，選擇合適的庫CGIC成為必要。一般的Linux系統(tǒng)都支持ANSIC，增加相應(yīng)的庫函數(shù)和相應(yīng)的h文件就可以實(shí)現(xiàn)CGI；而CGIC是一個(gè)完全符合ANSIC標(biāo)準(zhǔn)的程序庫，在任何支持ANSIC標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)平臺(tái)上都可以使用。
它有以下功能：
1)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行語法分析；
2)接收以GET和POST兩種方式發(fā)送的數(shù)據(jù)；
3)把FORM中的不同域連接成連續(xù)的串；
4)為檢索FORM數(shù)據(jù)而提供字符串，整數(shù)，浮點(diǎn)以及單項(xiàng)和多項(xiàng)選擇功能；
5)為數(shù)字字段提供邊界檢測(cè)；
6)把CGI環(huán)境變量加載到非空的C串中；
7)為調(diào)試而捕捉CGI狀態(tài)；
8)提供相對(duì)安全的系統(tǒng)調(diào)用功能。
CGIC本身提供了一個(gè)main()函數(shù)，CGIC的用戶編寫的程序代碼應(yīng)該放在函數(shù)cgiMain()中。CGIC的main()函數(shù)主要用來完成CGI程序的初始化工作、獲取客戶端用戶的輸入以及相應(yīng)的解碼工作，最后main()函數(shù)會(huì)調(diào)用cgiMain()以執(zhí)行用戶編寫的程序代碼。

2 短信功能設(shè)計(jì)
短信息服務(wù)作為目前最方便快捷的交流方式，工作原理也變得越來越標(biāo)準(zhǔn)化。通常對(duì)短消息的控制有3種實(shí)現(xiàn)途徑：Block模式，基于AT命令的Text模式和基于AT命令的PDU模式。使用Text模式收發(fā)短信代碼簡單，但最大的缺點(diǎn)是不能收發(fā)中文短信；而PDU模式不僅支持中文短信，也能發(fā)送英文短信。本文主要使用的是在Linux下用C語言來實(shí)現(xiàn)PDU模式的SMS收發(fā)。
2．1 PDU模式下短信發(fā)送原理
一個(gè)完整的SMS消息所包含的所有報(bào)頭信息被以二進(jìn)制字符串格式傳送。這個(gè)二進(jìn)制由十六進(jìn)制格式的IA5字符組合而成。一般的PDU碼由13項(xiàng)組成：1)短信息中心地址長度，2位十六進(jìn)制數(shù)(1字節(jié))；2)短信息中心號(hào)碼類型，2位十六進(jìn)制數(shù)；3)短信息中心號(hào)碼，2)和3)的長度由1)中數(shù)據(jù)決定；4)文件頭字節(jié)，2位十六進(jìn)制數(shù)；5)信息類型，2位十六進(jìn)制數(shù)；6)被叫號(hào)碼長度，2位十六進(jìn)制數(shù)；7)被叫號(hào)碼類型，2位十六進(jìn)制數(shù)，取值同短信息中心號(hào)碼類型；8)被叫號(hào)碼，長度由被叫號(hào)碼長度中的數(shù)據(jù)決定；9)協(xié)議標(biāo)識(shí)，2位十六進(jìn)制數(shù)；10)數(shù)據(jù)編碼方案，2位十六進(jìn)制數(shù)；11)有效期，2位十六進(jìn)制數(shù)；12)用戶數(shù)據(jù)長度，2位十六進(jìn)制數(shù)。13)用戶數(shù)據(jù)，其長度由用戶數(shù)據(jù)長度中的數(shù)據(jù)決定。數(shù)據(jù)編碼方案中設(shè)定采用UCS2編碼，這里是中英文的Unicode字符。
常用AT命令如下表所示：

2．2 PDU模式編碼
用PDU模式收發(fā)短消息可以使用3種編碼：7-bit編碼、8-bit編碼和USC2編碼。7-bit編碼用于發(fā)送普通的ASCII字符；8-bit編碼通常用于發(fā)送數(shù)據(jù)消息，如圖片或鈴聲等；USC2編碼用于發(fā)送Unicode字符。由于短信需實(shí)現(xiàn)中文短信的發(fā)送，所以選擇用UCS2編碼，即中文Unico de碼。這些編碼均有標(biāo)準(zhǔn)算法。

3 軟件設(shè)計(jì)
3．1 串口通信
嵌入式無線路由是通過串口發(fā)送一系列AT命令實(shí)現(xiàn)與無線路由的各種通信，短消息的收發(fā)也是通過這種方式。串口通信是計(jì)算機(jī)與其他設(shè)備通信的常用方法，本系統(tǒng)采用libcsms這個(gè)基于Linux的串行通信函數(shù)庫，來實(shí)現(xiàn)串行接口的異步事件驅(qū)動(dòng)并發(fā)。采用該方法，只需要在cgi中編寫數(shù)據(jù)處理函數(shù)，大大提高了工作效率。
3．2 短信發(fā)送頁面設(shè)計(jì)
Html代碼發(fā)送短信部分，為簡化cgi程序工作，在web端通過腳本函數(shù)ucs2_code()將短信內(nèi)容先做處理。ucs2_code()函數(shù)具體功能為：讀取短信內(nèi)容，循環(huán)獲取短信的每一位并通過charCodeAt()和toString()方法結(jié)合轉(zhuǎn)換為單獨(dú)的Unicode碼，再根據(jù)長度補(bǔ)齊；如此得到整個(gè)短信內(nèi)容的Unicode碼及此編碼的長度。
再通過form提交表單，提交內(nèi)容有：手機(jī)號(hào)碼，手機(jī)內(nèi)存寫入狀態(tài)，處理后的短信Unicode碼和長度。部分代碼如下：

3．3 CGI發(fā)送短消息
Cgi發(fā)送短信主函數(shù)處理消息部分通過環(huán)境變量，讀取form表單提交的值；先讀取手機(jī)號(hào)碼，若成功則處理手機(jī)號(hào)碼后繼續(xù)讀取短信內(nèi)容的Unicode碼，若成功則讀取短信長度，若成功則將短消息參數(shù)結(jié)構(gòu)中的SMSC地址的變量賦相應(yīng)值。再讀取短信是發(fā)送還是保存的狀態(tài)。如此完成整個(gè)web頁面短消息的處理過程。
發(fā)送短信主函數(shù)部分代碼如下所示：


發(fā)送短消息在gsmSendMessage中實(shí)現(xiàn)，先根據(jù)PDU參數(shù)，編碼PDU串；再通過PDU串和其中SMSC信息的長度，生成發(fā)送命令。向串口輸入命令，根據(jù)返回值ans判斷模塊是否準(zhǔn)備就緒，是則繼續(xù)輸入PDU串，返回TRUE，則發(fā)送成功；否則返回FALSE。
發(fā)送短信流程圖如圖1所示。

4 結(jié)束語
設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處在于提供了基于CGI的嵌入式無線路由中上網(wǎng)卡模塊的短信收發(fā)功能的設(shè)計(jì)方法。短信收發(fā)采用PDU模式處理中文、英文短信；功能是通過用C語言編寫的CGI實(shí)現(xiàn)。在web端與iavascript結(jié)合，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)web的高效運(yùn)行。對(duì)于基于Linux的無線路由設(shè)備已慢慢滲透人們?nèi)沼玫母鱾€(gè)角落成為必需品，如果將短信收發(fā)功能添加其中，更能增加此設(shè)備智能的功能，為用戶提供更便利的服務(wù)。