淺談基于SSH的智能交通短信平臺的設計與實現

□ 文/詹立勇

引言

在智能交通行業中，傳統的短信平臺是以短信貓（GSM MODEM）技術實現對手機的短信發送達與接收，從而實現智能交通業務中的氣象預警信息、防污防臺信息、路網運行路政設施情況、突發事件信息等及時通知相關管理人員和維護人員。隨著網絡技術的不斷發展，移動、聯通、電信三大運營商已推出各自的短信網關接口用于企業級的短信平臺接入。智能交通行業的短信平臺需要在此基礎上根據各運營商的接口進行功能的升級和完善，以適應行業的發展需求。

關鍵技術介紹

短信網關

短信網關主要是解決各運營商之間短信互通和服務提供商（SP）的接入問題，同時完成計費采集、業務管理、網絡管理等功能。通過短信網關接口，可以將短信平臺與各種應用系統進行無縫高效對接，將應用系統產生的動態信息轉變成手機短信。

傳統的短信貓技術（GSM MODEM）技術實現PC對手機收發信息，適合小項目的開發。直接接入運營商短信網關的方法實現不需要附加新的硬件，但是需要到運營商申請網關，適合于企業級的大型通信開發，如向移動、聯通、電信等公司申請，使用起來比較方便。

Web Service介紹

Web Service是一種輕量級的、獨立的、低耦合的通訊技術，它可以接收從其它系統中傳遞過來的各種請求。對于Web Service技術來說Web服務就是一個URL資源，調用方可以通過編程方式請求得到它的服務，并且不需要知道所請求的服務內部機制是如何實現的。（Web Service體系結構如圖1所示）通過SOAP在Web上提供的軟件服務，使用WSDL文件進行說明，并通過UDDI進行注冊。

▲圖1：Web Service的體系結構

SSH框架

SSH框架采用面向對象的分析方式將一些模型實現為java對象，然后編寫基本的DAO接口，并給出Hibernate的DAO實現，采用Hibernate框架實現的DAO類來實現java類與數據據之間的轉換和訪問，最后由Spring管理Struts和Hibernate。

SSH框架自上而下可以分為表示層、業務邏輯層、數據持久層和域模塊層四個層次。采用上述開發模型，不僅實現了視圖、控制器與模型的徹底分離，而且還實現了業務邏輯層與持久層的分離，大大提高了系統的可復用性，提高了開發效率。

短信平臺總體設計

功能設計

通知短信提醒功能

短信平臺可以與智能交通的交通監控系統、設施設備運維系統等外部系統進行關聯，當系統出現異常情況可通過用戶登記的手機號送相應的短信提示，及時通知監控人員、運維人員，以便及時查看，大大提高了工作效率。

短信發送功能

用戶可以通過相應帳號向在系統中已登記的手機號發送短信。子功能包括：從組織結構樹選擇接收短信的人員，定義接收短信子組。如根據監控、運維、應急等業務定義需要接收短信的短信子組。在短信發送時可以選定后一次發送，同時可以查看短信發送內容和條數等情況。

短信自動分發功能

短信平臺對應移動、聯通和電信三個發送通道，可根據接收手機號不同，自動將信息分發到相應的短信網關。同時保留短信貓接口，當短信網關通訊出現異常時可以使用短信貓接口作為備用接口。

總體架構設計

▲圖2：短信平臺的整體架構

短信平臺的整體設計決定了系統的健壯性和易用性。本架構采用基于java語言的SSH框架架構技術，自上而下可以分為應用層、接口層、協議層、數據層和接入層五個層次：

應用層：監控系統、運維系統、日常管理以及其它在信息化建設過程中上線的各種應用都可以實現信息發送通知和短信提醒的功能。雖然系統架構和所采用編程語言可能有所不同，但是采用Web Service接口技術可以很好的實現這些異構系統與短信平臺的無縫對接。

接口層：短信平臺采用B/S架構，用戶可以統一登錄到短信平臺。第三方的應用程序則通過Web Service接口接入至短信平臺。

協議層：SMS（短信服務）協議主要用來處理文本、數字或二進制非文本數據為主，對于長度超過140字節的短信自動拆分，然后分別發送，接收端接收后拼接還原為長短信。MMS（多媒體信息服務）協議主要用來處理多媒體短信的發送，包括視頻、圖片、聲音和文字等。

數據層：數據層是整個短信平臺的核心模塊，為其他層次提供數據庫支持。數據主要包括用戶數據、短信數據和匯總統計數據，同時還可以用來存儲短信發送、接收和定制情況等。

接入層：目前國內各大電信運營商在短信網關的通信上分別制定了不同的協議，例如：EMPP協議（移動）、SGIP協議（聯通）、SMGP協議（電信）。不同運營商用戶分別連接不同的運營商網關，接入層主要的工作是實現各短信運營商短信網關的對接，由于每一家短信運營商的短信接入協議并不相同，因此在接入層按照短信運營商劃分為移動、聯通、電信接入模塊。同時保留短信貓模塊，當與運營商網關通訊出現異常時，可通過短信貓進行信息發送。

關鍵模塊的實現

短信平臺整體功能強大，具體多個功能模塊。平臺采用J2EE技術開發，整體架構采用SSH框架和Oracle數據庫技術。開發環境使用Myeclipse實現部署。關鍵模塊主要包括移動、聯通、電信三家主流運營商的接口實現。

基于EMPP協議實現移動運營商短信的發送

EMPP是上海移動制定的企業短信通平臺接口協議，版本為V2.0。它規定了上海移動企業短信通業務客戶接入的消息類型和定義，規定了EP（使用短信平臺發送短信的企業客戶端）與ESMP（企業短信平臺）之間短信收發接口協議的內容，適用于各EP的開發廠商。

EMPP協議主要提供以下兩類業務操作：短信接收和短信發送。協議以TCP/IP作為底層通信承載。企業端可以在一個TCP連接上可以連續發送多個數據包，在TCP連接保持期間，如果沒有數據包發送，需要雙方發鏈路檢測包以維持此連接。通信雙方以客戶-服務器方式建立TCP連接，用于雙方信息的相互提交。當信道上沒有數據傳輸時，通信雙方應每隔時間C發送鏈路檢測包以維持此連接，當鏈路檢測包發出超過時間T后未收到響應，應立即再發送鏈路檢測包，再連續發送N-1次后仍未得到響應則斷開此連接。

在EP與ESMP之間發送短信時采用異步方式，即客戶端在發送一條短信后不必等待服務器端的響應即可再次發送短信。

▲圖3：EP與ESMP交互過程中的應答方式

基于SGIP協議實現聯通運營商短信的發送

SGIP是中國聯通制定的短消息網關系統接口協議（，版本為V1.2。協議所描述的短消息網關接口協議，用于完成在SMG（聯通公司的短消息網關）和SP（服務提供商）之間、SMG和SMG之間短消息的發送、接收和轉發功能，以及SMG和GNS之間路由表的同步功能。

SMG是具有短消息轉發功能的短消息網關。全國可以有多個SMG網關，SMG網關之間通過互聯網等方式實現網絡互聯。每一個SMG同時與多個SMSC以及多個SP連接。全網具有唯一有效的GNS，GNS負責全局路由表的維護與更新；為了確保路由表存儲的安全性，網絡中設置主備用GNS，兩個GNS要保持一致性。每一個SMG都和GNS連接。SMG與SP、SMG與GNS以及SMG與SMG之間的通信協議為SGIP協議。SMG與SMSC之間的通信統一采用SMPP3.3協議。

▲圖4：SMG的體系結構

SGIP有兩種具體實現方式，一種是采用專用SGIP方式，另一種是采用通用HTTP方式。SMG和GNS、以及SMG和SMG之間采用專用SGIP方式作為承載協議；而SP和SMG的通信同時支持專用SGIP方式和通用HTTP方式兩種承載協議。

SP和SMG之間的通信由客戶端向服務器端發起連接。連接建立以后，由客戶端向服務器端發送命令，服務器端必須對接收到的每一條命令返回一條應答消息。SP和SMG互為客戶端和服務器端。

SP與SMG之間發送的任何一條命令都帶有一個序列號，序列號由命令源產生。

▲圖5：SP和SMG的通信業務實現(SP為客戶端)

▲圖6：SP和SMG的通信業務實現(SMG為客戶端)

客戶端與服務器端通信開始以后，客戶端可以向服務器端發送相應的命令，服務器端對收到的命令返回應答。命令在SP和SMSC之間的傳輸是采用類似接力的方式，每條命令和對應的應答僅僅表示該次命令發送的結果是否正確。比如，SP向某一個手機發送一條短消息，是通過向本地SMG發送一條Submit命令實現的，隨后，SP會從SMG接收到一條Submit_Resp應答。但是，即使應答表示Submit命令已正確接收，也不表示Submit命令內的短消息已經發送到手機上了，而僅僅表示該短消息已經傳送到SMG，SMG將會作下一步處理，或者發送給SMSC，或者路由到另外的SMG，最終由目的SMSC發送到手機上。這中間任何一個環節出現錯誤，系統會終止信息的繼續發送，并且通過向原SP發送Report命令告訴發送出錯的原因(如果SP指定要求反饋的話)。

基于SMGP協議實現電信運營商短信的發送

SMGP是中國電信制定的短消息網關協議（短消息網關協議），版本為V3.0.3。協議適用于適用于短消息網絡上（固定網、移動網）短消息網關與其它網元之間進行短消息的傳輸，適用于短消息網關、相關網元設備開發商及內容提供商。

SMGW（短消息網關）與ESME（外部短消息實體）之間共有兩種連接方式：長連接和短連接。本系統采用短連接方式。通信雙方以客戶-服務器方式建立TCP連接，應答與請求在同一個連接中完成。系統采用客戶/服務器模式，操作以客戶端驅動方式發起連接請求，完成一次操作后關閉此連接。通信雙方之間的消息發送后等待T秒后未收到響應，應立即重發，再連續發送N-1次后仍未得到響應則停發。

▲圖7：業務實現流程圖

結束語

隨著信息技術的不斷發展，短信平臺作為獲取信息、發布通知公告的一種重要方式越發顯得重要。文章提出的基于SSH的短信平臺，實現了移動、聯通、電信三大運營商短信網關接口的接入，并在此基礎上實現了通知短信提醒功能、短信發送功能以及短信自動分發功能，有效地延伸了有效延伸了其他應用系統的信息流，提高了信息發送的便捷性和針對性，具有一定的推廣性和研究價值。

目前系統已經上海市交通委指揮中心監控系統正式使用，在今后的信息化發展中如何能夠更加充分有效地利用短信平臺還需要進一步研究和探索。