在這個(gè)萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代下，物聯(lián)網(wǎng)卡廣泛的應(yīng)用在我們生活中的方方面面，從共享經(jīng)濟(jì)、智慧交通、智慧城市、智能穿戴再到智慧農(nóng)業(yè)等等，都能夠看到物聯(lián)網(wǎng)卡的身影，今天中億物聯(lián)網(wǎng)要來(lái)跟各位分享和討論下物聯(lián)網(wǎng)卡通信模塊的開(kāi)發(fā)知識(shí)，講解在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)源碼中通信模塊是怎么實(shí)現(xiàn)的以及開(kāi)發(fā)原理，本文以中國(guó)移動(dòng)CMPP協(xié)議為例進(jìn)行步驟講解，下面讓我們一起來(lái)深入了解下吧。

  在這個(gè)萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用以及深入到我們生活的方方面面，大到智慧城市、智能交通，小到行車記錄儀，各種穿戴設(shè)備，智能家居，都有物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的身影，讓我們感受到生活品質(zhì)和檔次的提升。

  那么作為程序員的我們，物聯(lián)網(wǎng)通信到底如何做呢？ 

  本系列文章即將帶您一起走進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的世界。也希望同行一起分享和討論物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識(shí)和開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。

  首先看一下物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的整體架構(gòu)，

  本篇將講解物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的通信模塊實(shí)現(xiàn)原理及相關(guān)內(nèi)容

  物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)卡系統(tǒng)源碼——通信模塊
 
  1.通信模塊的功能

  系統(tǒng)發(fā)送指令信息到物聯(lián)網(wǎng)卡，物聯(lián)網(wǎng)卡接收到指令后做相應(yīng)邏輯處理，并返回信息給系統(tǒng)。

  2.通信模塊實(shí)現(xiàn)的原理

  一般是通過(guò)運(yùn)營(yíng)商（移動(dòng)、聯(lián)通、電信）提供的短信網(wǎng)關(guān)通信協(xié)議，來(lái)給物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)卡發(fā)送信息。

  三大運(yùn)營(yíng)商使用的協(xié)議不同，分別是：中國(guó)移動(dòng)CMPP協(xié)議、聯(lián)通SGIP協(xié)議、電信SMGP協(xié)議。

  具體的協(xié)議介紹這里就不展開(kāi)了，參考閱讀：協(xié)議介紹

  3.使用中國(guó)移動(dòng)CMPP協(xié)議實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)通信模塊

  物聯(lián)網(wǎng)卡選任何一家運(yùn)營(yíng)商合作都沒(méi)有關(guān)系（但個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，移動(dòng)的信號(hào)是最好的。根據(jù)自己情況選擇）

  移動(dòng)使用的是CMPP協(xié)議，此協(xié)議2001年出了CMPP2.0版，之后持續(xù)升級(jí)過(guò)CMPP2.1，到2002年出了CMPP3.0版之后就未升級(jí)過(guò)，一直很穩(wěn)定，能滿足各種應(yīng)用需求。CMPP3.0擴(kuò)展手機(jī)號(hào)為32位，增加了號(hào)碼類型和linkid等字段，做物聯(lián)網(wǎng)卡當(dāng)然選擇支持?jǐn)U展更多且最穩(wěn)定的CMPP3.0版本。

  下面介紹一款程序，此程序?yàn)橹袊?guó)移動(dòng)CMPP協(xié)議程序接口，適合在中國(guó)移動(dòng)申請(qǐng)了短信發(fā)送端口的公司使用。

  本程序功能包括：

  1、支持Cmpp2.0、3.0協(xié)議；

  2、支持一般的短信發(fā)送、上行短信接收、狀態(tài)報(bào)告；

  3、支持長(zhǎng)短信，包括下發(fā)長(zhǎng)短信、上行接收長(zhǎng)短信；

  4、支持Ms Sql數(shù)據(jù)庫(kù)、MySql數(shù)據(jù)庫(kù)；

  5、支持普通手機(jī)號(hào)和物聯(lián)網(wǎng)卡；

  6、集成了郵件群發(fā)功能；

  7、支持?jǐn)U展號(hào)；比如你的發(fā)送號(hào)碼是1008622，可以擴(kuò)展成100862201、100862202等

  程序適用于Cmpp3.0、Cmpp2.0協(xié)議，可用.Net任何版本編譯。短信Win服務(wù)程序+MsSql/MySql數(shù)據(jù)庫(kù)源碼，直接配置好win服務(wù)并啟動(dòng)，自己只需往數(shù)據(jù)庫(kù)里面寫入數(shù)據(jù)就可以發(fā)送短信，接收的短信保存在另一張表中，讀取即可收到上行短信。

  4.設(shè)計(jì)原則

  軟件設(shè)計(jì)的基本原則是“高內(nèi)聚，低耦合”，本模塊遵循此原則。

  此類涉及通訊的應(yīng)用中，短信通信部分本身是可以不帶任何業(yè)務(wù)邏輯的，即只負(fù)責(zé)短信收發(fā)這一單一功能，所以可以設(shè)計(jì)成獨(dú)立模塊與其他業(yè)務(wù)處理模塊分開(kāi)，實(shí)現(xiàn)松耦合，獨(dú)立分布式部署。

  短信通訊模塊從數(shù)據(jù)庫(kù)讀取待發(fā)送短信數(shù)據(jù)，然后放入緩存隊(duì)列進(jìn)行多線程發(fā)送，這樣其他模塊只需要往數(shù)據(jù)庫(kù)插入數(shù)據(jù)，就可以發(fā)送短信，從而實(shí)現(xiàn)了跨語(yǔ)言和跨平臺(tái)。不管業(yè)務(wù)系統(tǒng)使用JAVA、PHP、C#、Python或者其他語(yǔ)言，也不管業(yè)務(wù)系統(tǒng)是在Windows還是在Linux系統(tǒng)部署，只要可以遠(yuǎn)程訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，就可以使用短信通訊模塊的短信收發(fā)功能。

  通信模塊每天的發(fā)送量比較大，每時(shí)每刻都在持續(xù)運(yùn)行，這就必須能實(shí)現(xiàn)獨(dú)立部署，提高性能，同時(shí)也不影響其他業(yè)務(wù)功能的性能。

  5.程序?qū)崿F(xiàn)

  程序設(shè)計(jì)成一個(gè)Windows服務(wù)的形式，可以安全的駐存在系統(tǒng)中穩(wěn)定運(yùn)行，防止人為因數(shù)關(guān)閉程序。同時(shí)設(shè)計(jì)成支持Sql Server和MySql兩種數(shù)據(jù)庫(kù)，且可以通過(guò)修改配置項(xiàng)來(lái)實(shí)時(shí)切換。

  根據(jù)功能不同又可以細(xì)分成專門負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)CMPP協(xié)議格式，與移動(dòng)網(wǎng)關(guān)通信的模塊，和專門讀取數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，處理發(fā)送任務(wù)的Windows服務(wù)模塊。



  上圖代碼為短信win服務(wù)代碼截圖，相關(guān)代碼模塊解釋：

  Xiaoy.SMS項(xiàng)目：為短信組件源碼，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)CMPP協(xié)議并與短信網(wǎng)關(guān)通信.

  SMSWinService項(xiàng)目: 短信服務(wù)源碼，負(fù)責(zé)讀取數(shù)據(jù)庫(kù)待發(fā)短信并發(fā)送以及上行短信的接收，當(dāng)然還包括windows服務(wù)的安裝等功能.

  SMSTest項(xiàng)目:短信測(cè)試程序源碼，Windows桌面程序，用于短信調(diào)試.



  上圖為短信調(diào)試小程序截圖。短信程序開(kāi)發(fā)好之后，聯(lián)調(diào)是一個(gè)繁瑣的工作，因?yàn)閰f(xié)議參數(shù)就有幾十個(gè)，任何一個(gè)參數(shù)填寫錯(cuò)誤都有可能導(dǎo)致短信發(fā)送不成功，這就需要有一款調(diào)試工具來(lái)幫忙了，有時(shí)候不是你的程序編碼有問(wèn)題，而是移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商那邊沒(méi)幫你配置好，或者你填的參數(shù)輸入錯(cuò)誤，造成了發(fā)送失敗。遇到這種情況，可以通過(guò)發(fā)送后返回的狀態(tài)（見(jiàn)上圖中紅色日志）來(lái)判斷是哪里的問(wèn)題。
  
  短信發(fā)送流程如下：

  第一步：程序發(fā)送Submit包到網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)會(huì)返回SubmitResp包，根據(jù)包中的Result的值來(lái)判斷是否發(fā)送成功。

  result=0代表發(fā)送成功，其他代表失敗，失敗的原因可以查詢返回碼的意義：返回碼說(shuō)明

  這時(shí)候只是發(fā)送到了網(wǎng)關(guān)，至于網(wǎng)關(guān)是否成功發(fā)送到用戶手機(jī)或物聯(lián)網(wǎng)卡，尚不知道。比如用戶手機(jī)關(guān)機(jī)，或物聯(lián)網(wǎng)卡未插入設(shè)備中則收不到短信。

  第二步：當(dāng)短信網(wǎng)關(guān)成功發(fā)送短信到用戶手機(jī)卡或物聯(lián)網(wǎng)卡上時(shí)，會(huì)返回狀態(tài)報(bào)告給SP端（即本程序）。

  如果狀態(tài)報(bào)告中的結(jié)果是DELIVRD，則證明信息已經(jīng)成功發(fā)送到物聯(lián)網(wǎng)卡，并成功接收到。

  也就是說(shuō)，當(dāng)?shù)谝徊絩esult=0的時(shí)候，基本SP的發(fā)送任務(wù)完成了，如果收不到也是卡的問(wèn)題（欠費(fèi)、關(guān)機(jī)、未插卡等）。

  第二步是更精確的知道卡是否收到信息，但有可能一兩天才會(huì)返回。要接收狀態(tài)報(bào)告，需要在提交Submit包的時(shí)候把“RegisteredDelivery”字段設(shè)為1。



  中億物聯(lián)網(wǎng)（http://www.5vss.com/）在本文中主要講解了物聯(lián)網(wǎng)卡、通信模塊以及物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的原理，通過(guò)CMPP協(xié)議模塊的開(kāi)發(fā)實(shí)踐進(jìn)行講解，目前運(yùn)營(yíng)商物聯(lián)網(wǎng)卡的短信協(xié)議主要分為中國(guó)移動(dòng)CMPP協(xié)議、聯(lián)通SGIP協(xié)議、電信SMGP協(xié)議，在配置好后我們能夠通過(guò)網(wǎng)關(guān)返回的SubmitResp包值進(jìn)行確認(rèn)是否發(fā)送成功，result=0為成功，其余則為失敗，失敗的具體原因需要根據(jù)返回碼進(jìn)行查詢。