基于OSGi的GSM远程监控系统实现

Ｎｏ．６　Ｄｅｃ．，２００７　微处理机　ＭＩＣＲ０ＰＲ０ＣＥＳＳ０ＲＳ　第６期　２００７年１２月　

基于ＯＳＧｉ的ＧＳＭ远程监控系统实现　

李兰兰，苗克坚，陈江山　

（西北工业大学计算机学院，西安７１００７２）　

摘要：智能家庭网关是智能家庭网络的核心，目前影响力较大的服务网关是基于ＯＳＧｉ的服　

务网关。基于该网关，提出一种智能家电实时监控解决方案——将ＧＳＭ模块连入网关，采用ＧＳＭ　

模块收发短信息的方式监控ＯＳＧｉ服务网关内部各个智能家电的工作情况。　

关键词：开放服务网关组织；家庭网关；服务包；ＧＳＭ模块；短信息服务　

中图分类号：ＴＰ３９３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００２—２２７９（２００７）０６—００３８—０３　

Ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＧＳＭ　Ｒｅｍｏｔｅ　Ｍｏｎｉｔｏｒ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＯＳＧｉ　

Ｕ　ＬａＪ１一ｌａｎ，ＭＩＡＯ　Ｋｅ—ｊｉａｎ，ＣＨＥＮ　Ｊｉａｎｇ—ｓｈａｎ　

（Ｃｏｔｔｅｇ￣Ｑ厂Ｃｏｍｐｕｔｅｒ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ　Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ　７１００７２，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ　Ｇａｔｅｗａｙ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｃｏｒｅ　ｏｆ　ｈｏｍｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ．Ａｔ　ｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｇａｔｅｗａｙ　ｂａｓｅｄ　

ｏｎ　ＯＳＧｉ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｐｏｐｕｌａｒ　ｇａｔｅｗａｙ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｇａｔｅｗａｙ，ｐｒｏｐｏｓｉｎｇ　ａ　ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ｍｏｎｉｔｏｒ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｉｎｔｅｌｌｉ－　

ｇｅｎｔ　ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ＧＳＭ　Ｍｏｄｕｌｅ　ｉｎｔｏ　ｇａｔｅｗａｙ，ａｎｄ　ａｄｏｐｔｉｎｇ　ＧＳＭ　ｍｏｄｕｌｅ　ＳＭＳ　ｍｏｄｅ　ｔｏ　

ｍｏｎｉｔｏｒｔｈｅ　ｓｔａｔｅｓ　ｏｆ　ａｌｌ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｄｅｖｉｃｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ＯＳＧｉ　Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｇａｔｅｗａｙ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＯＳＧｉ；Ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ　Ｇａｔｅｗａｙ；Ｂｕｎｄｌｅ；ＧＳＭ　Ｍｏｄｕｌｅ；ＳＭＳ　

１引　言　

开放服务网关组织ＯＳＧｉ（ｏｐｅｎ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｇａｔｅｗａｙ　

ｉｎｉｔｉａｔｉｖｅ）致力于从广域网到局域网设备之间传送多　

种服务的开放标准。它为服务供应商、网络管理员、　

设备开发商和软件开发商提供了一个开放、通用的　

架构，使他们能互动地开发、部署和管理服务。　

符合ＯＳＧｉ规范的网关称为“ＯＳＧｉ服务网关”，　

它运行在Ｊａｖａ虚拟机上，网关上运行的服务程序被　

称为“服务包”（ｂｕｎｄｌｅ），它们用Ｊａｖａ语言编写，具　

有跨平台性，从而使ＯＳＧｉ能满足不同的应用要求。　

ＯＳＧｉ网关具有多任务、零管理、高安全性、支持多种　

服务和兼容多种局域网技术（ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ、ＨＡＶｉ、　

ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ）等特点。ＯＳＧｉ目前已经提供了标　

准的服务接口，例如，Ｊｉｎｉ服务和Ｈｔｔｐ服务。　Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｐｒｏｖｉｄｅｒ（服务提供商）向用户提供一系　

列的服务，这种服务的传送是通过将应用程序下载　

到ＯＳＧｉ服务网关实现的；　

Ｇａｔｅｗａｙ　Ｏｐｅｒａｔｏｒ（网络管理员）主要维护ＯＳＧｉ　

服务网关及运行在网关上的各种服务，包括安装、开　

始、停止、更新和卸载服务等。　

Ｓ盯Ｙ．ｃｉ２　（＿、ｉｄｅｒ　图ｌ　ＯＳＧｉ服务网关模型　

２　ＯＳＧｉ服务网关模型　３　ＯＳＧｉ服务包（Ｂｕｎｄｌｅ）　

图１为ＯＳＧｉ服务网关模型。其中：ＯＳＧｉ　

Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｇａｔｅｗａｙ（ＯＳＧｉ服务网关）是整个模型的中　

心，是局域网内设备与广域网之间通讯和服务的枢　

纽，它提供了局域网内设备的远程监控和维护、设备　

软件的远程下载、安全访问等服务；　用户可以自行研发设备的服务包，也可以借助　

ＯＳＧｉ服务网关通过广域网从服务提供商那里下载　

服务包。一个服务包可以提供一个或多个服务，在　

ＯＳＧｉ网关中，不同服务包之间允许共享各自提供的　

服务。　

作者简介：李兰兰（１９８２一），女，河南濮阳人，硕士研究生，主研方向：ＯＳＧｉ服务网关，嵌入式系统开发。　收稿１３期：

２００５—０８一ｏ２　维普资讯 http://www.cqvip.com ６期　李兰兰等：基于ＯＳＧｉ的ＧＳＭ远程监控系统实现　・３９・　

服务包以Ｊａｖａ格式（ＪＡＲ文件）存储，由一些可　

执行的类文件和资源组成。它提供功能给终端用　

户，提供服务给其它的服务包。ＪＡＲ文件包括：　

（１）零个或多个服务的资源，这些资源可以是　

Ｊａｖａ　Ｃｌａｓｓ可执行文件，也可以是其它文件，３￣Ｉ：ＩＨＴＭＬ　

文件和Ｉｍａｇｅ文件等；　（２）包激活器类，用来激活包，它实现了Ｂｕｎｄｌ－　

ｅＡｃｔｉｖａｔｏｒ接口类的ｓｔａｒｔ和ｓｔｏｐ方法，启动和停止服　

务包；　

（３）ｍａｎｉｆｅｓｔ（清单）文件，该文件描述了ＪＡＲ文　

件以及ｂｕｎｄｌｅ相关的配置信息。　

４　ＧＳＭ远程监控系统　

设计方案是在ＯＳＧｉ家庭网关上，将ＧＳＭ模块　

连入网关，开发符合ＯＳＧｉ规范的服务包，实现基于　

ＧＳＭ模块短信息的远程监控功能。　

４．１　ＧＳＭ模块ＭＣ３５ｉ简介　ＭＣ３５ｉ是德国西门子公司生产的ＧＳＭ模块，支　

持数字、语音、短消息和传真，支持ＲＳ一２３２串行接　

口。模块具有完备的ＡＴ指令集，支持文本和ＰＤＵ　

模式的短消息发送和接收格式。用户只需要通过串　

口写入ＡＴ命令，就可以控制ＧＳＭ模块。　

４．２　ＧＳＭ模块编码模式　

设计采用ＰＤＵ模式收发短信息。收发短信息　

之前，要对短信息进行ＰＤＵ模式的编码和解码。在　

ＰＤＵ模式中，采用三种编解码方式，分别是７一ｂｉｔ、８　

一ｂｉｔ、ＵＣＳ３２。７一ｂｉｔ编码用于发送普通的ＡＳＣＩＩ字　

符，它将７一ｂｉｔ（最高位为“０”）的字符串压缩编码　

成８一ｂｉｔ的字符串，编码后的字节数少于原始字节　

数；８一ｂｉｔ编码用于发送数据短信息，例如，图片和　

音频等等；ＵＣＳ３２编码用于发送Ｕｎｉｃｏｄｅ字符，例　

如，中文汉字。　

４．３软件设计　

ＧＳＭ模块与ＯＳＧｉ网关的接口是ＲＳ一２３２串行　

端口，本设计采取对串口操作的方式控制ＧＳＭ模　

块。ＧＳＭ模块服务包的设计主要分为三个层次：　

ＧＳＭ编解码层：该层负责串口字符串的编解码　

工作，向第二层隐藏了复杂的ＰＤＵ串与用户信息之　

间的转换；　

用户ＡＰＩ层：该层通过调用ＧＳＭ编解码层提供　

的方法，实现了ＧＳＭ模块收发短信息和删除功能的　

几个接口，向第三层隐藏了ＡＴ指令集的使用；　

ＧＳＭ模块远程监控层：该层可谓是“接口层”，　

调用ＡＰＩ层提供的方法，实现对ＧＳＭ模块的控制。　

下面就对ＧＳＭ服务包做详细介绍。　ＧＳＭ编解码层　

该层向用户ＡＰＩ层提供一个接口类ＧｓｍＰＤＵ－　

Ｃｏｄｅ．ｊａｖａ，该类提供了ＰＤＵ串与用户信息之间互相　

转换的方法：　１）ｐｕｂｌｉｃ　Ｓｔｒｉｎｇ　ｇｓｍＥｎｃｏｄｅＰＤＵ（）：把用户原始　

信息编码成ＧＳＭ模块可识别的ＰＤＵ串。　

２）ｐｕｂｌｉｃ　ＧＳＭ—ＰＡＲＡＭ　ｇｓｍＤｅｃｏｄｅＰＤＵ（）：把　

ＰＤＵ串解码成用户信息。其中，ＧＳＭ—ＰＡＲＡＭ的数　

据结构如下：　

ｐｕｂｌｉｃ　ｃｌａｓｓ　ＧＳＭ＿ＰＡＲＡＭ　

｛　ｐｕｂｌｉｃ　Ｓｔｒｉｎｇ　ＳＣＡ＝””；／／短消息服务中心号　

码　

ｐｕｂｌｉｃ　Ｓｔｒｉｎｇ　ＴＰＡ＝””；／／目标号码或回复号　

码　

ｐｕｂｌｉｃ　ｃｈａｒ　ＴＰ＿ＰＩＤ＝０；／／用户信息协议标识　

ｐｕｂｌｉｃ　ｃｈａｒ　ＴＰ—ＤＣＳ＝８；／／用户信息编码方　

式（７一ｂｉｔ：０；８一ｂｉｔ：４；ＵＣＳ３２：８；）　

ｐｕｂｌｉｃ　Ｓｔｒｉｎｇ　ＴＰ—ＳＣＴＳ＝””；／／服务时间戳　

／／字符串，接收时用到　

ｐｕｂｌｉｃ　Ｓｔｒｉｎｇ　ＴＰ—ＵＤ：””；／／原始用户信息　

／／或者返回错误信息　

ｐｕｂｌｉｃ　ｉｎｔ　ｉｎｄｅｘ＝０；／／短消息序号，　

／／在读取时用到　

｝　

％用户ＡＰＩ层　

该层的核心类是Ｓｉｎｓ．ｊａｖａ，实现了ＧＳＭ模块的　

基本功能，该类提供了表１所示的所有方法。　

表１　Ｓｍｓ．ｊａｖａ实现的方法　

Ｓｍｓ．ｊａｖａ实现的方法　功能　

Ｐｕｂｉｃ　Ｓｍｓ（ＩｎｐｕｔＳｔｒｅａｍ　构造函数，以打开串口的输人流　ｉｎ，ＯｕｔｐｕｔＳｔｒｅａｍ　ｏｕｔ）　和输出流为参数　

测试ＧＳＭ模块是否与串口连接　Ｂｏｏｌｅａｎ　ｔｅｓｔＧｓｍ（）　成功　

Ｂｏｏｌｅａｎ　ｓｅｎｄＭｓｇ（Ｓｔｒｉｎｇ　发送短消息，ｓ为短信内容，ｓ１为　ｓ，Ｓｔｒｉｎｇ　ｓ１）　对方手机号码（以８６开头）　

Ｒｅａｄ　ｒｅａｄＭｓｇ（ｉｎｔ　ｓ）　阅读存储在第Ｓ个位置的短消息　

ＡｒｒａｙＬｉｓｔ　ｒｅａｄＭｓｇ（ｉｎｔ　阅读从第ｂｅｇｉｎ到ｅｎｄ之间的所　ｂｅｇｉｎ，ｉｎｔ　ｅｎｄ）　有短信息　

ＡｒｒａｙＬｉｓｔ　ｒｅａｄＮｅｗ（）　阅读新短信息　Ｄｅｌｅｔｅ　ｄｅｌｅｔｅＭｓｇ（ｉｎｔ　ｓ）　删除第Ｓ个位置的短信息　

ＡｒｒａｙＬｉｓｔ　ｄｅｌｅｔｅＭｓｇ　删除从第ｂｅｇｉｎ到ｅｎｄ之间的所　（ｉｎｔ　ｂｅｇｉｎ，ｉｎｔ　ｅｎｄ）　有短信息　

由于ＧＳＭ模块本身没有可视化界面，给该模块　

在网关上的测试带来了极大不便，所以在该层为　

ＧＳＭ模块开发用户可视的界面，使得用户通过　

Ｉｎｔｅｍｅｔ

登陆ＯＳＧｉ网关，控制ＧＳＭ模块，实现ＧＳＭ　维普资讯 http://www.cqvip.com ・４０・　微处理机　２００７经　

收发、阅读和删除短信等基本测试功能。　

采用ｓｅｒｖｌｅｔ技术设计网页，首先调用ｓｕｎ公司　

提供的ＣＯｌ＂ｔｉｍ．ｊａｒ包中的方法打开串口，获得串口的　

输人流和输出流，然后使用表１所示的接口和ＨＴＭＬ　

技术来完成测试串口连接、发送短信息、阅读短信息　

和删除短信息的功能。　

在ＯＳＧｉ网关中，只有注册了这些网页和　

ｓｅｒｖｌｅｔ，才能被用户在客户端通过网关提供的Ｈｔｔｐ　

服务访问，在包激活类中注册所有资源。　

每个符合ＯＳＧｉ规范的服务包都有一个包激活　

器类，它实现了ＢｕｎｄｌｅＡｃｔｉｖａｔｏｒ接口，该接口有两个　

方法：ｓｔａｒｔ（）和ｓｔｏｐ（），它们分别在服务包启动和　

停止的时候被调用，ＯＳＧｉ框架启动一个服务包时，　

就会建立一个ＢｕｎｄｌｅＣｏｎｔｅｘｔ对象，并把这个对象传　

递给包激活器的ｓｔａｒｔ（）方法。利用ＢｕｎｄｌｅＣｏｎｔｅｘｔ　对象里的方法，服务包可以安装自己、注册服务、取　

得其它已经安装的ｂｕｎｄｌｅ信息、取得对服务的引　

用，获取或释放服务对象。具体实现如下：　

首先，在包激活器的ｓｔａｒｔ（）方法中引用ＯＳＧｉ　

框架提供的ＨＴｒＰ服务：　

ＳｅｒｖｉｃｅＲｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｓｅｒｖｉｃｅＲｅｆ＝ｂｕｎｄｌｅＣｏｎｔｅｘｔ．ｇｅｔ—　

ＳｅｒｖｉｃｅＲｅｆｅｒｅｎｃｅ（”ｏｒｇ．ｏｓｇｉ．ｓｅｒｖｉｃｅ．ｈｔｔｐ．ＨｔｔｐＳｅｒ—　

ｖｉｃｅ”）；　

ＨｔｔｐＳｅｒｖｉｃｅ　ｈｔｔｐＳｖｃ＝（ＨｔｔｐＳｅｒｖｉｃｅ）ｂｄｌＣｔｘｔ．　

ｇｅｔＳｅｒｖｉｃｅ（ｓｅｒｖｉｃｅＲｅｆ）；　

然后，利用ＨＴｒＰ服务提供的两个注册方法注　

册网页和ｓｅｒｖｌｅｔ：　

ｓ￣ＨＴＭＬ＿ｄｉｒＡｌｉａｓ＝”／ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ”：　

ｓｔｒＳｅｒｖｌｅｔＵＲＬＳｅｎｄ＝”／Ｓｅｎｄ”：