参考基于gsm全球移动通信系统模块的移动购物系统设计.docx
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参考基于gsm全球移动通信系统模块的移动购物系统设计
1绪论
1.1背景介绍
移动商务（MobileCommence，MC）作为电子商务（ElectronicCommerce）中一个年轻而有潜力的分支渐渐成为人们关注的焦点。
它是通过手机、个人数字助理
（PersonalDigitalAgent，PDA）等移动终端，全方位、跨时空实现网络互联和商务运作[1]。
以手机为例，通过编写手机应用程序，可以让手机用户能够使用手机的无线通讯功能来实现查询银行账户余额、预定机票、下载音乐及网络游戏等功能，从而为手机用户提供一个极其多样化的服务内容。
移动商务从本质上归属于电子商务的类别，是由创新技术推动下产生和形成
的一种创新的、便捷的、大众化的、能够使移动商务主体在移动中进行、适应市场发展与变化而出现的新商务模式。
移动商务将随着网络信息技术和移动通信技
术的不断普及和发展成为未来中国电子商务增长的新领域和创富运动的新行业。
从技术角度来看，移动商务是技术的创新。
移动商务以网络信息技术和创新
的现代通信技术为依托，把手机、传呼机、个人数字助理（PDA）和笔记本电脑等移动通信终端，与因特网和移动通信网有机地结合起来[2]。
从商务角度看，移动商务是一种商务模式的创新。
移动商务是与商务活动参
与主体最贴近的，最便于大众参与的电子商务模式，其商务活动中以应用移动通
讯技术，使用移动终端为重要特性。
由于用户与移动终端具有紧密的对应关系，
不仅可以使移动商务运营和参与主体在第一时间、以第一反应速度，及时就商务
信息做出反应，可以使用户更多地脱离设备状态和网络环境对商务活动的束缚，
最大限度地在自由的商务空间进行沟通和交流、坚定购买意愿、增加购买动因、
适时地进行商务决策。
这就极大地提高了商务交往的速度和效率，降低了商务交
易的成本，提升了社会交易效益l3]。
移动商务的一般特征[4]:
（l）即时性。
消费者不仅可以在移动的状态下工作、开会、旅行、社交及进
行购物等活动，而且可以在移动状态下满足其及时产生的需求，获得视听信息、
图文信息、定制信息和相关服务。
（2）连通性。
具有相同位置或者兴趣的用户，可以方便地通过文本消息和移
动聊天的方式连接到一起。
（3）便携性。
用户可以通过移动终端具有的照相功能等，保存商品的外形、
公司地址、饭店和宾馆的信息、银行细目、支付和信用卡详情，以及安全信息，
同时这些都可以在他们需要购物或者签订合同时通过移动终端进行传递和确认。
（4）方便性。
手机作为一种移动终端，按键少、屏幕小、操作简便、响应时
间短。
既可以直呼通话，也可以短信传情，还可以进行搜索和查询，更可以进行
决策的确认和变更。
移动商务的运作形式和获取服务形式也都比较简单，便于广
泛的人群掌握和进入，能够最大限度地扩展移动商务的主体规模，为最广大的群
众所掌握。
（5）可定位性。
移动商务主体尽管在移动状态下进行商务活动，但是，由于
手持移动终端和持有主体的对应性，就赋予了移动商务主体具有移动使用中的可
定位性。
这种特征对电子商务的创新和突破的意义是重大的。
不仅如此，移动商务服务的对象也可以通过全球定位技术实现精准定位。
移动商务的本质特征有[5]:
（l）移动商务主体的移动性。
需要移动商务提供服务的人一般都处于移动之
中。
仅仅把移动商务理解为移动的电子商务是片面的，因为移动的不仅仅是移动
终端，而更应该看到的是人和服务的移动。
（2）移动终端和商务主体的对应性。
移动商务手机号码与移动商务主体之间
存在着对应关系。
而且，这种对应性具有随身性的特点，使每个手机号码都代表
着一个确定的移动商务主体。
移动通信终端的号码在事实上成为了移动商务主体
的商业符号，这是以往任何通讯方式都不具备的一种更紧密的对应关系。
JZ州[E移动购物系统的设计与开发
（3）获取商机的及时性。
网络信息时代，生活节奏的快捷化，要求我们在商
务运作中要争取第一反应速度和具有快速决策能力。
移动商务恰恰提供了这种动
态反应能力，这对于及时获取商机处理商务具有重要的作用。
它己经成为现代企
业的一种竞争能力，一种速度优势。
（4）资源的整合性。
正是由于移动商务具有资源整合特性，才能把分散资源
变成综合资源，把不完全信息变成完全信息，把网上商机转化成移动商机。
同样，
也可以把移动支付的决策传递到网上，通过整合网络资源来完成和实现。
特别是:
利用这种整合能力，可以实现电子商务和传统商务之间的整合，从而创造出巨大
的商业价值。
（5）客户资源的准确性。
移动商务具有交易主体身份的可确认性和交易客体
身份的可追溯确认性。
这种双向可确认性，不仅有利于保障交易安全，而且具有
更重要的商务开发价值和作用。
移动商务服务的内容十分广泛，有的人仅仅把移动商务服务的内涵理解为几个部门或几个行业是不正确的。
事实上移动商务正成为快速发展的新兴市场。
调
查发现移动商务在制造业、流通业、金融业、快速消费品行业、农业、紧急避险，
以及广大中小企业营销管理等众多行业和领域，都具有广阔的应用前景，取得了
和正在取得十分明显的经济效益。
就其服务的范围而言，可以进行PIM信息服务、移动定位服务、商务交易服务（包括购物、支付等）、娱乐消费服务（包括铃声、图片下载、电影票定购等）、
移动营销服务（包括手机炒股、手机彩票等）、移动广告服务（包括图片广告、
文字播报等）、移动商情服务（包括信息定制、手机调查等）、移动办公服务（包括0A、移动供销存管理等）、移动浏览服务（包括手机报、移动文学等）、移动游戏服务、紧急避险服务、移动公益服务等[6]。
1.2移动商务的发展现状
日本是移动支付发展最成功的国家。
日本移动支付产业由该国最大的移运营商NTTDoCoMo与SONY引领共同推出了内嵌Felica芯片（智能）卡的i-modefehca移动钱包方案，支持电子票务（公交、铁路及民航）、会员卡、娱乐消费、在线金融等应用，还支持身份证功能。
共同推出的FelicaNet-Works移动支付平台允许其他运营商与服务供应商的加入[7]。
韩国在移动支付方面的发展仅次于日本:
2001年9月，SK电信就与VISA合作，由韩国五大银行参与，共同启动MONETA移动支付业务;2001年11月，韩国最大的电信运营商SK电信和各大银行合作推出NEMO电子货币服务;2002年9月，韩国第三大移动运营商LG电信与SK签订协议，双方决定采用SK开发的红外线支付结算规范，双方相互开放加盟店，共同开展营销，在短期内迅速扩大加盟店数量;韩国第二大移动运营商KF电信发起移动支付项目KF-merce[8]。
美国波士顿顾问公司的一项调查中显示，60%以上的移动用户希望移动终端能在三五年内成为广泛使用的支付工具。
即使只是通过手机进行小额消费，如购买饮料、地铁票、车票、信息点播等等，但因为消费频率高，所以市场交易总额也不可小视。
英国的移动商务发展也很快。
英国数家主要移动通信公司推出了一项有助于将手机转变为个人条形码读取器的计划。
在固话和移动转换的技术实现上,世界上第一款能在固话和移动网络间自由转换的手机在2005年9月在英国投入试运营。
在军事上,英国国防部选择讯宝移动跟踪技术管理资产。
芬兰是也是全世界移动商务发展最快的国家之一。
进入21世纪，芬兰由于手机普及率高，具有移动商务发展的基础条件。
再加上芬兰十分注意移动通信技术和电子商务相结合的研发与应用，因此，成为世界移动电子商务的开拓者。
到2005年年底，芬兰OKO银行、社会保险局、税务局以及劳工部都逐步采用了移动身份认证技术[9]。
该系统还能为信息集成和消息传递等数据交换业务提供认证。
世界著名咨询机构摩根斯坦利最近发表的一份报告指出:
无线互联网的发展和应用将推动一个新的产业周期。
此前，IT产业经过了大型计算机、小型计算机、个人电脑（PC）到互联网的四大产业周期，第五大产业周期的动力是无线互联网的兴起。
2006年中国移动电子商务这个新兴产业的市值达到250亿美元，2008年中国移动商务市场规模预计将达到306.5亿元，年复合增长率达40.7%。
当前，中国移动通信的客户总数已经达到4.7亿户。
仅2007年1月新增用户就达486万户。
这个巨大的客户资源，既进行着电信消费，又提供了巨大的商务需求。
据统计，仅2007年春节这天，北京手机用户拜年短信就达5亿条，平均每秒钟就有5800条短信在北京的手机用户间传递[10]。
我国移动商务广阔的市场前景和巨大的商业价值，定会成为移动商务发展的
强大动力。
数以亿计的消费者对GPRS、彩信、短信等的强烈需求，不仅推动移
动商务进入快车道迅跑，深入探索移动应用的资源开发和价值开发，而且催生了
3G的到来。
1.3选题意义
移动商务是互联网、通信网、IT技术和手持终端技术融合发展的必然产物,是一种全新的数字商务模式，是电子商务朝着大众化、便捷化发展的一种延伸和
扩展，是一种整合电子商务、沟通传统商务的创新营销应用潮流，是网络经济新
的利润增长点。
中国不仅已经成为世界移动商务最大的市场，而且拥有移动商务最广泛的客
户资源，最适宜的文化环境，最旺盛的商业机会，最庞大的增值空间。
因此，学
习、认识、理解和把握移动商务的基本理论对于实战移动商务和加快移动商务的
深入发展都具有重要的意义和作用。
目前最成功的例子是日本NTTDoCoMo的i-mode服务。
在我国，随着手机普及率的迅速提高，可以预见移动商务也将逐渐走向大众。
和电子商务一样，要想成功地实现移动商务需要考虑到商务模型、客户服务、
计费、营销等内容。
除此之外，还涉及到其具体实现技术。
目前的移动商务采用
较多的实现方式主要有两种，一种是以支持无线应用协议[11]（wirelessApplicationProtocol，WAP）的移动通信设备作为客户端，另一种则是以基于GSM模块的移动通信设备作为客户端[12]。
本文将在介绍GSM网络的基础上实现一个基于GSM模块的移动购物系统。
1.4论文主要工作概述
本设计课题主要以基于GSM模块的移动购物系统的设计为线索，对由GSM平台构建的移动电子商务应用涉及到的主要技术进行了详尽全面的分析学习，同时进行一个移动购物系统的设计。
2短消息简介
2.1短消息的定义
短消息业务分为两种:
一种是点对点短消息（SMS-PP），在用户之间传送信息;另一种是小区广播短消息（SMS-CB），类似于现在的寻呼，定期在一定的区域内重复广播交通流量、天气状况等信息。
不同于寻呼机的是短消息是一种双向通信，GSM系统提供的短消息业务可以让网络端知道被叫方是否收到所发的消息;如果传送失败，被叫方没有回答确认消息，网络会保留所传的消息，一旦网络发现被叫方能够被叫通时，就可以重发消息以确保被叫方能够收到，而且主叫方还能够知道发送是否成功。
由于这些特点以及费用低廉，短消息业务获得了广大用户的青睐，同时也成为了现代个人通信中一种不可缺少的方式。
短消息通信仅限于一个消息，换言之，一个消息的传输就构成了一次通信。
因此，业务是非对称的，一般认为移动起始短消息传输与移动终接短报文传输是两回事。
这并不阻碍实时对话，但系统认为不同的消息彼此独立，消息的传输总是由处于GSM外部的短消息服务中心（SMSC）进行中继，消息有目的地或起源地，但只与用户和SMSC有关，而与其他GSM基础设施无关。
短消息提供了一种小数据量（不大于140个GSM短消息功能字节十六进制数）低成本、高可靠性的方便快捷通信方式。
它是利用GSM系统通信令信道的空闲带宽，在电话拨号的同时，把消息发送到GSM的基站，再由短信中心处理存储发送到接收方。
发送方不须等待接收方准备就绪，只要和基站联络好即可发送短信，基站收到后会自动与发送方确认，再发送给接收方确认，发送短消息的费用很低。
正常情况下完成一次短信的发送时间大约20秒，但短信中心在向下发送时如遇基站忙，将把短信推后发送，头一次是几分钟，越往后推迟时间越长，因此在利用GSM发信时，要考虑畅通率与移动网业务是否繁忙有关，不过在大多数情况下畅通率可达98%，短消息能否成功发送还与终端所在地信号场强有关。
GSM通过话路在需要传输大量数据时十分适用，通过申请数据传输功能，可采用终端接GSM手机，中心可用普通电话机，一半是无线一半是有线的方式。
2.2发送短消息的GS初7系列协议简介
短信息服务（SMS）协议是在20世纪80年代提出的，但直到20世纪90年代才开始市场化运行。
目前SMS协议的最新版本是GSM07系列协议，它规定了短消息传送的信道分配、编码规则、标准AT指令集等内容。
短消息业务与话音传输及传真一样同为GSM数字蜂窝移动通信网络提供的主要电信业务，在GSM07协议中规定它通过无线控制信道进行传输，经短消息业务中心完成存储和前转功能，每个短消息的信息量限制为140个八位组（7比特编码，160个字符）。
传送短消息业务的控制信道为专用控制信道（DCCH）。
DCCH为点对点双向控制信道，包括独立专用控制信道（SDCCH）、快速随路控制信道（FACCH）和慢速随路控制信道（SACCH）。
短消息业务的传送在独立专用控制信道（SDCCH）或慢速随路控制信道（SACCH）进行，具体是在SDCCH还是SACCH上传，这取决于业务信道（TCH）的使用。
（l）当TCH未分配时，短消息在SDCCH上传;
（2）如果短消息在SDCCH上处理是分配了TCH，短消息传递将停止并继续在TCH随路的SACCH上进行;
（3）如果当短消息到达时，TCH已分配，则短消息在随路SACCH上传递;
（4）当采用TCH的实体结束其处理时，无线资源管理（RR）子层可选择在SACCH继续进行短消息传递或将它转至SDCCH。
通过以上SMS原理可以看出，SMS作为GSN网络的一种主要电信业务，它的传递是可靠的，为基于它的各类新业务的开发打下了坚实的基础。
GSM引擎模块提供的命令接口符合GSM07.05和GSM07.07规范。
GSM07.07中定义的ATCommand接口提供了一种移动平台与数据终端设备之间的通用接口，GSM07.05对短消息作了详细的规定。
在短消息模块收到网络发来的短消息时，能够通过串口发送指示消息，数据终端设备可以向GSM模块发送各种命令。
GSM07.05协议中定义了短消息发送的3个模式，用于移动台和终端设备之间通过异步接口传送SMS短消息。
块模式（BlockMode）:
块模式是用来封装GSM3.40中定义的SMSPDU的二进制协议。
该协议包括差错检测，适合应用于手机间的链路受差错控制的情况，在设备需要远程控制时特别适用。
应用部分组合的二进制串应包含报头和短消息PDU。
当应用被要求从手机到中心台时，可以使用块模式中的很多功能:
发送短消息、删除来自手机短消息、在手机上列出短消息、从电话到应用传送所有或一条短消息、开启电话使得每次短消息到达时应用都可以被通知到。
文本模式（TextMode）:
文本模式是基于字符的协议，该协议基于为GSM修改的AT命令集。
该模式适用于非智能终端和仿真器，以及构建于命令结构上的应用软件。
应用将消息按简单文本传递到手机组成TPDU。
这表示文本模式提供功能比块模式和PDU模式少。
文本模式不需支持或自动传送到达消息给应用，而仅仅是通知消息到达。
PDU模式（PDUMode）:
PDU模式和文本模式很相似，区别只是它将组装短消息TPDU的任务留给应用完成。
该模式使AT命令集能方便地组构更多复杂的PDU，例如既可以传递二进制数据又可以传送字符数据。
目前发送短消息常用的有Text和PDU模式。
使用Text模式收发短信代码简单，实现起来十分容易，但是最大的缺点是不能收发中文短信，而PDU模式不仅支持中文短信，也能发送英文短信。
在以后内容中将对PDU编码作详细的介绍。
2.3PDU编码简介
ETSI指定了一个短消息发送协议作为GSM标准的一部分，该规程定义了三个接口协议（B10ck模式、Text模式、PDU模式）。
使用Text模式收发短信代码简单，实现起来十分容易，但是最大的缺点是不能收发中文短信，实在是有点美中不足。
不过PDU模式完全可以解决这个问题。
PDU模式不仅支持中文短信，也能发送英文短信，堪称完美无缺。
PDU模式收发短信可以使用3种编码:
7-bit、8-bit和UCSZ编码。
7-bit编码用于发送普通的ASCH字符，8-bit编码通常用于发送数据消息，UCSZ编码用于发送Unicode字符。
如果要实现中文短信的发送，应选择UCSZ，即中文Unicode码。
PDU相当于一个数据包，它由构成短消息的信息组成。
作为一种数据单元，它必须包含源/目的地址、保护（有效）时间、数据格式、协议类型和正文，正文长度可达140字节，它们都以十六进制表示。
PDU结构根据短消息由移动终端发起或以移动终端为目的而不同。
2.4AT指令简介
AT指令用来实现短信息的接收和发送。
现在市场上的大多数手机均支持类似于Modem控制的GSMAT指令集。
因此可利用GSMAT指令控制手机收发短信。
AT指令集的命令格式帧都以AT开头，“AT”或者“at”的前缀必须出现在每一个命令行的开始［3］。
值＜number＞为键入的设置值，是命令语法要求的一部分。
当用AT命令设置了一个参数，那么这个值在它被改变之前一直是有效的。
本系统中用到的主要命令有：
1）选择短消息格式：
AT＋CMGF设置或者返回短信息格式0或者1，其中0表示默认的PDU格式，1表示文本格式。
2）设置短消息中心号码：
AT＋CSCA设置短消息中心的地址，由当地的运营商决定。
3）发送短消息：
AT＋CMGS若短消息发送成功则返回“OK”，并显示信息号；否则返回ERROR。
4）阅读短消息：
AT＋CMGR如果读取PDU模式短信成功，会返回＋CMGR：
0，””，［id］［content］。
5）删除短消息：
AT＋CMGD删除SIM卡内存的短信息。
6）列出短消息：
AT＋CNMI显示新收到的短信息。
3方案论证与比较
3.1移动商务通信方式论证
方案一：
利用手机通过GPRS业务进行移动购物。
GPRS-GeneralPacketRadioService，通用无线分组业务，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术提供端到端的广域的无线IP连接。
GPRS有较高的数据传输速度，而且可以永远在线，但不产生流量就不计费。
方案二：
利用手机通过短消息业务进行购物。
GSM网的短消息业务（ShortMessagingService，SMS）是一种存储和转发服务，按消息量收费，消息的发送和接收可以和GSM语音同步进行，具有随时在线、不需拨号、价格便宜、覆盖范
围广等特点。
分析结果：
想对于GPRS，短消息业务就不存在以上这些缺点，相比而言具有以下优点：
1、很好的兼容性，GSM/CDMA/PHS的modem或手机都支持短消息，并且彼此之间可以互联互通；2、短消息具有确认回执功能，消息的发送成功与否，网络支持确认；3、具备存储功能、设备离线后网络再发送功能；4、资费标准低，网络完善，利用推广；5、支持大容量，多用户的短信收发。
因此，经过对两种方案的比较，本设计选择了方案二。
3.2短消息通讯方案论证
方案一：
通过移动网关发送短消息：
使用该方法不需要附加硬件，但是需要到电信部门申请网关，成本高，软件复杂，比较适合一些大型的网络通信公司进行开发。
目前，华为、中兴等公司就做的这方面的工作；
方案二：
通过网站上提供的短信发送功能来实现，比如新浪、网易都提供这方面的服务，这种方法是4种方法中实现起来最简单，所需资源最少的，但是对于网站的依赖性太强，对网络的依赖同样无法避免，不适于项目开发；
方案三：
在电脑上通过GSMMODEM向手机发送中文短消息，这是目前比较适合于小项目开发的一种方法，所需硬件包括一款手机，提供GSMMODEM以及相应的数据线或是红外线适配器。
该方法编码简单，只需对AT指令和串口编程比较熟悉就可以实现，而且对硬件需求不高，并能自动收发短信；
分析结果：
通过对三种方案的比较，本设计选择了成本较低的方案三。
4系统硬件设计
以GSM网络作为远程信号的传输平台，短信息作为传输数据的载体，构建了基于GSM模块的移动购物系统[9]。
该系统由运行平台（计算机）、短消息接收/发送设备（GSMModem）、移动通信终端（手机）三部分组成。
计算机通过RS232串口线与GSMModem相连以控制其数据收发，实现交易监控。
系统构架图如图4.1所示。
RS232
图4.1GSM模块移动购物系统硬件构架图
GSM模块是一种通过RS232串口线与计算机连接，内嵌工业级通信模块的双频调制解调器，采用宽电压供电，抗干扰能力好，电磁辐射低，性能稳定可靠，简化了通信接口，支持向移动、联通以及小灵通用户收发短信。
其专门针对短信应用设计，支持AT指令控制短信收发，符合各种商业的短信应用要求，适用于各个领域无线数据通信，短信息通告，远程监控等应用。
整个硬件系统的框图如图4.2所示：
CCVCC/CCIN
CCRST
CCCLK
CCI/O
CCGND
RS232TXDFFC电缆
RXD
5VSYNC
IGT
5V
5V
图4.2TC35i外围硬件电路系统框图
4.1GSM模块TC35i外围硬件电路设计
4.1.1GSM模块TC35i的介绍
在国内已经开始使用的GSM模块有Falcom的A2D系列，wavecom的WM02系
列，的TC35系列，爱立信的DM1O/DM20系列，中兴的ZXGM18系列等，这些模块
的功能、用法差别不大，并且提供的命令接口符合GSM07.05和GSM07.07规范。
其中西门子的TC35系列模块性价比很高，并且己经有国内的无线电设备入网证，
所以本设计选用的是西门子TC35i。
TC35i是西门子为适应各个专业领域对无线
数据传输、语音传输及可开发性的需求推出的基于GSM900移动通信网络系统的
OEM模块，功能上与TC35兼容，设计紧凑，大大缩小了用户产品的体积。
TC35i
与GSMZ/2+兼容、双频（GSM900/GSM1800）、RS232数据口、符合ETSI标准GSM07.07
和GSMO7.05且易于升级为GPRS模块;该模块集射频电路和基带于一体，向用户
提供标准的AT命令接口，为数据，语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输，接口协议公开，方便用户的应用开发及设计。
该模块隶属于PhaseIGSMcalss4，具有语音、数据、传真和中英文短信息功能，可广泛应用于移动计算、智能交通、遥感测量、银行金融和商业零售等领域。
TC35i模块如图4.2所示，从功能上看主要由4部分组成:
GSM基带处理器、GSM射频部分、电源A-SIC（ApplicationSpecificIntegratedcircuit）、Flash。
GSM基带处理器是整个模块的核心，它由一个C166CPU和一个DSP处理器内核控制着模块内各种信号的传输、转换、放大等处理过程。
GSM射频部分是一个单片收发器SMARTi，它由一个外差式接收器、上变频调制环路发送器（upconversionmodulationlooptransmitter）、一个射频锁相环路和一个全集成中频合成器4个功能块组成，共同完成对射频信号的接收和发送等处理。
GSM模块电流变化非
常大，空闲时电流小于3.smA，而在通话期间电流最大可达2.3A，这就对供电的
电源电压Vbatt+进行稳压处理后供GSM基带处理器和GSM射频部分使用，此外
它还输出一个2.gV/70mA的电压供模块外的其他电路使用。
GSM射频部分的功率放大器对电源电压要求不高，所以直接使用外部的输入电压Vbatt+
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