手机短信模拟系统的设计与实现

手机短信模拟系统的设计与实现

0系统总体框架手机通信是我们日常生活的一部分，帮助和娱乐我们。它提供的主要功能包括:电话业务通过全球移动通信系统(GlobalSystemforMobileCommunications,即GSM)为用户提供双向语音通信;短信业务由GSM外端的短信服务中心(ShortMessageServiceCenter,即SMSC)负责,用户可发送和接收有一定长度限制的数字和文字信息;数字业务把GSM接入其它网络,如综合业务数字网(IntegratedServiceDigitalNetwork,即ISDN),得到它们提供的服务。然而,我们对手机的移动通信原理知之甚少。本文开发一个模拟系统来帮助我们理解这种原理,也帮助进一步理解UML的几种图形表示的实际应用性。该系统集中于短信通信,功能包括发送、接收、收费、通信录和收发件箱。遵循UML模型驱动方法,以用例图、类图、状态图、顺序图和部署图描述系统的静态结构和动态行为。运用面向对象程序设计(Object-orientedProgramming,即OOP)机制建模和编程,如模块化、继承、重定义和信息隐蔽。UML为软件系统的建模提供一组功能强大的图形化描述语言。它正广泛作为开发人员、用户、理论研究者之间的一种通信工具。这是因为:第一,它的思想来源于广为人知的OOP;第二,它的图形表示基于人们熟悉的图形语言,如E-R图、状态机、流程图、Petri网等;第三,它获得了众多公司的支持,他们开发强有力的支撑环境。UML2.0包括十三种图形表示和对象约束语言OCL。1需求分析1.1手机视频点录手机的通信功能很复杂,要完整模拟是相当困难的。因此,我们集中于短信通信:(1)SIM卡,每部手机有一张用户身份鉴别卡(SubscriberIdentificationModule)记录卡的基本信息,如手机号、通信公司等;(2)短信的发送和接收;(3)通信录,选择号码,方便发送短信;可添加、查询、更新和删除其中的号码;(4)收发件箱,存储发送、收到的短信;(5)收费,根据国内的收费标准,对各种手机卡每次的发短信进行扣费;(6)充值,把充值卡的钱数存入账户。1.2一般示例图图1描述了客户和服务器的通信,图2描述了后台管理。虚线和实线箭头分别表示扩展、包含关系。2系统设计2.1整体设计2.1.1数据库的管理为了处理两个用户之间的通信及费用等问题,每个用户需要一个数据库存储其基本信息,如卡的信息等,通过Web服务与另一个用户通信,Web服务也需要一个数据库存储每个用户的信息,如账户余额和短信收费标准等。后台管理通过数据库与Web服务相连。系统总体结构如图3所示。2.1.2客户及后台管理本系统主要分为三部份:手机客户、手机服务器、后台管理。客户主要是把请求发送给服务器。服务器主要处理客户发送来的请求,如短信。后台管理主要是创建、修改和删除一种卡的类型,同时创建SIM卡和充值卡。系统功能流程见图4。2.2详细设计2.2.1e和社区.asmx、对的单位分布TelPhone-Clinet.exe和Server.asmx、Manager.exe分布在两台计算机上,使用UDP、HTTP协议通信。其部署如图5。2.2.2sim卡类型总体类图表示各个类之间的关系:聚合,表示整体与部份的关系;单向关联,表示调用一个类的操作;继承,子类从父类获得属性和方法。图6是客户和服务器,图7是后台管理。图6的类模型由TelPhone-Server和TelPhone-Client两部分组成。TelPhone-Client的类有:TelMain,客户主菜单;AddCard,导入导出SIM卡;ReceiveMessage,接收短信;AddBook,通信录主菜单,查询联系人;BookMod,添加或修改联系人;Code,把中文姓名转化为拼音的首字母组合;Customer,访问通信录;Message,短信主菜单,查阅收发件箱;ClearMessage,清空收发件箱;NewMessage,写新短信;FrmConnect,发短信时,添加号码;UserCenter,客户服务中心,查询余额、充值;FormOper,操作窗体;PubInf,存储公共信息;ClientOper,管理客户端。TelPhone-Server有:Server,主类,充值、发送短信、查询余额、扣费等;ClientInf,存储客户信息。两部分共有两个类:DBSOper,操作数据库;ServerOper,管理服务器端。图7的模型有这些类:ManagerMain,后台管理主类;TypeDefine,设置、修改SIM卡的类型;CardMade,创建充值卡;SIMMade,创建SIM卡;FileOper,操作文件;ManagerOper,本子系统的公共属性和方法。2.2.3客户端的控制功能(1)开机状态图。图8描述开机过程。系统启动后,检测是否存在SIM卡。否,显示“无SIM卡”;是,发送卡内信息到服务器进行验证,若验证失败,显示“无效SIM卡”,同时取得用户状态,若为关机,则服务器设置用户状态为待机。待机是用户账户有足够余额,手机处于等待状态,可拨打和接听电话、发短信。停机表明账户无足够余额,无法拨打和接电话、发短信。(正常)开机表明可使用这些功能。(2)发送短信状态图。图9描述发送短信过程。客户端验证电话号码的合法性,如须是适当个数的数字。发送后,服务器取得发件人的状态,若停机,发送失败,通知发件人;若待机,则验证收件人号码,若不存在,则发送失败,通知发件人;否则,验证收件人状态,若它不为停机,则取得发件卡的类型,对用户账户进行扣费,发送短信。发送成功后取得发件人余额,余额小于0则设置发件人状态为停机。(3)充值状态图。图10描述充值过程。客户端验证卡号的合法性,把卡号和密码发送给服务器进行验证。若成功,则取得该卡的充值金额,若大于零,则对充值卡扣费,若成功,则进行手机用户的充值,若充值失败,则恢复该卡的金额,否则查询用户余额,若余额大于零,则设置用户状态为待机,并通知客户端充值成功。(4)关机状态图。退出系统时,服务器取出用户状态,如为停机,则不更新用户状态,否则设置用户状态为关机。系统(停机)关闭、(关机)关闭指别人呼叫该用户时,提示“您所播打的电话已停机”或“您所播打的电话已关机”。关机即关闭电源。见图11。2.2.4发送短信进行攻击图12是发送短信的顺序图。用户请求后,客户端验证接收人号码,把短信存入发件箱,把发送人号码、接收人号码和短信发送给服务器处理,验证发送用户与接收用户,都为正常后,进行扣费,发送短信。服务器通知发送用户。接收端手机接收到短信后将其存入收件箱。2.2.5收件和收件箱下面是服务器、客户和后台管理的各个类的详细描述,包括它们的属性和操作及其可见性,分别如图13、图14和下页图15所示。若操作的参数与窗体操纵有关,则省略;若为用户定义的普通参数,则说明之。(1)TelPhone-Server。Server类:login(no,pin,ip,port:String),验证SIM卡,参数为SIM卡号、卡密码、机器IP地址、短信端口;sendMessage(sp,rp,m:String),用户发短信,对发信账户扣费,参数为发送端号、接收端号、短信;replenish(tel:Integer,no,pin:String),账户充值,先验证充值卡,再读卡值,进行充值,参数为待充值号码、充值卡的卡号和密码。ServerOper类:get＿status(tel:Integer)取得用户状态:未开通、在线、通话中、关机、停机,tel号码;get＿balance(tel:Integer),取得账户余额,tel为账号;messageFee(stel,rtel:Integer),发短信扣费,参数为发送和接收号码;get＿IP(tel:Integer),取得IP地址,tel为号码;get＿cardValue(no,pin:String),取得充值卡的值,参数为卡号和密码;get＿fee(tel:Integer)取得收费标准,tel为发送号码;sendMessage(tel:Integer,m:String)发送短信,参数为号码、短信;set＿status(tel,s:Integer)设置用户状态,如余额小于0,则为停机,参数为号码、设置的状态。ClientInf类:userStatus,存储用户状态。(2)TelPhone-Client。TelMain类:receiveData接收从服务器发送来的短信;telMain＿init,客户初始化,检测系统是否有SIM卡,有则把它的信息发送给服务器,否则显示“无SIM卡”;card＿inOut导入导出SIM卡;addBook＿access访问通信录;userCenter＿access访问客服中心;message＿access访问收发件箱,currentTime显示当前时间。ClientOper类:creatCard(path:String)把数据库中的SIM卡的信息保存为XML文件,path路径;get＿name(tel:Integer)以电话号码取得通信录中联系人的名字;get＿now()取得当前日期和时间;show＿receiveMsg(),在ComboBox和RichTextBox控件中显示收发件箱的内容;getNoFromName(name:String)以通信录中联系人的姓名取得其电话号码;sys＿send(ip,port,m:String)发送短信,参数为目标IP地址、连接端口、短信内容。FormOper类:show＿ListBox、show＿ComboBox、show＿ListBox2、show＿ComboBox2分别把从数据库取得的一列值、一列值、两列值、两列值显示在ListBox控件、ComboBox控件中;show＿Msg(tel:Integer)显示收件箱的收件日期、发件人姓名或者发件箱的发件日期、收件人姓名,tel为电话号码;get＿date(s:String)取得收件或发件时间,s为SQL语句。PubInf类:isCard,系统中是否有SIM卡,有则发卡信息给服务器验证;no、pin,卡号和密码;company、server,卡的通信公司、网点;isEffective是否为有效卡;connectInf,通信录中联系人信息;tel＿s、tel＿r,发件人、收件人的电话号码。Code类:indexCode(t:String)取得一串汉字中每个字的拼音首字母;oneIndexCode(t:String)返回一串汉字首个字的拼音首字母;getOneIndex(w:String)取得某个汉字的拼音首字母;getX(g:Integer)以区位码得到汉字首字母。Customer类:getNumber单击添加联系人按钮,从通信录取得电话号码;custom＿Load初始化窗体;btnExit＿Click退出窗体;verifyNumber验证电话号码的合法性;btnOK＿Click,调用send方法;show、send,两个虚方法。NewMessage类:show、send重定义父类中同名方法,初始化窗体、向其它用户发送一条短信。ClearMessage类:clearMessage清空收发件箱。ReceiveMessage类:readMessage显示发件人姓名、接收日期和未阅读内容;readMessageByName,以发件人姓名和日期来查询短信内容。UserCenter类:showBalance显示用户账户余额;replenish验证卡号和密码,合法则发给服务器验证,成功,进行充值。AddBook类:showByType按联系人的类型查询通信录;searchByName显示某个联系人的信息;modify修改某个联系人;search查询。BookMod类:isModify是新增或修改联系人;addConnect＿Load添加、修改联系人;ok＿Click修改或增加联系人操作。(3)Manager。ManagerMain类:typeDefine＿show调用设置SIM卡的类型的窗体;cardMade＿show调用创建充值卡窗体;SIMMade＿show调用创建SIM卡窗体;exit退出系统。TypeDefine类:newType、delType、modifyType新建、删除、修改一种卡的类型;exit退出窗体。CardMade类:btnOK＿Click批量产充值卡;btnClear＿Click清空无效充值卡;btnExit退出窗体。SIMMade类:btnOK＿Click批量产SIM卡;btnExit退出窗体。ManagerOper类:createCard产生充值卡卡号,验证数据库中有无重复卡号;createSIM(h:String)产生SIM卡卡号,h为号码的前三位,验证数据库中有无重复卡号;createPin(l:Integer)产生充值卡或SIM卡的密码,l为密码长度。FileOper类:write(p,s:String)、createFile(p,s:String)写文件、创建txt文件(充值卡),p文件路径,s待写数据;createXML(p,no,pin,c,s:String)创建XML文件(SIM卡),参数为文件路径、SIM卡卡号和密码、通信公司、服务器地址。(4)公用类。DBSOper类:oledbconn连接数据库的语句;obconn连接对象;executeToTable(s:String)、executeToReader(s:String)执行选择类型语句,返回字符串表、OleDbDataReader类型;executeToNonQuery(s:String)执行非选择类型语句,返回成功或失败;count(s:String)返回某个表中记录的条数;verify(s:String)验证数据库中有无该记录。2.2.6短信和短信的存储七张表存储有关信息。表1～表4、表5～表7用于客户、服务器。用户把一张SIM卡导入手机,在表1中插入一条记录;导出则删除相应记录。卡号为电话号码。表2存储常用联系人的信息。发短信时可选择其中的姓名来取得电话号码。表3存储收到的短信。若通信录中有此发件号码,则显示对应的姓名,否则显示此号码。表4存储已发送的短信。表5有SIM卡的名称和类型,发短信费用指每发一条短信要收取的费用。表6有充值卡的卡号和密码。表7有SIM卡的卡号、密码、账户余额和类型(如神州大众卡)。用户状态为未开通、待机、通话、关机、或停机。系统根据IP地址达到两台计算机通信的目的。端口区别用户之间不同的服务。3系统完成系统在微软.NET平台上运行,使用C#编程、Access存贮数据,套接字和Web服务连接网络,用户界面采用窗体技术。3.1供了技术保障Web服务跨越网络应用,为实现面向服务提供了技术保障。在应用程序中访问某个URL地址,得到一份XML描述,产生一个接口文件,以此访问运行在Web服务器上的服务。3.2采用通过tcp接信协议采用UDP协议。UDP是一种简单的、面向数据报文的无连接协议,提供快速、占用资源量少但不一定可靠的传输服务。考虑到使用TCP每次通信都须先进行连接,耗费大量资源。在TelMain中可接收服务器发送来的消息,并做出响应。3.3安装服务器程序(1)安装微软IIS。点击“开始->设置->控制面板->添加或删除程序->添加或删除Windows组件->Internet信息