Возможности и методы создания программной библиотеки для работы с мобильными телефонами стандарта GSM Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ

УДК 621.391

М.В. Маленьков, МА. Никитин ВОЗМОЖНОСТИ И МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ ПРОГРАММНОЙ БИБЛИОТЕКИ ДЛЯ РАБОТЫ С МОБИЛЬНЫМИ ТЕЛЕФОНАМИ СТАНДАРТА GSM

Рассматриваются методы и механизмы реализации программной библиотеки для работы с мобильными телефонами стандарта GSM, подключенными к серийному ПК. Предлагается спецификация объекта, реализующего базовые свойства и функции по работе с GSM-терминалом.

This article describes basic methods and strategy of software realization of GSM-terminal object library. It's proposed a sample design of possible object, utilized basic methods and functions of involved objects.

Коммуникационная составляющая стандарта GSM и связанные с ним стандарты

Большинство современных мобильных телефонов стандарта GSM имеют возможность так или иначе подключаться к персональному компьютеру. Необходимость в таком подключении возникает в случае, если пользователь хотел бы подключаться к сети Интернет, используя встроенный во многие современные GSM-терминалы модуль GPRS, отсылать или принимать факсы, редактировать телефонную книгу и т. д. Изначально при разработке стандарта GSM проектировщики определили, что любой GSM-терминал по сути своей является модемом и как следствие может быть подключен к персональному компьютеру через стандартный асинхронный (коммуникационный) порт. Более того, набор команд для управления GSM-терминалом базируется на ставшем стандартом de-facto наборе команд HAYES, что значительно упрощает взаимодействие с терминалом, т. к. в данном случае его можно рассматривать как стандартный Hayes-совместимый модем. Таким образом, к примеру, любая операционная система может использовать подключенный к ПК GSM-терминал без каких-либо дополнительных настроек. Однако для реализации некоторых специфичных для сотового телефона функций, таких как, к примеру, редактирование телефонной книги или отсылка коротких сообщений (SMS), необходимо использовать расширенные команды, специфичные для стандарта GSM и описанные в соответствующих документах консорциума GSM.

164

Вестник КГУ. 2005. Вып. 1 — 2. Сер. Информатика и телекоммуникации. С. 163 — 170.

Разработкой и поддержкой стандарта GSM занимается European Telecommunications Standards Institute (ESTI), расположенный в городе Sophia-Antipolis (Франция). На интернет-сайте организации (http:/ / www.esti.org) можно получить доступ к документации, содержащей, в частности, информацию о спецификации расширенных команд GSM-терминала, упоминавшихся ранее. Программные библиотеки, приведенные в данной статье, базируется на спецификации ETS 300 916 от июля 1998 г. (четвертая редакция) — «Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); AT command set for GSM Mobile Equipment (ME) (GSM 07.07 version 5.5.1)» [1]. В свою очередь, некоторые производители мобильных телефонов используют собственные AT-расширения для реализации некоторых «фирменных» особенностей. В данной работе использовался документ A30880-A10-A001-3-D376 (AT command set for S45 Siemens mobile phones and modems. Release/Version: 1.8) компании Siemens [2].

Логика построения библиотеки

В настоящей работе не ставилась задача рассмотреть полную реализацию библиотеки взаимодействия компьютера с GSM-терминалом. В ней описываются лишь основные методы и принципы построения подобной кодовой библиотеки.

Любому взаимодействию с GSM-терминалом должны предшествовать некие процедуры инициализации порта, сбор данных о терминале и т. д. По завершении работы необходимо выполнить некоторые процедуры, как-то, закрытие коммуникационного порта и т. д. Было бы логично выполнить данные процедуры автоматически, скрыв от прикладного программиста рутинные операции взаимодействия с терминалом на аппаратном уровне.

На рис. 1 показан упрощенный алгоритм подсистемы-конверта, обрамляющего собственно код библиотеки работы с GSM-терминалом. Основной задачей библиотеки на данном этапе является сбор данных о наличии свободных коммуникационных портов в системе, открытии и закрытии указанного порта согласно заданным характеристикам и сбор основных данных о подключенном к указанному коммуникационному порту устройстве.

Методы работы с коммуникационным портом

Для работы с коммуникационными портами в среде операционных систем Microsoft Windows 9X/NT используются стандартные вызовы API Windows, а именно: ReadFile, WriteFile, CreateFile, GetCommTimeouts, SetCommTimeouts, CloseHandle, FlushFileBuffers, GetCommState,

SetCommState, BuildCommDCB, WaitCommEvent, SetCommMask,

GetCommMask, GetLastError и ClearCommError.

Для того что бы начать работу с выбранным коммуникационным портом, прежде всего необходимо открыть данный порт и получить заголовок (handle) для открытого порта. В дальнейшем все взаимодействие программы с открытым коммуникационным портом будет идти с ис-

165

166

пользованием именно этого заголовка. Вот пример функции на Visual Basic, реализующей процедуру открытия и инициализации коммуникационного порта.

Рис. 1

Листинг 1

Процедура открытия коММуНикационНОГРШОЙТа^ВОбОДНЫе

комм, порты?

Public Function hOpenPort(strPortName As String,_

Optional strDCB As String = M300,n,8,1",_

Optional lTimeOut As Long = 1000) As Long

Dim hPort As Long

Dim DCBConf As DCB

Dim CTConf As COMMTIMEOUTS

hPort = CreateFile(strPortName, &HC0000000, 0, 0, 3, 0, 0) If hPort = -1 Then GoTo Trap

If GetCommState(hPort, DCBConf) = 0 Then GoTo Trap If BuildCommDCB(strDCB, DCBConf) = 0 Then GoTo Trap If SetCommState(hPort, DCBConf) = 0 Then GoTo Trap

'set all timeout values

CTConf. ReadlntervalTimeout = 0

CTConf. ReadTotalTimeoutConstant = lTimeOut

CTConf. ReadTotalTimeoutMultiplier = 0

CTConf. WriteTotalTimeoutConstant = lTimeOut

CTConf. WriteTotalTimeoutMultiplier = 0

If SetCommTimeouts(hPort, CTConf) = 0 Then GoTo Trap

hOpenPort = hPort Exit Function

Trap:

hOpenPort = -1 End Function

167

Особенностью данного метода является то, что для открытия коммуникационного порта используется стандартная функция для открытия файла CreateFile, однако при работе с коммуникационным портом помимо собственно открытия порта необходимо так же выполнить его инициализацию. Для описания параметров, с какими открывается коммуникационный порт, используется структура DCB. Для удобства программирования в списке функций API Windows существует стандартная функция, которая заполняет данную структуру значениями «по умолчанию».

В дальнейшем для записи данных в открытый коммуникационный порт используется стандартная функция API — WriteFile. Вот пример функции, записывающей в открытый коммуникационный порт строку текста.

Листинг 2

Пример функции, реализующей запись в коммуникационный порт

Public Function bWritePortStr(hPort As Long, _ strCommand As String) As Boolean

Dim iInc As Integer

Dim byCommand(65536) As Byte

Dim lRetBytes As Long

Dim lResult As Long

Dim lRet As Long

For iInc = 0 To Len(strCommand) — 1

byCommand(ilnc) = Asc(Mid(strCommand, iInc + 1, 1))

Next iInc

Call FlushFileBuffers(hPort)

lResult = WriteFile(hPort, byCommand(O), _

Len(strCommand), lRetBytes, 0)

1б8

Call FlushFileBuffers(hPort)

Call ClearCommError(hPort, lRet, vbNull)

bWritePortStr = CBool(lResult)

End Function

Соответственно для чтения из порта используется функция ReadFile. Вот пример функции на Visual Basic, модифицированной для чтения строки из коммуникационного порта.

Листинг 3

Процедура чтения строки из коммуникационного порта

Public Function strReadPortStr(hPort As Long) As String Dim strTMP As String Dim byCommand(65536) As Byte Dim lRetBytes As Long Dim iInc As Integer

For iInc = І To 255

If ReadFile(hPort, byCommand(0), І,_ lRetBytes, 0) = 0 Then Exit For If lRetBytes <> 0 Then 'character received If byCommand(0) <> ІЗ Then 'not CR strTMP = strTMP & Chr(byCommand(0))

End If Else

Exit For End If Next iInc

Call FlushFileBuffers(hPort)

strReadPortStr = strTMP End Function

По завершении работы с коммуникационным портом его необходимо корректно закрыть. Для этого используется функция API Close-Handle. Вот пример ее использования в коде программы.

Листинг 4

Закрытие коммуникационного порта

Public Sub ClosePort(hPort As Long)

Call FlushFileBuffers(hPort)

Call CloseHandle(hPort)

End Sub

Приведенные выше фрагменты кода иллюстрируют базовые методы работы программы с коммуникационными портами в среде Windows. Однако для большего удобства представляется целесообразным объединить данные функции в рамках общей программной библиотеки. Наиболее естественным способом создания такого рода библиотеки является

реализация подсистемы в виде группы контролов (controls). Объектная структура таких контролов позволит программисту легко взаимодействовать с GSM-терминалом и скроет процедуру взаимодействия компютер-терминал. Схема, приведенная на рис. 2, иллюстрирует возможные методы и свойства базового объекта COMTerm.

Базовая спецификация коммуникационного объекта

Рассмотрим примерную спецификацию искомого объекта. На рис. 2 представлен COMTerm объект в виде «черного ящика», у которого имеется ряд свойств и методов доступных «снаружи».

169

Рис. 2

Свойства данного объекта можно разделить на три основные части, а именно:

1. Свойства GET предназначены исключительно для получения программой неких данных от COMTerm объекта.

2. Свойства LET предназначены исключительно для передачи программой неких параметров, определяющих функционирование COMTerm объекта.

3. Общие функции реализуют некоторые общие методы взаимодействия прикладной программы с COMTerm объектом. Они могут как получать, так и принимать данные.

Назначение основных LET-свойств ^бъект^ COMTerm:

lComPort

lPortSpeed

lFlowControl

bDTR

bRTS

lTimeOut

Установить номер (й£П©ль?Уемого коммуникационного порта.

Установить скорЙСТВ вбмека данными.

Управление потоком(Дйнных.

Выставлять сигнал DTR.

Выставлять сигнал RTS.

Величина тайм-аута по ошибке соединения.

Назначение основных GET-свойств объекта COMTerm:

strResult

iCOMList

Строка-ответ GSM-терминала.

Массив, содержащий перечисление доступных коммуникационных портов.

170

Назначение основных методов (функций) объекта COMTerm:

iEnumirateCOM() Вернуть количество свободных COM-портов в системе.

bConnect() Подключиться к выбранному коммуникационному

порту.

Disconnect() Закрыть соединение с коммуникационным портом.

bExecute() Выполнить AT-команду.

Таким образом, типичный сеанс работы с СБМ-терминалом может выглядеть примерно следующим образом. (Предполагается, что все действия по открытию, инициализации и работе с коммуникационным портом выполняются объектом СОМТегт и приведенный пример является соответственно расшифровкой секции «Обмен данными с устройством», рис. 3).

Подключаемся к "COM4: 11 на скорости 19200 bps Коррекция ошибок: None (DTR=ON, RTS=OFF)

-¿ATZ ^OK ->ATE0 OK

AT+CGMI SIEMENS OK -¿AT+CGMM S45 OK AT+CGMR 23 OK AT+CGSN <-123456789123456 OK -¿AT+CSCS?

€+CSCS: "GSM" OK

Информация о телефоне, подключенном к порту "COM4: " Производитель: SIEMENS Модель телефона: S45

Серийный номер телефона: 123456789123456 Версия прошивки: 23

Кодовая страница: GSM___________________________________

Рис. 3

Дальнейшее развитие древа объектов

В предыдущем параграфе рассматривались общие принципы построения объекта, реализующего базовые функции взаимодействия компьютер-терминал. На основе этого класса предполагается создать объект GSMTerm, реализующий в себе общеупотребительные свойства мобильного телефона, такие как записная книжка, работа с SMS и т. д. Очевидно, что такой функционал также удобно организовать в виде отдельных объектов. Так, к примеру, объект «записная книжка» будет

инкапсулировать в себя все свойства работы с телефонной книжкой GSM-телефона и обладать такими свойствами как, редактирование, удаление, изменение и т. д.

Возможности применения предложенной библиотеки объектов

Согласно вышеописанной спецификации была создана структура классов, реализующих базовые функции протокола работы с GSM-терминалами. На данный момент ряд описанных классов используется в авторском проекте SMS Wizard 2.0 (http://www.sms-wizard.com). В настоящее время рассматривается возможность распространения данных классов в отдельной библиотеке объектов, доступной для сторонних программистов.

Список литературы

1. European Telecommunications Standards Institute (ESTI) ETS 300 916 «Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); AT command set for GSM Mobile Equipment (ME) (GSM 07.07 version 5.5.1)».

2. Siemens Mobile A30880-A10-A001 — 3-D376 (AT command set for S45 Siemens mobile phones and modems. Release/Version: 1.8).

Об авторах

М.В. Маленьков — аспирант, КГу.

М. А. Никитин — д-р физ.-мат. наук, проф., КГу.

УДК 004

ДА. Савкин

МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЕГИОНАЛЬНОГО «ЭЛЕКТРОННОГО ПРАВИТЕЛЬСТВА»

(на примере калининградской области)

Раскрывается понятие «электронное правительство» на региональном и федеральном уровнях. Описаны требования к интернет-порталу регионального «электронного правительства» и основные подходы к методике его проектирования.

A notion «e-government» on regional and federal level is presented. Requirements are described of internet-portal regional «e-gov-ernment» and basic approaches of a creation method.

1. Понятие «электронное правительство»

В последние годы как на государственном, так и на региональном и муниципальном уровнях интенсивно применяются информационнокоммуникационные технологии для повышения эффективности и ка-

171

Вестник КГУ. 2005. Вып. 1—2. Сер. Информатика и телекоммуникации. С. 170 — 174.