物联网数据卡系统源码——通信模块整体概述

在这个万物互联的时代，物联网应用以及深入到我们生活的方方面面，大到智慧城市、智能交通，小到行车记录仪，各种穿戴设备，智能家居，都有物联网应用的身影，让我们感受到生活品质和档次的提升。

那么作为程序员的我们，物联网通信到底如何做呢？

本系列文章即将带您一起走进物联网系统开发的世界。也希望同行一起分享和讨论物联网相关知识和开发经验。

首先看一下物联网系统的整体架构，看上一篇文章：物联网数据卡系统源码——整体架构

本篇将讲解物联网系统中的通信模块实现原理及相关内容

物联网数据卡系统源码——通信模块

1.通信模块的功能

系统发送指令信息到物联网卡，物联网卡接收到指令后做相应逻辑处理，并返回信息给系统。

2.通信模块实现的原理

一般是通过运营商（移动、联通、电信）提供的短信网关通信协议，来给物联网数据卡发送信息。

三大运营商使用的协议不同，分别是：中国移动CMPP协议、联通SGIP协议、电信SMGP协议。

具体的协议介绍这里就不展开了，参考阅读：协议介绍

3.使用中国移动CMPP协议实现物联网通信模块

物联网卡选任何一家运营商合作都没有关系（但个人经验，移动的信号是最好的。^_^根据自己情况选择）

移动使用的是CMPP协议，此协议2001年出了CMPP2.0版，之后持续升级过CMPP2.1，到2002年出了CMPP3.0版之后就未升级过，一直很稳定，能满足各种应用需求。CMPP3.0扩展手机号为32位，增加了号码类型和linkid等字段，做物联网卡当然选择支持扩展更多且最稳定的CMPP3.0版本。

下面介绍一款程序，此程序为中国移动CMPP协议程序接口，适合在中国移动申请了短信发送端口的公司使用。

本程序功能包括：

1、支持Cmpp2.0、3.0协议；

2、支持一般的短信发送、上行短信接收、状态报告；

3、支持长短信，包括下发长短信、上行接收长短信；

4、支持Ms Sql数据库、MySql数据库；

5、支持普通手机号和物联网卡；

6、集成了邮件群发功能；

7、支持扩展号；比如你的发送号码是1008622，可以扩展成100862201、100862202等

程序适用于Cmpp3.0、Cmpp2.0协议，可用.Net任何版本编译。短信Win服务程序+MsSql/MySql数据库源码，直接配置好win服务并启动，自己只需往数据库里面写入数据就可以发送短信，接收的短信保存在另一张表中，读取即可收到上行短信。

4.设计原则

软件设计的基本原则是“高内聚，低耦合”，本模块遵循此原则。

此类涉及通讯的应用中，短信通信部分本身是可以不带任何业务逻辑的，即只负责短信收发这一单一功能，所以可以设计成独立模块与其他业务处理模块分开，实现松耦合，独立分布式部署。

短信通讯模块从数据库读取待发送短信数据，然后放入缓存队列进行多线程发送，这样其他模块只需要往数据库插入数据，就可以发送短信，从而实现了跨语言和跨平台。不管业务系统使用JAVA、PHP、C#、Python或者其他语言，也不管业务系统是在Windows还是在Linux系统部署，只要可以远程访问数据库，就可以使用短信通讯模块的短信收发功能。

通信模块每天的发送量比较大，每时每刻都在持续运行，这就必须能实现独立部署，提高性能，同时也不影响其他业务功能的性能。

5.程序实现

程序设计成一个Windows服务的形式，可以安全的驻存在系统中稳定运行，防止人为因数关闭程序。同时设计成支持Sql Server和MySql两种数据库，且可以通过修改配置项来实时切换。

根据功能不同又可以细分成专门负责实现CMPP协议格式，与移动网关通信的模块，和专门读取数据库数据，处理发送任务的Windows服务模块。

上图代码为短信win服务代码截图，相关代码模块解释：

Xiaoy.SMS项目：为短信组件源码，负责实现CMPP协议并与短信网关通信.
SMSWinService项目: 短信服务源码，负责读取数据库待发短信并发送以及上行短信的接收，当然还包括windows服务的安装等功能.
SMSTest项目:短信测试程序源码，Windows桌面程序，用于短信调试.

下载

上图为短信调试小程序截图。短信程序开发好之后，联调是一个繁琐的工作，因为协议参数就有几十个，任何一个参数填写错误都有可能导致短信发送不成功，这就需要有一款调试工具来帮忙了，有时候不是你的程序编码有问题，而是移动运营商那边没帮你配置好，或者你填的参数输入错误，造成了发送失败。遇到这种情况，可以通过发送后返回的状态（见上图中红色日志）来判断是哪里的问题。

短信发送流程如下：

第一步：程序发送Submit包到网关，网关会返回SubmitResp包，根据包中的Result的值来判断是否发送成功。

result=0代表发送成功，其他代表失败，失败的原因可以查询返回码的意义：返回码说明

这时候只是发送到了网关，至于网关是否成功发送到用户手机或物联网卡，尚不知道。比如用户手机关机，或物联网卡未插入设备中则收不到短信。

第二步：当短信网关成功发送短信到用户手机卡或物联网卡上时，会返回状态报告给SP端（即本程序）。

如果状态报告中的结果是DELIVRD，则证明信息已经成功发送到物联网卡，并成功接收到。

也就是说，当第一步result=0的时候，基本SP的发送任务完成了，如果收不到也是卡的问题（欠费、关机、未插卡等）。

第二步是更精确的知道卡是否收到信息，但有可能一两天才会返回。要接收状态报告，需要在提交Submit包的时候把“RegisteredDelivery”字段设为1。