在這個萬物互聯的時代，物聯網應用以及深入到我們生活的方方面面，大到智慧城市、智能交通，小到行車記錄儀，各種穿戴設備，智能家居，都有物聯網應用的身影，讓我們感受到生活品質和檔次的提升。
那么作為程序員的我們，物聯網通信到底如何做呢？
本系列文章即將帶您一起走進物聯網系統開發的世界。也希望同行一起分享和討論物聯網相關知識和開發經驗。
首先看一下物聯網系統的整體架構，看上一篇文章：物聯網數據卡系統源碼——整體架構
本篇將講解物聯網系統中的通信模塊實現原理及相關內容
物聯網數據卡系統源碼——通信模塊
1.通信模塊的功能
系統發送指令信息到物聯網卡，物聯網卡接收到指令后做相應邏輯處理，並返回信息給系統。
2.通信模塊實現的原理
一般是通過運營商（移動、聯通、電信）提供的短信網關通信協議，來給物聯網數據卡發送信息。
三大運營商使用的協議不同，分別是：中國移動CMPP協議、聯通SGIP協議、電信SMGP協議。
具體的協議介紹這里就不展開了，參考閱讀：協議介紹
3.使用中國移動CMPP協議實現物聯網通信模塊
物聯網卡選任何一家運營商合作都沒有關系（但個人經驗，移動的信號是最好的。^_^根據自己情況選擇）
移動使用的是CMPP協議，此協議2001年出了CMPP2.0版，之后持續升級過CMPP2.1，到2002年出了CMPP3.0版之后就未升級過，一直很穩定，能滿足各種應用需求。CMPP3.0擴展手機號為32位，增加了號碼類型和linkid等字段，做物聯網卡當然選擇支持擴展更多且最穩定的CMPP3.0版本。
下面介紹一款程序，此程序為中國移動CMPP協議程序接口，適合在中國移動申請了短信發送端口的公司使用。
本程序功能包括：
1、支持Cmpp2.0、3.0協議；
2、支持一般的短信發送、上行短信接收、狀態報告；
3、支持長短信，包括下發長短信、上行接收長短信；
4、支持Ms Sql數據庫、MySql數據庫；
5、支持普通手機號和物聯網卡；
6、集成了郵件群發功能；
7、支持擴展號；比如你的發送號碼是1008622，可以擴展成100862201、100862202等
程序適用於Cmpp3.0、Cmpp2.0協議，可用.Net任何版本編譯。短信Win服務程序+MsSql/MySql數據庫源碼，直接配置好win服務並啟動，自己只需往數據庫里面寫入數據就可以發送短信，接收的短信保存在另一張表中，讀取即可收到上行短信。
4.設計原則
軟件設計的基本原則是“高內聚，低耦合”，本模塊遵循此原則。
此類涉及通訊的應用中，短信通信部分本身是可以不帶任何業務邏輯的，即只負責短信收發這一單一功能，所以可以設計成獨立模塊與其他業務處理模塊分開，實現松耦合，獨立分布式部署。
短信通訊模塊從數據庫讀取待發送短信數據，然后放入緩存隊列進行多線程發送，這樣其他模塊只需要往數據庫插入數據，就可以發送短信，從而實現了跨語言和跨平台。不管業務系統使用JAVA、PHP、C#、Python或者其他語言，也不管業務系統是在Windows還是在Linux系統部署，只要可以遠程訪問數據庫，就可以使用短信通訊模塊的短信收發功能。
通信模塊每天的發送量比較大，每時每刻都在持續運行，這就必須能實現獨立部署，提高性能，同時也不影響其他業務功能的性能。
5.程序實現
程序設計成一個Windows服務的形式，可以安全的駐存在系統中穩定運行，防止人為因數關閉程序。同時設計成支持Sql Server和MySql兩種數據庫，且可以通過修改配置項來實時切換。
根據功能不同又可以細分成專門負責實現CMPP協議格式，與移動網關通信的模塊，和專門讀取數據庫數據，處理發送任務的Windows服務模塊。
上圖代碼為短信win服務代碼截圖，相關代碼模塊解釋：
Xiaoy.SMS項目：為短信組件源碼，負責實現CMPP協議並與短信網關通信.
SMSWinService項目: 短信服務源碼，負責讀取數據庫待發短信並發送以及上行短信的接收，當然還包括windows服務的安裝等功能.
SMSTest項目:短信測試程序源碼，Windows桌面程序，用於短信調試.
上圖為短信調試小程序截圖。短信程序開發好之后，聯調是一個繁瑣的工作，因為協議參數就有幾十個，任何一個參數填寫錯誤都有可能導致短信發送不成功，這就需要有一款調試工具來幫忙了，有時候不是你的程序編碼有問題，而是移動運營商那邊沒幫你配置好，或者你填的參數輸入錯誤，造成了發送失敗。遇到這種情況，可以通過發送后返回的狀態（見上圖中紅色日志）來判斷是哪里的問題。
短信發送流程如下：
第一步：程序發送Submit包到網關，網關會返回SubmitResp包，根據包中的Result的值來判斷是否發送成功。
result=0代表發送成功，其他代表失敗，失敗的原因可以查詢返回碼的意義：返回碼說明
這時候只是發送到了網關，至於網關是否成功發送到用戶手機或物聯網卡，尚不知道。比如用戶手機關機，或物聯網卡未插入設備中則收不到短信。
第二步：當短信網關成功發送短信到用戶手機卡或物聯網卡上時，會返回狀態報告給SP端（即本程序）。
如果狀態報告中的結果是DELIVRD，則證明信息已經成功發送到物聯網卡，並成功接收到。
也就是說，當第一步result=0的時候，基本SP的發送任務完成了，如果收不到也是卡的問題（欠費、關機、未插卡等）。
第二步是更精確的知道卡是否收到信息，但有可能一兩天才會返回。要接收狀態報告，需要在提交Submit包的時候把“RegisteredDelivery”字段設為1。
上圖為短信網關模擬器工具截圖。在本地測試需要用到短信網關模擬器。
由於篇幅有限，本文從整體講解一個大概，未完待續。
本系列文章將繼續開新篇講解CMPP協議模塊的實現，和SMSWindows服務模塊的實現，歡迎持續關注。小y的QQ 271963990
| 提綱 1 物聯網數據卡系統源碼——前篇 2 物聯網數據卡系統源碼——通信模塊 2.2 協議封裝和實現 3 物聯網數據卡系統源碼——Windows服務模塊 3.1 Windows服務模塊概述 3.2 Windows服務模塊實現 3.3 高並發回調處理 3.4 部署安裝 |