一种基于全国产CPU和OS的短信设备通用通信接口

摘要

本发明公开了一种基于全国产CPU和OS的短信设备通用通信接口，属于通信接口领域。上述通信接口针对短信设备的AT指令和常用功能提炼封装有针对短信设备常用功能接口，采用JNI技术实现供JAVA程序调用的接口、采用标准POSIXAPI实现串口通信函数库、使用分层设计实现设备通信和上层调用的隔离、使用C++的多态性设计了类继承层次关系。与现有技术相比，本发明的基于全国产CPU和OS的短信设备通用通信接口具有良好的通用性和可扩展性，具有很好的推广应用价值。

说明书

技术领域

本发明涉及通信接口领域，具体地说是一种基于全国产CPU和OS的短信设备通用通信接口。

背景技术

在信息安全的大背景下，各类信息安全成为一个至关重要的问题。近年来，我国政府投入大量财力、物力发展具有自主知识产权的信息技术软硬件产品，提高核心竞争力，保障我国信息安全。

核高基就是“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”的简称。高端通用芯片主要就是指电子计算机的中央处理器，是计算机产业中研发难度最大的。目前国产CPU主要有中国科学院计算技术研究所的龙芯CPU、国防科大的飞腾CPU和北大众志CPU。基础软件主要是指操作系统、数据库和中间件等，目前我国自主研发基础软件产品主要有中标麒麟操作系统、中科方德操作系统、神通数据库、金蝶中间件、东方通中间件等。

在国家的大力支持下，高端通用芯片和基础软件产品都有了长足的进步，产品的性能、稳定性、可靠性都有了很大的提高；中国科学院计算技术研究所龙芯3A处理器的性能和稳定性都进入了世界先进行列；国产操作系统也有了较大的进步，衍生了很多的基于国产操作系统的软件产品，如办公软件、数据库、中间件以及其他软件产品。

虽然我国自主研发的基础软硬件产品有了较大的发展，但是由于国产基础软硬件产品市场占有率非常低，生态环境很不完善，极少有外设厂商会研发基于国产CPU和OS的外接设备通信接口和软件产品。因此目前市场绝大多数的外接设备都无法在全国产环境使用，使得国产基础软硬件产品的推广和使用遇到了困难。以短信设备为例，目前市场绝大多数短信设备厂商提供了Windows操作系统的通信接口和软件，因此使用者不需要太多的投入就可以使用短信设备。

但是由于国产CPU的指令集和市场主流的intel、AMD产品不同，导致短信设备厂商的通信接口包和软件产品无法在基于国产CPU的整机上运行和使用。

发明内容

本发明的技术任务是针对上述现有技术的不足，提供一种具有良好的通用性和可扩展性的基于全国产CPU和OS的短信设备通用通信接口。

本发明的技术任务是按以下方式实现的：一种基于全国产CPU和OS的短信设备通用通信接口，其特点是针对短信设备的AT指令和常用功能提炼封装有针对短信设备常用功能接口，采用JNI技术实现供JAVA程序调用的接口、采用标准POSIX API实现串口通信函数库、使用分层设计实现设备通信和上层调用的隔离、使用C++的多态性设计了类继承层次关系。

进一步的，所述采用标准POSIX API实现串口通信函数库指：采用遵循POSIX标准的串口通信技术实现短信设备与国产服务器和PC的串口通信函数库。

所述分层设计指：将通用通信接口设计分为应用程序层、设备应用层、设备接口层、物理通信层；

应用程序层用于向应用程序提供短信设备通信接口调用，包括java应用程序、C/C++应用程序；

设备应用层基于C++语言的多态性设计，屏蔽底层设备的差异、对上层提供统一的接口；

设备接口层针对不同的短信设备实现了接口，向设备应用层提供调用接口；

物理通信层用于短信设备与服务器和PC通信接口的实现。

所述类继承层次关系为SmsApp类对应层次设计中的设备应用层，向应用程序层提供统一的调用接口，WaveCom和Seimens类对应设备接口层。

本发明的基于全国产CPU和OS的短信设备通用通信接口与现有技术相比具有以下突出的有益效果：

(1)、通过该本发明的通信接口可以实现全国产化环境下服务器、PC机与短信设备的通信，从而可以实现设置短信设备、控制短信发送接收、控制GPRS数据发送接收等功能。

(2)、该发明通信接口可以用于基于国产龙芯CPU和国产飞腾CPU的中标麒麟操作系统环境下的短信设备通信处理。

(3)、具有良好的通用性和可扩展性，可以支持目前市场主流的短信模块，并可以灵活的进行扩展以支持其他品牌短信设备。

(4)、可以被JAVA和C++语言所调用，支持国产环境下不同编程语言的调用。

(5)、具有良好的跨平台性，不但能运行在全国产环境下，只需要重新编译就可以运行在遵循POSIX标准的其他操作系统环境下。

附图说明

附图1是本发明通信接口分层设计的架构图；

附图2是本本发明通信接口设备接口层框图；

附图3是本发明通信接口类继承关系图。

具体实施方式

参照说明书附图以具体实施例对本发明的基于全国产CPU和OS的短信设备通用通信接口作以下详细地说明。

实施例：

本发明基于全国产CPU和OS的短信设备通用通信接口通过以下方案实施：

(1)、短信通用通信接口使用运行环境

硬件环境：龙芯 CPU、飞腾CPU、浪潮龙芯PC、浪潮龙芯服务器、浪潮飞腾服务器、短信设备。

软件环境：中标麒麟服务器操作系统（龙芯CPU）、中标麒麟服务器操作系统(飞腾CPU)、中标麒麟桌面操作系统(龙芯CPU)、OpenJDK。

(2)、短信通用通信接口程序设计概述

基于全国产CPU和OS的短信设备通用通信接口，需要具备良好的可扩展性、通用性，可以适用于市场主流的短信设备，同时也可以方便的在设计架构下进行扩展，以适用其他厂商短信模块。

基于全国产CPU和OS的短信设备通用接口基于开放式的设计架构，具备良好的通用性，可以适用市场上主流的wavacom、西门子等品牌短信模块，也可以在此架构下加入新的短信设备通信接口，而不需修改原有的代码，扩展性良好。

短信设备的控制指令采用AT指令，例如，查询SIM卡运营商信息、查询信号强度、设置短信发送格式、发送短信、通过GPRS上网等都可以通过向短信设备发送相应AT指令来实现；短信设备与宿主机的通信主要是通过串口方式。二次开发时，通过串口向短信模块发送AT指令控制短信模块，实现诸如发送短信、删除短信、读取短信、接打电话、收发GPRS数据等功能。

(3)、短信通用接口设计架构

(一)、短信通用接口的分层设计

基于全国产CPU和OS的短信设备通用通信接口设计架构采用了分层的设计思想，主要分为应用程序层、设备应用层、设备接口层和物理通信层，如附图1、2所示。

应用程序层负责向应用程序提供短信设备通信接口调用，包括java应用程序、C/C++应用程序；设备接口层针对不同的短信设备封装了不同的接口，设备应用层可以根据不同设置调用相应设备的接口。在设备接口层，针对wavecom、西门子短信模块分别设计了接口，而设备应用层可以屏蔽底层设备的差异，应用程序只需要通过应用程序层调用设备应用层接口，不需要直接调用设备接口层的接口。

采用该设计模式，不同层的程序完成不同的功能，底层程序向上层提供调用接口。当底层代码发生变化时，只需修改底层代码，不需修改上层代码。

二次开发时只需要传入配置参数或由配置文件就可以通过调用应用程序层接口驱动不同品牌的短信设备。 

(二)、短信通用通信接口采用的技术

全国产环境下，与短信设备通信的二次开发主要采用JAVA和C/C++语言，因此我们设计基于全国产CPU和OS的短信设备通用通信接口时考虑了JAVA应用程序调用。基于全国产CPU和OS的短信设备通用通信接口采用了JAVA JNI技术，使得基于全国产CPU和OS的短信设备通用通信接口同时具备JAVA语言和C/C++语言调用的能力。

基于国产CPU与OS的环境下，国产操作系统采用了遵循POSIX标准的API，因此基于全国产CPU和OS的短信设备通用通信接口采用标准POSIX接口进行串口通信开发。

 (三)、短信通用接口类设计

基于全国产CPU和OS的短信设备通用接口利用C++语言多态性的特征，SmsApp类对应层次设计中的设备应用层，向应用程序层提供统一的调用接口，WaveCom和Seimens类对应设备接口层。本发明利用C++的虚函数达到多态性目的，可以通过调用SmsApp的接口，来调用不同设备接口。该设计思想利用了C/C++的多态性，如下：

           class SmsApp

{

      SmsApp();

      visual SmsAt();

      ……

}

class WaveCom : public SmsApp

{

      WaveCom();

      SmsAt();

……

}

class Seimens : public SmsApp

{

      Seimens ();

      SmsAt();

      ……

}

上述类设计关系如附图3所示。