基于J2ME的手機短信選課系統(tǒng)的研究*

陳素清，段渭軍，楊曉明

（西北工業(yè)大學 電子信息學院，陜西 西安 710072）

基于J2ME的手機短信選課系統(tǒng)的研究*

陳素清，段渭軍，楊曉明

（西北工業(yè)大學 電子信息學院，陜西 西安 710072）

為使選課系統(tǒng)更加靈活方便，本文提出基于手機短信服務的選課方式，這種選課方式是網(wǎng)上選課的重要補充。本研究以無線通信技術為基礎，采用C/S結構，以手機為客戶端，構建基于手機短信服務的選課系統(tǒng)。該選課系統(tǒng)為廣大師生提供隨時隨地方便快捷的選、退課和課程查詢等功能，大大提高了高校教學管理效率。

選課系統(tǒng)；短信中心；短消息

隨著計算機網(wǎng)絡技術的迅猛發(fā)展和信息化的逐步深入，教學管理信息系統(tǒng)在高校中的應用日趨廣泛。同時，由于學分制的推廣以及學生在課程選修方面的自由度逐漸增加，因此迫切需要建立相應的信息系統(tǒng)對學生的選課進行有效管理。網(wǎng)上選課系統(tǒng)的開發(fā)和應用在高校中層出不窮，為廣大師生提供了方便的選課手段。

隨著移動通信技術和移動互聯(lián)網(wǎng)技術的飛速發(fā)展，手機已成為人們生活和學習上不可或缺的工具。目前各高校紛紛開展移動學習研究和移動信息化平臺建設，移動學習、移動辦公將會成為高校學習和管理中必不可少的方式。基于手機短信的選課系統(tǒng)是高校教務管理信息化平臺建設中一個重要的組成部分，是現(xiàn)有選課系統(tǒng)的重要補充，為廣大師生提供隨時隨地方便快捷的選、退課和課程查詢等功能，大大提高了高校教學管理效率。

一、選課系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

1.選課方式的發(fā)展

在計算機普及以前，選課工作都是人工操作的，從選課到維持正常的課程運轉是一個極其繁雜的過程，一個小小的疏漏，就可能影響到全校正常的教學。由此可見人工選課具有耗時長、工作量大、學生選課擁擠、不易管理且容易出錯等缺點。

隨著計算機的普及和網(wǎng)絡技術的發(fā)展出現(xiàn)了計算機選課系統(tǒng)，早期的網(wǎng)絡選課系統(tǒng)多采用客戶機/服務器（C/S，Client/Server）模式，這種模式需要在每一臺參加選課的計算機上都安裝選課管理系統(tǒng)，導致學生們只能在指定的時間、地點、有限的數(shù)臺計算機上選課。這對于選課人數(shù)較多，特別是近幾年大規(guī)模擴招后的高校來說并不是一個理想的解決方案。隨著Internet技術的日益成熟、Web技術的發(fā)展，選課系統(tǒng)出現(xiàn)了瀏覽器/服務器（B/S，Browser/Server）模式，它克服了 C/S 體系結構必須在客戶端安裝程序的麻煩，具有不限時間、地點，可移動辦公等優(yōu)點。鑒于此，新一代的選課管理系統(tǒng)中廣泛地應用B/S結構，實現(xiàn)了異地訪問和瀏覽，極大地拓展了管理系統(tǒng)的時間性和空間性。

2.選課系統(tǒng)的現(xiàn)狀

目前各大高校基本使用基于B/S結構的選課系統(tǒng)進行學生選課工作，但是由于各高校的辦學條件差異性大，教學要求及辦學特色不同，對選課系統(tǒng)的要求也不同。為了適應各校的辦學條件和教學要求，很多綜合性大學開始自主開發(fā)選課系統(tǒng)并逐步投入實踐使用。北京大學、清華大學、中山大學等學校各自開發(fā)了網(wǎng)上選課系統(tǒng)。近期上海交通大學對學校原選課系統(tǒng)進行全面升級，整合了培養(yǎng)計劃、選課、注冊收費、學籍管理、教學評估、考試成績、PRP和畢業(yè)設計等各項業(yè)務模塊于一體，升級后的系統(tǒng)稱為上海交通大學教學信息服務網(wǎng)，教師和學生能夠通過校園網(wǎng)和教學信息服務網(wǎng)完成教學活動過程各個環(huán)節(jié)的工作和學習，完成查看教務公告信息、查詢課程表、考試安排、成績信息等。

但是目前基于Web的教學信息管理系統(tǒng)的發(fā)展也存在很多不足，對于有線接入用戶有很多的限制，如教師和學生要想瀏覽教學信息就必須坐在聯(lián)網(wǎng)的PC前進行，出于對安全的考慮甚至一些不在校內的學生想要瀏覽相關信息也是受限的。同時學生只能上網(wǎng)才能得到相關的信息，對于不經(jīng)常上網(wǎng)的學生可能會錯失很多有用的通告，如考試安排、課程調整通告等，而延誤工作。

3.選課系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

基于現(xiàn)有網(wǎng)絡教學管理系統(tǒng)的缺陷，個別高校開始嘗試無線移動終端在高校教學工作中的應用。北京大學現(xiàn)代教育中心網(wǎng)絡教學平臺中的短信息服務，向用戶提供借閱圖書到期歸還短信提醒、E-mail來信通知、訂閱欄目等。[1]華中師范大學的教務短信服務系統(tǒng)實現(xiàn)了師生注冊、通知公告、成績查詢、學分查詢、課表查詢、信息定制等功能。西南交通大學移動教務系統(tǒng)為老師學生提供及時且不受地域限制的信息訪問平臺，用戶可免費接收學校發(fā)送的重要通知、課程提醒、成績通知等，同時也可編輯短信指令到指定號碼，查詢個人任課信息、成績、選課、通知、校車車次等重要信息。[2]

綜上所述，手機在高校管理中的研究應用已經(jīng)初見端倪，為我們的研究提供了很好的范例。本研究著眼于教務管理系統(tǒng)的子系統(tǒng)——基于手機短信的選課系統(tǒng)。一般學校在選課期間機房比較擁擠，在集中選課的時候，學生可能正在校外實習，不具備有線上網(wǎng)的條件，不能及時地進行選課，基于手機選課系統(tǒng)可以幫助學生隨時隨地進行選課。

二、J2ME體系結構

J2ME是針對移動信息設備的Java版本。J2ME包含了幾個稱為配置（configuration）、簡檔（profile）和可選包的組件，[3]如圖1所示。每一種配置和簡檔的有效組合針對一種特定的設備。配置提供了最基本和一般的語言功能。簡檔在配置之上，它支持更高級的API，如圖形用戶界面（GUI）、永久性存儲、安全和網(wǎng)絡連接。可選包可以與標準簡檔綁定以滿足特定的應用程序需求。

圖1J2ME組件

J2ME由VM、Configuration和Profile三層組成，為了適應移動信息設備內存少、速度慢和I/O差的特點，J2ME針對VM、Configuration和Profile三層做了特殊的實現(xiàn)。在VM層，J2ME在手機上移植了KVM；在Configuration層，J2ME規(guī)定了CLDC，適用于雙向網(wǎng)絡連接、但是硬件資源有限的設備；在Profile層，J2ME規(guī)定了MIDP，適用于手機或雙向尋呼機。[4]

三、基于手機短信選課系統(tǒng)的設計

1.系統(tǒng)功能設計

從目前國內各高校的選課情況來看，選課系統(tǒng)的用戶分為三類群體：教務管理員、教師和學生。通過查閱大量資料，結合我校選課流程及特點設計了手機短信選課系統(tǒng)的功能，具體的功能模塊如圖2所示。該系統(tǒng)主要的用戶面向廣大學生和任課教師。作為瀏覽器模式的補充，為學生提供短消息選課功能，包括：選課、退課、選課信息查詢等；為教師提供短消息查詢功能，包括：自己所擔任課程的選課情況等。

圖2手機短信選課系統(tǒng)的功能模塊

2.系統(tǒng)架構設計

傳統(tǒng)的Web選課系統(tǒng)大都采用B/S模式，只要PC聯(lián)網(wǎng)就可以訪問選課系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用C/S模式架構，實現(xiàn)與現(xiàn)有選課系統(tǒng)的無縫接入融合。具體的短信系統(tǒng)結構如圖3所示。

圖3短信系統(tǒng)結構

客戶端與服務器之間的交互依靠短信中心這個“中轉站”，通過 GSM（Global System for Mobile Communications，全球通）網(wǎng)絡來完成。短信中心通過串口與PC連接和通信。

本系統(tǒng)以原有選課系統(tǒng)為基礎，在不影響原有系統(tǒng)正常運行和使用的情況下增加短消息選課功能以擴充原有的選課系統(tǒng)，使選課接入方式更加靈活方便，且選課不受時間、地域、場所限制。在原有Web選課服務器的基礎上，系統(tǒng)新增了短消息中心，用于進行短消息處理。同時加入了手機無線接入方式，且在手機客戶端還需要安裝移動選課客戶端軟件才能進行選課。

客戶端啟動軟件后生成用戶界面，為用戶進行其他操作做準備。用戶通過客戶端軟件選擇課程后，軟件自動將選擇信息打包成短消息形式，發(fā)送到短信中心，短信中心再將消息發(fā)送到服務器接口模塊。服務器接口模塊對短信內容進行解析，提取用戶的提交請求，轉化為對數(shù)據(jù)庫的訪問操作。[5]從數(shù)據(jù)庫返回處理結果后，服務器接口模塊對處理結果進行封裝并利用AT（Application Terminal，彩信上行）命令發(fā)送到短信中心，經(jīng)短信中心中轉，最終把結果返回給客戶端。

四、系統(tǒng)開發(fā)實現(xiàn)思路

1.短信中心的構建

本系統(tǒng)采用短消息形式實現(xiàn)客戶端和服務器之間的交互，二者之間的交互要通過一個中介——短信中心來完成。構建短息中心可以選擇通過互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關短信或用戶直接應用短信貓。互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關短信傳輸速度快、吞吐量大，適合每小時進出上萬條短信的大規(guī)模短信通訊，但是它完全依賴于第三方運行商的支持，且不支持跨公司運行。[6]短信貓不需要連接互聯(lián)網(wǎng)，且短信響應級別比網(wǎng)關短信高，實時性好，能夠跨平臺。因此本系統(tǒng)采用短信貓與一臺計算機構成手機短信處理平臺——短信中心。

2.客戶端軟件開發(fā)

利用手機短信進行成績查詢已經(jīng)成為可能，考生只需要發(fā)送考號和身份證號到短信平臺，短信平臺接收到查詢請求后進行相應的邏輯處理，并將處理結果反饋到客戶端。但是在選課系統(tǒng)中靠手工編寫短信是不可取的。手工編寫短信效率較低，不符合短信選課方便快捷的設計理念；另一方面手工編輯的短信格式難以統(tǒng)一，勢必造成服務器端解析的困難。[7]因此本系統(tǒng)欲采用大多數(shù)手機都支持的J2ME移動應用開發(fā)平臺進行客戶端開發(fā)，實現(xiàn)短消息的自動生成、發(fā)送與接收。

本系統(tǒng)需要通過無線網(wǎng)絡以短消息的形式與服務器端進行通信，具體的架構如圖3所示。短信貓相當于一部GSM手機，對于客戶端的開發(fā)來說短信通信只要實現(xiàn)手機端與短信貓通信即可，不考慮服務器端的通信。系統(tǒng)采用J2ME提供的WMA（WirelessMessage API）可選包，實現(xiàn)移動Java對等體之間通過SMS（Short Messaging Service）互相通信。

3.服務器接口模塊開發(fā)

基于短信的選課系統(tǒng)需要跨越移動無線網(wǎng)絡與現(xiàn)有Web選課系統(tǒng)進行交互，但是本系統(tǒng)還涉及到后端服務器向學生發(fā)送消息。由于現(xiàn)有Web選課系統(tǒng)是用JSP開發(fā)，基于J2SE架構。J2SE的通用連接框架可選包（Generic Connection Framework Optional Package for J2SE）JSR197提供了用于J2SE的GCF（Global Certification Forum，全球認證論壇）實現(xiàn)，因此可以將WMA移植到Java平臺上，但是J2ME還不行。本系統(tǒng)采用Java SMS工具來實現(xiàn)后端SMS的接收與發(fā)送。對象XP的JSMS（v1.6）包提供一種容易使用的Java SMS API，它運行在J2SE計算機上，為了讓PC發(fā)送和接收所有的SMS消息，我們采用PC通過串口連接GSM電話（GSM-Modem）的方式實現(xiàn)。[8]JSMS將外發(fā)的SMS消息傳給GSM電話，該電話再將該消息發(fā)出。當有新的SMS消息進入時，該電話發(fā)送一個信號到這個串行端口，于是監(jiān)視JSMS服務器線程接收消息。系統(tǒng)服務器與短信貓之間通過AT指令進行交互，完成短信的發(fā)送和接收，在收發(fā)時采用被廣泛應用的PDU模式和傳輸中文信息必須使用的UNICODE編碼方式。

五、結論

移動通信技術和移動互聯(lián)網(wǎng)技術的飛速發(fā)展，促使手機的應用越來越普遍。將手機短信服務應用于選課系統(tǒng)作為網(wǎng)絡選課的輔助手段，可以使選課系統(tǒng)更加人性化，更便于使用。☉

[1]丁新慧．基于移動終端的教務管理信息系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]．成都：四川師范大學，2008.

[2]西南交通大學移動教務系統(tǒng).http://dean.sw jtu.edu.cn/mobile/.

[3]M ichael Juntao Yuan.J2ME移動應用程序開發(fā)[M].北京：清華大學出版社，2004:13.

[4]盧軍.J2ME應用程序開發(fā)-手機、PDA程序開發(fā)捷徑[M].北京：中國鐵道出版社，2002:14-15.

[5]劉輝玲,葉峰.基于GSM模塊的考試成績短信發(fā)布系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].電腦知識與技術.2007（14）:359-360.

[6]黃明芳.基于手機短信的公交信息查詢系統(tǒng)的研究[D].福州：福建農林大學,2008.

[7]楊超,陳璐.基于手機短信的訂餐系統(tǒng)的設計與開發(fā)[J].計算機工程與設計,2008（1）:472-476.

[8]M ichael Juntao Yuan.J2ME移動應用程序開發(fā)[M].北京：清華大學出版社，2004:124.

（編輯：楊馥紅）

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1673-8454（2010）13-0044-03

*基金來源：本文受“西北工業(yè)大學研究生創(chuàng)業(yè)種子基金”資助（項目批準號：Z2010029），課題名稱“基于智能手機的校園向導系統(tǒng)研究與實現(xiàn)”。