基于ARM11的3G信息推送系統

馬 軍，王海兮

0 引言

隨著移動互聯網的蓬勃發展，網絡信息量也以指數規律迅猛增長和擴展，在信息爆炸的移動互聯時代，從海量的信息中檢索有用的信息是一種被動的服務方式，資源獲取效率極低［1］。

在移動互聯時代，如何綜合利用多種通信手段，將海量信息及時，準確，有效的推送給用戶，滿足用戶的信息需求，成為一個亟待解決的問題。傳統信息推送系統，受限于電信網接入點固定，網絡帶寬低，推送內容單一等特點，推送能力較弱，隨著3G移動通信網絡的普及，多業務、高帶寬、不受接入點限制的嵌入式3G通信平臺成為解決推送業務智能化、推送內容多樣化、推送設備小型化的重要途徑［2］。文中介紹基于ARM11的3G信息推送系統可全天候按預先編制的推送計劃，自動對目標客戶群體進行定制信息推送，可應用于商業廣告、政策宣貫和信息服務等多個領域。

1 系統的結構

3G信息推送系統基于移動通信網絡，可同時向移動網手機用戶推送語音和短信，向電信網電話用戶推送語音，向電信網傳真用戶推送傳真，并向互聯網上的平板電腦、筆記本和PC機推送互聯網信息。因此，系統的推送對象同時覆蓋了移動通信網、PSTN程控電話網和互聯網。為了實現多業務、大批量并發推送的目標，系統采用專門的控制臺集中生成推送內容和執行推送任務調度，由于傳真數據不能直接在移動通信網和PSTN網之間進行通信，系統設計了傳真服務器提供傳真網關服務，完成傳真推送業務的代理轉發功能。系統的網絡結構如圖1所示。

圖1 系統的網絡結構Fig．1 Network structure of the system

2 系統的技術特點

傳統的電話營銷系統不能完成短信及互聯網信息推送功能;而短信群發裝置不支持語音和傳真業務的推送;并且基于2G的移動通信技術決定了語音和數據業務不能并發使用。針對上述問題，系統利用3G技術中語音、數據業務可并存的特點，對無線射頻單元進行多路集成，以終端的形式實現了語音、短信、數據業務的多路并發推送;同時通過將移動傳真發送分解為無線數據傳輸和PSTN網關代理兩個階段，解決了傳真業務在移動網絡中發送的問題。

系統具有以下技術特點:

多業務并發——系統支持電話語音、短信文本、傳真圖像和互聯網信息的并行發送;

多通路并發——系統提供對多路3G推送線路的語音和數據信道資源的集中管理和控制，采用任務調度系統探測所有線路資源的忙閑狀態自動觸發新的任務，提高了推送效率。

業務質量好——系統為所有線路設計獨立的硬件單元，從物理線路、邏輯信道到控制接口，推送線路之間耦合度很低，相互的影響極小，在擴展系統線路資源同時，保障了業務的穩定性。

3 總體設計

系統由控制臺、推送設備和傳真服務器3部分組成。業務控制系統運行于windows平臺，主要對號碼資源、內容資源、線路資源和系統信息等進行配置和管理。推送設備基于ARM11和Linux系統，接受系統任務調度指令，為語音、短信、傳真及互聯網信息推送提供無線信道接入;傳真服務器接收來自移動通信網的傳真內容，以標準PSTN傳真業務進行發送。系統的功能組成如圖2所示。

圖2 系統的功能組成Fig．2 Functional constitution of the system

4 設計實現

4． 1 ARM11 平臺

推送設備以低功耗高性能的ARM11處理器S3C6410［3］為核心，主頻高達800 MHz。處理器集成一體化電源管理芯片、256 MB內存和1GBNAND FLASH等外圍電路，典型功耗小于0．5 W;提供4路UART接口和1路USB HOST接口，可用于無線射頻單元的AT指令集通信和數據通信;提供PCM音頻接口可用于無線射頻單元的音頻接口通信;此外還提供SD卡、音視頻輸入輸出等接口。處理器不支持直接擴展以太網接口，可通過數據總線外接以太網控制器的形式進行擴展。無線射頻單元是系統與移動通信網進行通信的基本接口單元，其中每條線路為一個獨立單元，具備復位、開關電及喚醒功能等［4］。ARM11平臺的硬件設計如圖3所示。

圖3 ARM11平臺的硬件設計Fig．3 Hardware design of ARM11 platform

4． 2 嵌入式Linux軟件架構

推送設備以嵌入式Linux操作系統為軟件平臺，其軟件主要包括操作系統、驅動程序和應用程序［5］等，其中驅動程序包括無線射頻單元的驅動、NAND FLASH驅動、虛擬串口驅動和以太網接口驅動等，軟件的架構如圖4所示。

圖4 嵌入式Linux軟件架構Fig．4 Software architecture of embedded Linux

以無線模塊驅動為例，由于處理器USB接口資源有限，為擴展多路無線射頻單元，系統使用USB HOST接口外接USB HUB擴展出多路USB接口。其中USB HOST接口的驅動移植如下:

1)修改內核:添加對USB、OHCI HOST HCD支持。

2)初始化時鐘:配置相關USB－HOST功能的時鐘，該時鐘可以通過EPLL提供。部分代碼如下:

#ifdefCONFIG_USB_OHCI_HCD

if(S3C_USB_CLKSRC_EPLL==1){

writel((readl(S3C_CLK_SRC)＆ ～S3C_CLKSRC_UHOST_MASK)|S3C_CLKSRC_EPLL_CLKSEL|S3C_CLKSRC_UHOST_EPLL，S3C_CLK_SRC);

writel((readl(S3C_CLK_DIV1)＆ ～S3C_CLKDIVN_UHOST_MASK)

|(0x3＜＜20)，S3C_CLK_DIV1);}

else{writel(readl(S3C_CLK_SRC)＆ ～S3C_CLKSRC_UHOST_MASK，S3C_CLK_SRC);

writel(readl(S3C_OTHERS)|S3C_OTHERS_USB_SIG_MASK，S3C_OTHERS);

writel(readl(S3C_CLK_DIV1)＆ ～S3C_CLKDIVN_UHOST_MASK，S3C_CLK_DIV1);}

writel(readl(S3C_HCLK_GATE)|S3C_CLKCON_HCLK_UHOST|S3C_CLKCON_HCLK_SECUR，S3C_HCLK_GATE);

writel(readl(S3C_SCLK_GATE)|S3C_CLKCON_SCLK_UHOST，S3C_SCLK_GATE);

#endif

4． 3 多業務并發

系統通過3G移動網絡的電路域和數據域實現多業務并發，在電路域以AT指令的操作方式進行短信、語音的并行推送;在數據域以網絡路由的方式接入互聯網，將互聯網信息直接推送到互聯網終端上，如果是傳真業務，則以無線數據傳輸的方式將待發送內容發送到傳真服務器上，由傳真服務器完成PSTN網傳真推送。

(1)短信推送

控制臺生成短信文本信息，添加推送對象號碼、進行推送線路測定，并將上述信息從網口發給推送設備;推送設備將收到的短信內容進行編碼。目前發送短消息常用Text和PDU兩種模式，系統選用可同時支持中英文短信的PDU模式設計，根據PDU的編碼協議，推送設備將SMSC(短消息中心號碼)、TP－DA(推送對象號碼)及短信內容的UCS2編碼進行協議封裝，然后使用短信發送AT指令由任務調度系統指定的線路發出去。

(2)語音推送

控制臺生成pcm或wav格式的語音信息，添加推送對象號碼、進行推送線路測定，在執行語音推送任務前，先將語音內容以FTP方式上傳到推送設備的語音文件保存目錄，并從任務調度系統指定的線路發出電話呼叫AT指令，與推送對象建立話音通道，之后推送設備從語音文件保存目錄中讀取待發送的語音文件，由之前建立的話音通道輸出。

由于S3C6410處理器僅提供1個最大支持16 bit有效字寬的PCM接口，而無線射頻單元的PCM接口僅支持8比特A率或μ律PCM語音，因此處理器正常情況最多可同時支持2路8 bit的PCM音頻流，沒有足夠的音頻通道完成多路語音并發功能。處理器默認的PCM接口時序如圖5所示，PCMCODEC_CLK是外部提供的2 MHz時鐘源，PCMSCLK是處理器分頻產生的256 kHz數據鐘，幀同步信號 PCMSYNC為8 kHz，每幀可傳輸32 bit，前16 bit傳輸數據，后面bit不處理。

圖5 默認的PCM接口時序Fig．5 Defaulted PCM interface timing

通過修改處理器分頻寄存器設置，產生1 024 kHz的 PCMSCLK，64 kHz的 PCMFSYNC，則原來的一幀時間則可以傳輸8幀，每幀16 bit，前8 bit傳輸通道號，后8 bit傳輸PCM音頻數據，則可以實現將1個PCM音頻通路擴展為8路PCM音頻通路。擴展后的PCM接口時序如圖6所示。

圖6 擴展的PCM接口時序Fig．6 Extended PCM interface timing

經過線路擴展的PCM音頻流到達PCM物理通路對端后，根據解析出的通路號將從線路上還原出的PCM音頻流分別輸出到對應的無線射頻單元PCM編解碼器接口上。

3)傳真及互聯網信息推送

控制臺生成傳真文件，添加推送對象號碼，進行傳真線路測定，將傳真文件以FTP方式發送到傳真服務器的待發目錄，傳真服務器定時掃描查找待發的傳真文件，并以標準的T30傳真協議與目標傳真用戶進行通信。互聯網信息包括微博、郵件等，控制臺基于推送設備提供的網絡路由服務登陸互聯網，添加微博賬號群、郵件地址群等目標信息，調用互聯網服務商提供的API接口或模擬http請求，將待發的微博、郵件等批量發送。

5 結語

當前3G移動通信網絡全面普及、3G終端無處不在，除了手持用戶，包括平板電腦、POS終端、監控設備、身份認證設備及車載互聯網等都應用了3G技術。應用該系統可實現在3G網絡覆蓋區域內，隨時隨地對批量的目標用戶群體進行多業務的信息推送服務，可應用于企業宣傳與產品推廣、web網站或金融機構交互式驗證碼認證、指定用戶的備忘與提醒系統、語音識別系統的遠程授權認證、無紙化移動傳真收發系統、氣象與地質災害信息預警［6］等，甚至在一些企業突發事件和政府公共事件的處理中也可以應用。

［1］ 熊曉莉，侯永廣．基于信息推送技術的移動學習探討［J］．信息技術，2012(04):56－58．

XIONG X L，HOU Y G．Discussion on Mobile Learning based on Information Push Technology［J］．Information Technology，2012(04):56－58．

［2］ 廖軼宸．基于移動網絡的混合型信息推送系統的研究［J］．計算機工程與設計，2012，33(08):3268－3272．

LIAO Y C．Research of Mixed Information Push System based on the Mobile Network［J］．Computer Engineering and Design，2012，33(08):3268－3272．

［3］ 陳安全，周安棟，羅勇，等．基于ARM11的通信設備狀態監測終端設計［J］．通信技術，2012，45(06):128－130．

CHEN A Q，ZHOU A D，LOU Y，etal．Design on State Monitoring Terminal of Communication Equipments based on ARM11［J］．Communications Technology，2012，45(06):128－130．

［4］ 丁鶴洋，李太君，徐瑛．3G無線視頻監控系統的設計與實現［J］．通信技術，2012，45(02):71－72．

DING H Y，LI T J，XU Y．Design and Implementation of 3G Wireless Video Monitor System［J］．Communications Technology，2012，45(02):71－72．

［5］ 林曉飛，劉彬，張輝．基于ARM嵌入式Linux應用開發與實例教程［M］．北京:清華大學出版社，2007．

LIN X F，LIU B，ZHANG H．The Tutorial Examples and the Application Development of the Embedded Linux based on ARM［M］．Beijing:Tsinchua University Press，2007．

［6］ 張延龍，楊昆，李炳文，等．關于3G手機的氣象服務分析［J］．現代電子技術，2011，34(18):24－25．

ZHANG Y L，YANG K，LI B W，et al．Analysis of Meteorological Services based on 3G Mobile Phone［J］．Modern Electronics Technique，2011，34(18):24－25．