陳素清，段渭軍，楊曉明

（西北工業(yè)大學(xué) 電子信息學(xué)院，陜西 西安 710072）

基于J2ME的手機(jī)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(xué) 電子信息學(xué)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(jī)短信服務(wù)的選課方式，這種選課方式是網(wǎng)上選課的重要補(bǔ)充。本研究以無線通信技術(shù)為基礎(chǔ)，采用C/S結(jié)構(gòu)，以手機(jī)為客戶端，構(gòu)建基于手機(jī)短信服務(wù)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(xué)管理效率。

選課系統(tǒng)；短信中心；短消息

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展和信息化的逐步深入，教學(xué)管理信息系統(tǒng)在高校中的應(yīng)用日趨廣泛。同時，由于學(xué)分制的推廣以及學(xué)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(yīng)的信息系統(tǒng)對學(xué)生的選課進(jìn)行有效管理。網(wǎng)上選課系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)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(shù)和移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，手機(jī)已成為人們生活和學(xué)習(xí)上不可或缺的工具。目前各高校紛紛開展移動學(xué)習(xí)研究和移動信息化平臺建設(shè)，移動學(xué)習(xí)、移動辦公將會成為高校學(xué)習(xí)和管理中必不可少的方式?；谑謾C(jī)短信的選課系統(tǒng)是高校教務(wù)管理信息化平臺建設(shè)中一個重要的組成部分，是現(xiàn)有選課系統(tǒng)的重要補(bǔ)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(xué)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(jì)算機(jī)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(yùn)轉(zhuǎn)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(xué)。由此可見人工選課具有耗時長、工作量大、學(xué)生選課擁擠、不易管理且容易出錯等缺點(diǎn)。

隨著計(jì)算機(jī)的普及和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)選課系統(tǒng)，早期的網(wǎng)絡(luò)選課系統(tǒng)多采用客戶機(jī)/服務(wù)器（C/S，Client/Server）模式，這種模式需要在每一臺參加選課的計(jì)算機(jī)上都安裝選課管理系統(tǒng)，導(dǎo)致學(xué)生們只能在指定的時間、地點(diǎn)、有限的數(shù)臺計(jì)算機(jī)上選課。這對于選課人數(shù)較多，特別是近幾年大規(guī)模擴(kuò)招后的高校來說并不是一個理想的解決方案。隨著Internet技術(shù)的日益成熟、Web技術(shù)的發(fā)展，選課系統(tǒng)出現(xiàn)了瀏覽器/服務(wù)器（B/S，Browser/Server）模式，它克服了 C/S 體系結(jié)構(gòu)必須在客戶端安裝程序的麻煩，具有不限時間、地點(diǎn)，可移動辦公等優(yōu)點(diǎn)。鑒于此，新一代的選課管理系統(tǒng)中廣泛地應(yīng)用B/S結(jié)構(gòu)，實(shí)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(jié)構(gòu)的選課系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)生選課工作，但是由于各高校的辦學(xué)條件差異性大，教學(xué)要求及辦學(xué)特色不同，對選課系統(tǒng)的要求也不同。為了適應(yīng)各校的辦學(xué)條件和教學(xué)要求，很多綜合性大學(xué)開始自主開發(fā)選課系統(tǒng)并逐步投入實(shí)踐使用。北京大學(xué)、清華大學(xué)、中山大學(xué)等學(xué)校各自開發(fā)了網(wǎng)上選課系統(tǒng)。近期上海交通大學(xué)對學(xué)校原選課系統(tǒng)進(jìn)行全面升級，整合了培養(yǎng)計(jì)劃、選課、注冊收費(fèi)、學(xué)籍管理、教學(xué)評估、考試成績、PRP和畢業(yè)設(shè)計(jì)等各項(xiàng)業(yè)務(wù)模塊于一體，升級后的系統(tǒng)稱為上海交通大學(xué)教學(xué)信息服務(wù)網(wǎng)，教師和學(xué)生能夠通過校園網(wǎng)和教學(xué)信息服務(wù)網(wǎng)完成教學(xué)活動過程各個環(huán)節(jié)的工作和學(xué)習(xí)，完成查看教務(wù)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(xué)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(xué)生要想瀏覽教學(xué)信息就必須坐在聯(lián)網(wǎng)的PC前進(jìn)行，出于對安全的考慮甚至一些不在校內(nèi)的學(xué)生想要瀏覽相關(guān)信息也是受限的。同時學(xué)生只能上網(wǎng)才能得到相關(guān)的信息，對于不經(jīng)常上網(wǎng)的學(xué)生可能會錯失很多有用的通告，如考試安排、課程調(diào)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(luò)教學(xué)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(xué)工作中的應(yīng)用。北京大學(xué)現(xiàn)代教育中心網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺中的短信息服務(wù)，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(xué)的教務(wù)短信服務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了師生注冊、通知公告、成績查詢、學(xué)分查詢、課表查詢、信息定制等功能。西南交通大學(xué)移動教務(wù)系統(tǒng)為老師學(xué)生提供及時且不受地域限制的信息訪問平臺，用戶可免費(fèi)接收學(xué)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(jī)在高校管理中的研究應(yīng)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(wù)管理系統(tǒng)的子系統(tǒng)——基于手機(jī)短信的選課系統(tǒng)。一般學(xué)校在選課期間機(jī)房比較擁擠，在集中選課的時候，學(xué)生可能正在校外實(shí)習(xí)，不具備有線上網(wǎng)的條件，不能及時地進(jìn)行選課，基于手機(jī)選課系統(tǒng)可以幫助學(xué)生隨時隨地進(jìn)行選課。

二、J2ME體系結(jié)構(gòu)

J2ME是針對移動信息設(shè)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(shè)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(luò)連接?？蛇x包可以與標(biāo)準(zhǔn)簡檔綁定以滿足特定的應(yīng)用程序需求。

圖1J2ME組件

J2ME由VM、Configuration和Profile三層組成，為了適應(yīng)移動信息設(shè)備內(nèi)存少、速度慢和I/O差的特點(diǎn)，J2ME針對VM、Configuration和Profile三層做了特殊的實(shí)現(xiàn)。在VM層，J2ME在手機(jī)上移植了KVM；在Configuration層，J2ME規(guī)定了CLDC，適用于雙向網(wǎng)絡(luò)連接、但是硬件資源有限的設(shè)備；在Profile層，J2ME規(guī)定了MIDP，適用于手機(jī)或雙向?qū)ず魴C(jī)。[4]

三、基于手機(jī)短信選課系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

從目前國內(nèi)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(wù)管理員、教師和學(xué)生。通過查閱大量資料，結(jié)合我校選課流程及特點(diǎn)設(shè)計(jì)了手機(jī)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(xué)生和任課教師。作為瀏覽器模式的補(bǔ)充，為學(xué)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(dān)任課程的選課情況等。

圖2手機(jī)短信選課系統(tǒng)的功能模塊

2.系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

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(gòu)，實(shí)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(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3短信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

客戶端與服務(wù)器之間的交互依靠短信中心這個“中轉(zhuǎn)站”，通過 GSM（Global System for Mobile Communications，全球通）網(wǎng)絡(luò)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(chǔ)，在不影響原有系統(tǒng)正常運(yùn)行和使用的情況下增加短消息選課功能以擴(kuò)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(wù)器的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)新增了短消息中心，用于進(jìn)行短消息處理。同時加入了手機(jī)無線接入方式，且在手機(jī)客戶端還需要安裝移動選課客戶端軟件才能進(jìn)行選課。

客戶端啟動軟件后生成用戶界面，為用戶進(jìn)行其他操作做準(zhǔn)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(wù)器接口模塊。服務(wù)器接口模塊對短信內(nèi)容進(jìn)行解析，提取用戶的提交請求，轉(zhuǎn)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(jié)果后，服務(wù)器接口模塊對處理結(jié)果進(jìn)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(zhuǎn)，最終把結(jié)果返回給客戶端。

四、系統(tǒng)開發(fā)實(shí)現(xiàn)思路

1.短信中心的構(gòu)建

本系統(tǒng)采用短消息形式實(shí)現(xiàn)客戶端和服務(wù)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(gòu)建短息中心可以選擇通過互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)短信或用戶直接應(yīng)用短信貓?；ヂ?lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)短信傳輸速度快、吞吐量大，適合每小時進(jìn)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(yùn)行商的支持，且不支持跨公司運(yùn)行。[6]短信貓不需要連接互聯(lián)網(wǎng)，且短信響應(yīng)級別比網(wǎng)關(guān)短信高，實(shí)時性好，能夠跨平臺。因此本系統(tǒng)采用短信貓與一臺計(jì)算機(jī)構(gòu)成手機(jī)短信處理平臺——短信中心。

2.客戶端軟件開發(fā)

利用手機(jī)短信進(jìn)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(jìn)行相應(yīng)的邏輯處理，并將處理結(jié)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(shè)計(jì)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(wù)器端解析的困難。[7]因此本系統(tǒng)欲采用大多數(shù)手機(jī)都支持的J2ME移動應(yīng)用開發(fā)平臺進(jìn)行客戶端開發(fā)，實(shí)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(luò)以短消息的形式與服務(wù)器端進(jìn)行通信，具體的架構(gòu)如圖3所示。短信貓相當(dāng)于一部GSM手機(jī)，對于客戶端的開發(fā)來說短信通信只要實(shí)現(xiàn)手機(jī)端與短信貓通信即可，不考慮服務(wù)器端的通信。系統(tǒng)采用J2ME提供的WMA（WirelessMessage API）可選包，實(shí)現(xiàn)移動Java對等體之間通過SMS（Short Messaging Service）互相通信。

3.服務(wù)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(luò)與現(xiàn)有Web選課系統(tǒng)進(jìn)行交互，但是本系統(tǒng)還涉及到后端服務(wù)器向?qū)W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(gòu)。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(rèn)證論壇）實(shí)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(shí)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(yùn)行在J2SE計(jì)算機(jī)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(shí)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(dāng)有新的SMS消息進(jìn)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(wù)器線程接收消息。系統(tǒng)服務(wù)器與短信貓之間通過AT指令進(jìn)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(yīng)用的PDU模式和傳輸中文信息必須使用的UNICODE編碼方式。

五、結(jié)論

移動通信技術(shù)和移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，促使手機(jī)的應(yīng)用越來越普遍。將手機(jī)短信服務(wù)應(yīng)用于選課系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)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(wù)管理信息系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]．成都：四川師范大學(xué)，2008.

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

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

[4]盧軍.J2ME應(yīng)用程序開發(fā)-手機(jī)、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(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電腦知識與技術(shù).2007（14）:359-360.

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

[7]楊超,陳璐.基于手機(jī)短信的訂餐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì),2008（1）:472-476.

[8]M ichael Juntao Yuan.J2ME移動應(yīng)用程序開發(fā)[M].北京：清華大學(xué)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(xué)研究生創(chuàng)業(yè)種子基金”資助（項(xiàng)目批準(zhǔn)號：Z2010029），課題名稱“基于智能手機(jī)的校園向?qū)到y(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)”。