Báo cáo nghiên cứu khoa học hệ thống thông báo và tra cứu thông tin qua SMS

ĐẠI HỌC HOA SEN BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC HỆ THỐNG THÔNG BÁO VÀ TRA CỨU THÔNG TIN QUA SMS Tác giả: Hướng dẫn: Nguyễn Nhật Linh Trang Hồng Sơn Ôn Nhật Minh Huỳnh Kiến Nam 11-4-2012 DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT STT Thuật ngữ Diễn giải 1 SMS Sort Messages Service Dịch vụ nhắn tin nhắn ngắn 2 GSM Global System For Mobile Comunications Hệ thống truyền thông di động toàn cầu 3 AT command Attention command Tập lệnh AT dùng để điều khiển modem 2 DẪN NHẬP Trong tình hình hiện nay, việc thông báo và tra cứu thông tin của tất cả các lĩnh vực nói chung và giáo dục trong môi trường đại học nói riêng hầu hết đều qua internet, bởi vì sự tiện lợi cũng như nhưng ứng dụng rộng rãi của nó. Tuy nhiên phương pháp này cũng bộc lộ nhiều hạn chế như phải có internet, virus máy tính, bảo mật thông tin và trên hết là sự kịp thời của thông tin. Xét một ví dụ đơn giản như sau: Bạn đang theo học một lớp nào đó, một hôm thầy dạy môn này bận việc đột xuất và thông báo nghỉ học của môn đó được gửi qua email của các bạn hoặc dán tại ngay cửa lớp học. Giả sử những bạn có điều kiện thường xuyên kiểm tra email chắc biết được thông tin này và không đến lớp nhưng còn những bạn không kiểm tra email thì như thế nào. Nếu nhà bạn cách trường khá xa, bạn đến trường rồi đọc được thông báo đó chắc hẳn bạn phải vô cùng thất vọng. Việc này làm tốn rất nhiều thời gian và tiền bạc của sinh viên cũng như làm cho sinh viên đánh giá cách làm việc của nhà trường là không hiệu quả. Giá như trước đó 2 tiếng đồng hồ bạn nhận được một thông báo khiến bạn chú ý ví dụ như một tin nhắn điện thoại về việc lớp học được nghỉ thì bạn không phải tốn công vô ích. Để giải quyết bài toán trên, nhóm chúng tôi quyết định tiến hành nghiên cứu để xây dựng nên một ứng dụng hỗ trợ việc thông báo và tra cứu thông tin qua tin nhắn điện thoại, giúp thông báo tin tức nhanh chóng kịp thời cũng như giúp tra cứu thông tin qua tin nhắn. 3 LỜI CẢM ƠN Lời đâu tiên, xin gửi lời cảm ơn đến trường Đại Học Hoa Sen, Khoa Khoa Học và Công Nghệ đã tạo điều kiện cho nhóm chúng tôi thực hiện nghiên cứu này. Trong suốt thời gian thực hiện nghiên cứu chúng tôi đã nhận được rất nhiều hỗ trợ về kinh phí, thông tin và rất nhiều điều kiện thuận lợi khác từ Trường và Khoa, nhờ vậy mà chúng tôi đã hoàn thành được đề tài nghiên cứu. Xin cảm ơn thầy Trang Hồng Sơn, giáo viên trực tiếp hướng dẫn đã đi cùng chúng tôi trong suốt quá trình nghiên cứu. Thầy luôn đưa ra ý kiến và nhận xét đúng lúc kịp thời để chúng tôi hoàn thành được bài nghiên cứu tốt nhất có thể. Cám ơn sự tận tình của thầy. Cám ơn thầy Nguyễn Hứu Phát, giảng viên giám sát đề tài nghiên cứu, thầy luôn cho chúng tôi những ý kiến đóng góp bổ ích và hỗ trợ chúng tôi khắc phục khi gặp bất kì khó khăn nào trong quá trình nghiên cứu. Chắc chắn trong đề tài nghiên cứu của chúng tôi vẫn còn rất nhiều thiếu sót, rất mong được sự đóng góp ý kiến và các lời khuyên chân thành từ quý thầy cô. Một lần nữa xin chân thành cảm ơn. Nhóm thực hiện đề tài 4 TRÍCH YẾU Mục đích của đề tài là tìm hiểu nghiên cứu về SMS, giải thích tại sao lại sử dụng SMS, SMS có những lợi ích gì? Thêm vào đó là một số kiến thức liên quan đến lĩnh vực viễn thông như việc gửi nhận tin nhắn bằng GSM modem, cách làm việc của tổng đài tin nhắn, các gói tín nhắn của các nhà mạng… Sau sử dụng những kiến thức này để xây dựng một hệ thống sử dụng sự tiện ích của SMS để phục vụ cho mục đích của người sử dụng. “Hệ thống thông báo và tra cứu thông tin qua SMS” là một hệ thống sử dụng SMS để phục vụ cho việc thông báo tin tức và tra cứu thông tin việc quản lý học vụ. Nhóm chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu các công nghệ và nền tảng sau: • GSM modem GSM modem là thiết bị có thể lắp sim điện thoại và có chức năng như một chiếc điện thoại cơ bản có chức năng gửi nhận tin nhắn, gọi và nhận cuộc gọi.Việc nghiên cứu xoay quanh cách sử dụng GSM modem và cách vận hành của nó. • AT (Attention) command AT command là tập lệnh để điều khiể modem. Việc nghiên cứu AT command xoay quanh các lệnh để điều khiển GSM modem. • SMS Nghiên cứu về SMS xoay quanh các khái niệm, tính chất, cơ chế hoạt động của SMS. Cách thức các nhà mạng xử lý các SMS như thế nào? Tìm hiểu thêm việc đăng kí các gói cước sử dụng SMS với số lượng lớn-SMS gateways. Sau 3 tháng tiến hành nghiên cứu chúng tôi nắm được cách sử dụng được GSM modem để gửi nhận tin nhắn SMS, qua đó xây dựng nên một chương trình giúp thông 5 báo và tra cứu thông tin qua SMS chạy trên máy tính. Chương trình này có 2 nhóm chức năng: • Gửi thông báo: Chương trình cho phép cán bộ quản sinh gửi thông báo tin tức cho sinh viên qua SMS với số lượng lớn. • Tra cứu thông tin: Chương trình cho phép sinh viên tra cứu điểm môn học của mình qua SMS. Để nhận điểm sinh viên chỉ cần soạn tin nhắn theo cú pháp được quy định sẵn và gửi đến số điện thoại của chương trình, chương trình sẽ gửi trả về điểm của sinh viên đó. • Chức năng quản lý danh bạ, thống kê tin nhắn. Trong báo cáo chúng tôi cũng đưa ra bản kế hoạch của mình trong việc xây dựng một hệ thống “Thông báo và tra cứu thông tin qua SMS” cho trường đại học Hoa Sen, kế hoạch miêu tả chi tiế chi phí, thời gian nhân lực… cũng như các bước xây dựng nên hệ thống. Nhóm chúng tôi rất mong nhà trường sẽ xem qua bản kế hoạch để có thể đưa hệ thống ra ứng dụng thực tế. 6 MỤC LỤC Contents 7 1. Tổng quan về SMS 1.1. Giới thiệu về tin nhắn SMS 1.1.1 SMS là gì? SMS là viết tắt của “Short Message Service”. Nó là một công nghệ cho phép việc gửi và nhận tin nhắn giữa các điện thoại di động. SMS đầu tiên xuất hiện tại châu Âu vào năm 1992. Nó được bao gồm trong GSM (Global System for Mobile Communications) tiêu chuẩn ngay từ đầu. Sau đó nó được chuyển đến công nghệ không dây như CDMA và TDMA. Các tiêu chuẩn GSM và SMS đã được phát triển bởi ETSI. ETSI là tên viết tắt của Viện Tiêu chuẩn Viễn thông châu Âu. Bây giờ các 3GPP (Third Generation Partnership Project) chịu trách nhiệm cho sự phát triển và bảo trì các tiêu chuẩn GSM và SMS. Đúng như tên gọi “Short Message Service”, dữ liệu được lưu trong một SMS Message là rất hạn chế. Một SMS Message có thể chứa 140 byte(1120 bit) dữ liệu, vì thế một SMS Message có thể chứa tới : • 160 ký tự nếu 7-bit mã hóa ký tự được sử dụng. (7-bit mã hóa ký tự là phù hợp để mã hóa các ký tự Latin như bảng chữ cái tiếng Anh). • 70 ký tự nếu 16-bit Unicode UCS2 mã hóa được sử dụng. (Tin nhắn SMS tin nhắn văn bản có chứa các ký tự phi Latin như ký tự Trung Quốc nên sử dụng ký tự mã hóa 16-bit). SMS tin nhắn văn bản hỗ trợ ngôn ngữ quốc tế. Nó hoạt động tốt với tất cả các ngôn ngữ được hỗ trợ bởi Unicode, bao gồm tiếng Ả Rập, Trung Quốc, Nhật Bản và Hàn Quốc.Ngoài văn bản, tin nhắn SMS cũng có thể mang dữ liệu nhị phân. Có thể gửi nhạc chuông, hình ảnh, logo mạng, hình nền, hình động, thẻ kinh doanh (ví dụ như vCards) và cấu hình WAP đến một điện thoại di động với tin nhắn SMS. 1.1.2 Nối tin nhắn (Concatenated SMS Messages/Long SMS Messages) Một nhược điểm của công nghệ SMS là một tin nhắn SMS chỉ có thể truyền tải một số lượng rất hạn chế dữ liệu. Để khắc phục nhược điểm, một phần mở rộng được 8 gọi là nối SMS (cũng được biết đến như tin nhắn Long SMS) được phát triển. Một tin nhắn văn bản SMS kết nối có thể chứa hơn 160 ký tự tiếng Anh. Nối SMS hoạt động như thế này: điện thoại di động của người gửi bị phá vỡ một tin nhắn dài ra thành nhiều phần nhỏ hơn và gửi cho mỗi người trong số họ dưới dạng tin nhắn SMS. Khi các tin nhắn SMS đến đích, người nhận điện thoại di động sẽ kết hợp chúng trở lại một tin nhắn dài. 1.1.3 EMS (Enhanced Messaging Service ) Bên cạnh giới hạn kích thước dữ liệu, tin nhắn SMS có một nhược điểm lớn khác - một tin nhắn SMS không có thể bao gồm nội dung phong phú phương tiện truyền thông như hình ảnh, hình ảnh động và giai điệu. EMS (Enhanced Messaging Service) đã được phát triển để khắc phục hạn chế này. Nó là một mở rộng ở cấp ứng dụng của tin nhắn SMS. Một tin nhắn EMS có thể bao gồm hình ảnh, hình động và giai điệu. Ngoài ra, các định dạng của văn bản bên trong một tin nhắn EMS có thể thay đổi. Ví dụ, người gửi tin nhắn có thể xác định liệu các văn bản trong một tin nhắn EMS sẽ được hiển thị in đậm hoặc in nghiêng, với một phông chữ lớn hoặc một phông chữ nhỏ. 1.2 SMS Center (SMSC) là gì? Một SMSC (SMSC) có trách nhiệm để xử lý các hoạt động tin nhắn SMS của một mạng lưới không dây. Khi một tin nhắn SMS được gửi từ một điện thoại di động, nó sẽ đạt đến một SMSC đầu tiên. Các SMSC sau đó chuyển tiếp tin nhắn SMS đến đích. Một tin nhắn SMS có thể cần phải đi qua nhiều hơn một thực thể mạng (ví dụ như SMSC và SMS Gateway) trước khi đạt tới đích. Nhiệm vụ chính của một SMSC là tuyến đường tin nhắn SMS và điều tiết quá trình. Nếu người nhận không có trực tuyến (ví dụ, khi điện thoại di động được bật), SMSC sẽ lưu trữ các tin nhắn SMS. Nó sẽ chuyển tiếp tin nhắn SMS khi người nhận đã trực tuyến. SMSC thường là dành riêng để xử lý lưu lượng tin nhắn SMS của mạng không dây. Một nhà điều hành mạng thường quản lý SMSC và đặt chúng bên trong hệ thống mạng không dây của họ. Tuy nhiên, một nhà điều hành mạng có thể sử dụng SMSC của bên thứ ba nằm bên ngoài hệ thống mạng không dây. Bạn phải biết địa chỉ của SMSC nhà điều hành mạng không dây để sử dụng tin nhắn SMS với các điện thoại di động của bạn. Thông thường, một địa chỉ SMSC là một số điện thoại thông thường ở định dạng quốc tế. Một điện thoại di động cần phải có một tùy chọn cài đặt có thể được sử dụng để cấu hình địa chỉ SMSC. Thông thường, địa chỉ SMSC là đươc thiết lập trước trong thẻ SIM của nhà điều hành mạng không dây, có nghĩa là bạn không cần phải thực hiện bất kỳ thay đổi nào về nó. 9 1.3 Các khái niệm cơ bản trong công nghệ SMS 1.3.1 Thời gian hiệu lực của tin nhắn SMS Một tin nhắn SMS được lưu trữ tạm thời trong SMSC nếu điện thoại người nhận điện thoại di động vẫn chưa có mặt trong mạng. Nó có thể xác định là khoảng thời gian mà sau đó tin nhắn SMS sẽ được xóa khỏi SMSC và sẽ không được chuyển tiếp đến điện thoại di động người nhận khi nó trực tuyến nữa. Khoảng thời gian này được gọi là thời hạn hiệu lực. Dưới đây là một ví dụ để minh họa thời hạn hiệu lực có thể được sử dụng như thế nào. Giả sử bạn tìm thấy một chương trình rất thú vị đó là hiển thị trên TV. Bạn nghĩ rằng bạn bè của bạn có thể muốn xem nó. Vì vậy, bạn gửi một tin nhắn văn bản để nói với bạn bè của bạn về các chương trình truyền hình. Hãy nói rằng các chương trình truyền hình kéo dài một giờ. SMS tin nhắn văn bản của bạn sẽ không thể hữu ích cho bạn bè của bạn nếu điện thoại di động của mình là không có sẵn trước khi chương trình kết thúc. Trong trường hợp này, bạn có thể muốn gửi một tin nhắn văn bản với thời gian hiệu lực của một giờ để bạn bè của bạn. Các nhà cung cấp mạng không dây sẽ không cung cấp những tin nhắn văn bản SMS cho bạn bè của bạn nếu điện thoại di động của mình là không có sẵn trước khi kết thúc thời hạn hiệu lực. Một điện thoại di động cần phải có một tùy chọn trình đơn có thể được sử dụng để thiết lập thời hạn hiệu lực. Sau khi cài đặt nó, điện thoại di động sẽ bao gồm thời hạn hiệu lực trong các tin nhắn SMS đi tự động. 1.3.2 Message Status Report Đôi khi bạn có thể muốn biết liệu tin nhắn SMS có đến điện thoại người nhận thành công không. Để có được thông tin này, bạn cần phải thiết lập một lá cờ trong các tin nhắn SMS để thông báo cho SMSC là bạn muốn có một báo cáo hiện trạng về các tin nhắn SMS này.Báo cáo tình trạng được gửi đến cho bạn trong các hình thức tin nhắn SMS. Một điện thoại di động cần phải có một tùy chọn cài đặt có thể được sử dụng để thiết lập bật hoặc tắt chức năng báo cáo trạng thái tin nhắn. Sau khi cài đặt nó, điện thoại di động sẽ thiết lập cờ tương ứng trong các tin nhắn SMS gửi đi cho bạn tự động. Các tính năng báo cáo tình trạng bị tắt theo mặc định trên hầu hết các điện thoại di động và modem GSM / GPRS. 1.3.3 Message Submission Report 10 [...]... nghiệm việc tra cứu thông tin thì người gửi tin nhắn đến hệ thống, hệ thống phản hồi bằng tin nhắn kết quả, tất cả quá trình này mất khoảng 6-10s (Trong điều kiện lý tưởng như sóng điện thoại tốt, đường truyền thông thoáng…) Việc tra cứu thông tin thường là những thông tin như điểm, thời khóa biểu, các thông báo, sự kiện… Số người có nhu cầu tra cứu thông tin cũng như thời gian họ tra cứu là không... cầu một báo cáo trạng thái trước đó, SMSC gửi một báo cáo trạng thái cho người gửi khi nhận được báo cáo cung cấp tin nhắn của người nhận Nếu SMSC không nhận được báo cáo cung cấp tin nhắn sau khi một khoảng thời gian, nó kết luận rằng các báo cáo thông báo giao hàng đã bị mất SMSC sau đó lại gửi tin nhắn SMS đến người nhận.Đôi khi việc cung cấp chế độ thông báo, báo cáo là không được sử dụng và xác... thoại đã đăng kí với trường trong suốt thời gian theo học Thứ tư, để có thể hoàn thành hệ thống tra cứu thông tin thì nhà trường phải cho phép hệ thống tiếp cận với dữ liệu của trường như điểm, thời khóa biểu, học phí… 3.2.2 Kinh phí dự trù xây dựng hệ thống Sau đây chúng tôi sẽ dụ trù kinh phí xây dựng một hệ thống thông báo và tra cứu thông tin cho đại học Hoa Sen với số lượng khoảng 5000 sinh viên 1.5.6.1... động Bạn có thể kiểm tra tin nhắn và đọc nội dụng của chúng ngay lập tức Tin nhắn SMS công nghệ cho phép "đẩy" thông tin Điều này là khác với mô hình "kéo", mô hình mà một thiết bị kiểm tra các máy chủ thường xuyên phải kết nối tới máy chủ.Nó không phù hợp với hệ thống cảnh báo và thông báo vì lãng phí băng thông và tăng tải máy chủ Một số ví dụ phổ biến của tin nhắn cảnh báo và thông báo các ứng dụng... thể thông báo cho người sử dụng rằng các tin nhắn gửi không thành công và những gì gây ra sự thất bại Nếu điện thoại di động không nhận được báo cáo trình tin nhắn sau khi một khoảng thời gian, nó kết luận rằng các báo cáo tin nhắn đã bị mất Các điện thoại di động có thể sau đó lại gửi tin nhắn SMS đến các SMSC Lá cờ sẽ được thiết lập trong các tin nhắn SMS mới để thông báo cho SMSC rằng tin nhắn SMS. .. thông báo tin nhắn trước đó đã thành công, SMSC sẽ bỏ qua tin nhắn SMS mới, nhưng gửi lại một báo cáo tin nhắn vào điện thoại di động Cơ chế này ngăn chặn việc nhận cùng tin nhắn SMS nhiều lần Đôi khi cơ chế trình báo cáo là không được sử dụng và được thực hiện trong một lớp thấp hơn 1.3.4 Message Delivery Report Sau khi nhận được một tin nhắn SMS, điện thoại di động của người nhận sẽ gửi lại một báo. .. cuối cùng OK và ERROR Chỉ có một mã kết quả cuối cùng sẽ được trả lại cho mỗi dòng lệnh Vì vậy, bạn sẽ không nhìn thấy cả hai OK và ERROR trong cùng một phản hồi của một dòng lệnh 3 Xây dựng hệ thống thông báo và tra cứu thông tin qua SMS cho đại học Hoa Sen 3.1 Lợi ích của trường đại học Hoa Sen khi xây dựng hệ thống Đầu tiên phải kể đến tiêu chí giảng dạy và chất lượng của trường đại học Hoa Sen,... đến SMSC của người nhận SMSCM của người nhận sẽ chịu trách nhiệm cho việc gửi tin nhắn SMS đến điện thoại người nhận và lưu trữ các tin nhắn SMS nếu điện thoại người nhận điện thoại di động không trực tuyến 1.3.7 Tin nhắn SMS quốc tế Tin nhắn SMS liên mạng có thể được chia thành hai loại, loại địa phương giữa các nhà điều hành tin nhắn SMS và giữa các nhà khai thác tin nhắn SMS quốc tế Một tin nhắn SMS. .. thoại di động, tin nhắn SMS đến SMSC Khi nó đến SMSC, trung tâm sẽ gửi lại một tin nhắn báo cáo về điện thoại di động để thông báo liệu có bất kỳ sai sót hoặc thất bại (ví dụ như không đúng định dạng tin nhắn SMS, tin nhắn SMS trung tâm đang bận, vv) Nếu không có lỗi hay thất bại, các SMSC gửi lại một báo cáo là “tốt” hay”thành công” cho điện thoại di động Nếu không nó sẽ gửi lại một báo cáo “tiêu cực”... khác ngoài tin nhắn SMS như lưu tin nhắn xuống dữ liệu, gặp phải tin nhắn tra cứu thông tin khi đang gửi tin, thời gian delay của nhà mạng…) Để nhắn tin cho 5000 sinh viên thì một hệ thống có chừng 1 modem sẽ mất 3.5 giờ còn 2 modem sẽ sẽ mất 1.8 giờ Đây là một con số khá ấn tượng cho một hệ thống sự dụng những thiết bị không quá đắt (Khoảng 200USD / 2 modem) • 1.1.1.1.1 Về phần tra cứu thông tin: Theo . hệ thống sử dụng sự tiện ích của SMS để phục vụ cho mục đích của người sử dụng. Hệ thống thông báo và tra cứu thông tin qua SMS là một hệ thống sử dụng SMS để phục vụ cho việc thông báo tin. nghiên cứu để xây dựng nên một ứng dụng hỗ trợ việc thông báo và tra cứu thông tin qua tin nhắn điện thoại, giúp thông báo tin tức nhanh chóng kịp thời cũng như giúp tra cứu thông tin qua tin. ĐẠI HỌC HOA SEN BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC HỆ THỐNG THÔNG BÁO VÀ TRA CỨU THÔNG TIN QUA SMS Tác giả: Hướng dẫn: Nguyễn Nhật Linh Trang Hồng Sơn Ôn Nhật Minh Huỳnh