IM軟件在智能電話終端上的設計與實現
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IM（Instant Messaging）軟件即即時消息傳遞軟件，它是目前網絡上比較流行的殺手級應用程序（Killer Application），如騰訊的QQ、Microsoft的MSN、AOL的AIM和ICQ等。無論在什么地方，使用何種設備（如PC、手機、PDA和Web TV等），只要接入Internet，就能夠同其他用戶進行實時的消息和文件傳遞，甚至進行語音和視頻交流。通過撥號接入Internet，就能在智能電話終端的原型機上實現基本的網絡功能，如瀏覽器、電子郵件等。如果能在智能電話終端上實現IM的客戶端軟件，用戶通過電話就可以進行實時交談，進而進一步完善了其網絡功能，從而增強了該產品在市場上的競爭力。
1 IM軟件的設計方案
1.1 硬件平臺
智能電話終端的原型機運行在基于ARM920T內核處理器S3C2410的嵌入式開發板上，該開發板由于性能優異、性價比高，因此適合于開發各類高端的手持、小型終端以及各種網絡應用產品。它的標準工作頻率為203MHz，核心板上的FlashROM和SDRAM均為64MB，并支持1024*768的液晶顯示器，附帶USB鍵盤和鼠標，可運行嵌入式Linux操作系統。為了降低整個系統的成本，設計過程中將該開發板改造成具有32MB的FlashROM和32MB的SDRAM的產品，并為其配置了支持16階灰度的320*240液晶顯示器。
1.2 IM軟件的功能設計
近年來較為流行的即時消息傳遞軟件很多，它們所提供的功能大同小異。這些客戶端軟件的根本區別在于客戶機和服務器之間的通信過程分別基于不同的即時消息傳遞協議。通常，每一種即時消息傳遞軟件都具有賬號管理、聯系人管理、即時消息收發等基本功能，在此基礎上又有各自不同的特色功能，如語音聊天、視頻聊天和表情管理等。
在眾多的即時消息傳遞軟件中，MSN是最受歡迎的軟件之一，其通用性和齊全的功能特性得到了用戶的廣泛肯定。在許多平臺上都有由第三方開發的MSN客戶端軟件，人們對其協議內容早已作了深入的研究和詳細的分析，這對開發人員具有極大的參考價值，能夠使開發周期大大縮短。本文介紹實現MSN客戶端的一些基本功能的方法，包括用戶登錄、聯系人管理和即時消息收發和顯示等。
1.3 MSN協議及其模型
MSN協議是采用C/S模型的應用層協議，其命令采用字符形式。客戶端應用程序必須以協議規定的順序在規定的時間內向服務器發送請求，接收應答信息，通過這種機制實現服務器與客戶端的通信。由于客戶端軟件并非始終與單一服務器進行交互，MSN協議要求其客戶端在不同的階段與不同的服務器建立連接，傳輸相應的賬號或數據信息，因此首先必須了解MSN服務器的類型和作用。
MSN服務器分為通知服務器（Notification Server，NS）和接線服務器（SwitchBoard Server，SBS）兩種。前者負責用戶的登錄及身份驗證工作，包括聯系人列表的增加、刪除、修改和狀態等信息都通過NS傳輸；后者則用于提供即時通信服務，即用戶聊天消息的收發和文件的傳輸等都是由SBS實現的。MSN的通信模型如圖1所示，客戶端在登錄時首先與NS建立連接，將用戶賬號和密碼信息加密后發送給NS，再由NS進行身份驗證。若驗證通過，則NS把用戶登錄到SBS的Cookie令牌以及該用戶的聯系人列表和相應的狀態信息發送到客戶端，由客戶端軟件進行顯示。當用戶開始同聯系人進行聊天會話時，客戶端同SBS建立連接，將從NS得到的Cookie令牌交給SBS，SBS驗證Cookie令牌的有效性，驗證通過后，客戶端就可以發送和接收即時消息及文件。最后在用戶退出會話后，關閉同SBS的連接，此時只存在與NS的連接。圖中的虛線表示NS和SBS的通信過程。由于對客戶端來說這個過程是透明的，因此可以認為它是一個黑盒子而不必關注。
1.4 IM軟件的系統結構
本系統主要由顯示界面、登錄模塊、聯系人管理和即時消息收發四個部分組成。
(1)顯示界面
界面設計可以分為登錄界面及主界面兩個部分。登錄界面提供用戶賬號和密碼的輸入。主界面由一個菜單欄和三個窗口構成。在用戶狀態菜單中，用戶可以選擇聯機、離開、忙碌等六種狀態；聯系人菜單實現了對聯系人的增加、刪除、修改等工作。三個窗口分別為聯系人列表窗口、消息發送窗口和會話窗口。聯系人列表窗口列出所有聯系人的昵稱及其狀態信息；消息發送窗口用于輸入需要發送的內容；會話窗口中按順序依次顯示用戶所發送的消息和對方的應答消息。
(2)登錄模塊
與NS服務器建立連接，傳輸加密的用戶賬號和密碼信息，接收NS返回的應答信息，并從應答信息中抽取出SBS服務器的地址和用于登錄到該服務器上的Cookie令牌。
(3)聯系人管理
提供對聯系人的增加、刪除和修改等功能。在MSN中為了便于管理，聯系人可以分成不同的隊列，如好友、家庭成員和商務伙伴等。在新增加聯系人時，應提示用戶選擇要加入的隊列，而對于曾經添加過后又刪除的聯系人則直接將其恢復到原先所在的隊列。聯系人的刪除又分為阻止聯系人和徹底刪除兩種情況。阻止聯系人就是將其放入阻止隊列，使該聯系人無法看到用戶的狀態并且不能給用戶發送即時消息；而徹底刪除聯系人，則會刪除與該聯系人有關的所有信息。
(4)即時消息的收發模塊
負責發送和接收即時消息的工作。當用戶想同一個聯系人發起會話時，首先同SBS服務器創建連接，將Cookie令牌交給它進行驗證。驗證通過后就可以調用Socket接口向SBS服務器發送信息，而從服務器收到的消息則在會話窗口中顯示。
2 IM軟件的實現步驟及關鍵技術
2.1 開發平臺的選擇
Linux操作系統因其開放源碼、容易定制和擴展、多硬件平臺支持和內置網絡功能等優良特性，早已成為嵌入式應用開發的首選平臺，因此本文使用定制的嵌入式Linux系統[1]。
另外本文選擇了Qt-Embeded開發工具，它是由著名的Qt庫開發商Trolltech針對嵌入式Linux系統推出的構建GUI和應用的C++開發包。Qt-Embeded的移植性較好，支持ARM、PowerPC、MIPS和Dragonball等多種CPU體系結構。同時又有QMake、QVFB、Qt Designer等眾多強大開發支撐工具的支持,大大提高了Qt-Embeded系統的開發效率。Qt設計器（Qt Designer）是用來設計和實現用戶界面并能夠在多平臺下運行的一種開發支撐工具，用以簡化用戶界面的設計。QVFB即虛擬幀緩沖技術，是用于在PC機上運行和測試嵌入式應用程序的工具。
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