以糧食物流環境中的移動電子商務系統為背景,該系統利用了條形碼作為糧食物流信息的載體,將經銷網絡中的貨物進行貼標,從而實現了對糧食物流信息的跟蹤,并利用移動POS機作為信息采集設備,對物流信息和糧庫網點需求進行收集、整理和分析預測的。
以WAP協議應用模型為基礎,將現有的pos機升級為支持WAP協議的無線移動終端,利用現用的無線通信網絡,通過WAP協議應用網關,實現與連在Internet上業務服務器進行交互。為了完成支付功能,作為可信任的第三方的安全認證中心由中國金融認證中心CA來承擔,原有的業務系統將通過虛擬專有網VPN來與本地銀行支付網關建立連接。
系統的整個業務流程是以本地業務服務器為中心的,服務的對象也是本地的糧食經銷商。從持有無線移動終端設備的物流中心的管理人員來看,整個無線支付系統可以實現以下功能:
1.倉儲管理人員打開WAP無線終端設備,首先校驗操作員開機PIN碼,成功則無線終端設備進入工作狀態;
2.銷售人員選擇無線支付菜單,進入無線支付功能模塊;
3. WAP無線終端設備向本地WAP應用服務器發起連接請求,請求與服務器建立WTLS第二類服務連接,如果成功建立連接,可以利用WAP無線終端設備微瀏覽器瀏覽服務器頁
4.頁面提示錄入(掃描)網點編號,提交信息;
5.瀏覽器進入物流中心信息頁面,選擇應繳費用選項;
6.進入填寫繳費單頁面,輸入(錄入)糧食經銷商銀行卡賬號,密碼;提交表單;
7.返回提交結果,成功則打印成功支付收據,不成功,打印不成功收據。
整個系統包括無線部分和有線部分兩部分,無線終端經過WAP網關透明地與Web服務器進行通信,訪問物流中心系統的Web業務服務器。圖2給出了一個無線支付系統框架結構,從圖可以看出,整個系統是一個易擴展的平臺,支付應用只是系統可以支持業務的一部分,其他業務可以很容易的擴展到這個系統中;并且,利用XML技術我們可以實現對不同接入設備瀏覽器的自動適配。圖中還給出了無線支付應用的結構。整個系統的安全是基于WPKI的,WAP終端設備、WAP網關以及WAP應用服務器都保存著各自的證書;從WAP終端設備到WAP網關可以實現WTLS協議的安全連接,同時利用無線認證中心;WAP網關與業務系統Web服務器利用SSL協議進行安全連接,同樣可以利用雙方的證書保證身份。
3.1 WAP終端設備硬件
WAP終端設備硬件使用的是杭州中恒出品的移動POS機—LU3210型條形碼移動數據采集終端機,產品體積小,重量輕便于攜帶,抗震防摔,防塵防水,穩定可靠耗電量低,并可以兼用5號電池。
它在條形碼圖象信號濾波技術方面,采用了分形插值方法,提高了邊緣效應和峰值重現能力;在二維碼數據編碼生成和識讀器匹配的糾錯技術方面,采用了RS控制碼算法,提高了識讀匹配的容錯性。
在本系統中要實現無線功能,需在LU3210的基礎上,我們進行相應的硬件升級,如:增加GSM(支持GPRS, WAP協議棧)射頻通信模塊,熱敏打印機,磁條卡識讀器。
系統中GSM射頻通信模塊是一個新硬件,并且在本系統中有很大的作用,GSM模塊由幾個不同功能的模塊組成,大部分都是基本模塊:包括電源管理,語音編解碼器,電路接口,GSM核心模塊,象WAP協議模塊和GPS等模塊屬于可選模塊,當然還可以根據需要擴展其他如藍牙等。
對于GSM模塊,選擇合適的物理尺寸也是很重要的。對于手持設備,合適的尺寸是指易于攜帶的,適于安裝的。
對于手持無線終端設備,我們還要考慮的是電力的消耗。通常的手機電池可以使手機帶電大約一周時間,對于移動設備至少應該達到這個水平,如果帶電時間太短會給用戶帶來很多不必要的麻煩,降低了設備的可用性。
這里的SIM卡首先是GPRS終端設備的用戶識別卡,并且應該是實現WAP協議安全保證的根本。內存和Flash ROM是成本考慮的另一個方面。對于手持無線終端設備,對數據存儲和運算量都不是很大,可以酌情考慮系統的要求。
3.2 WAP終端設備軟件系統
實現嵌入式系統,我們可以選擇相應體系的微控制器(Microcontroller Unit:MCU),這里,我們可以直接使用X86體系的編譯器對Linux核心源代碼直接進行編譯及剪裁。
通常嵌入式Linux被燒錄在Flash Memory中,可以避免掉電的影響。系統加電啟動后,程序將從Flash Memory加載到RAM中執行。
由于Linux是開放原代碼的自由軟件,我們可以根據應用系統設計的具體需要對Linux內核源代碼進行修改并重新編譯。系統實現步驟:
重新編譯Linux內核,去掉內核中不需要的模塊;
編寫Boot Loader,制作Boot ROM用于加載嵌入式Linux內核到內存中;
重新設計各種設備驅動程序;
設計嵌入式Linux應用程序,負責指定的功能。
這里,整個的開發工作涉及到以下三個方面:
1.16位和32位嵌入式處理器硬件應用設計技術;
2.嵌入式處理器上的嵌入式操作系統軟件的定制;
3.應用程序開發。
這是一個專為移動終端、掌上電腦等移動設備開發的微型瀏覽器,可同時瀏覽Web和WAP兩種內容的網頁,全面支持HTML和WML標準,極容易移植到其它操作系統中;核心代碼由標準C語言寫成適用于存儲空間較小的移動終端,內核占用空間僅250K,運行內存只需32K RAM;支持數據傳輸安全可靠,支持HTTP 1.1及WSP,WTP等所有WAP協議;與硬件結合的兼容性強,底層WDP可支持GSM/CDMA;不但適合現在的移動設備,也適合未來的移動設備,隨著無線傳輸帶寬增加,移動設備將可瀏覽傳統的Web站點,本產品二者兼容。
在WAP的編程模型中,客戶端(無線終端)與服務器分別處在不同的網絡中,并使用不同的通信協議,為此引入了WAP網關以實現網絡互連及協議轉換等其它功能。
WAP被設計成一個有著廣泛的適用性和充分的包容性的應用協議,這其中重要的一點就是它能適用于任何現有的、或計劃中的無線承載業務。不同承載業務有著不同的服務質量,其傳輸吞吐量、誤碼率及時延等指標各不相同,WAP必須能補償或容忍這些不同。因目前移動網絡大多為GSM系統,因此,實現時我們主要考慮WAP網關在GSM網絡上的應用。
WAP網關在網絡中處于連接GSM與Internet的位置。它一方面通過GSM的承載業務,如短消息業務、GPRS等,以連接客戶端:另一方面連接Internet,以訪問內容服務器。
各大手機廠商都有自己的WAP網關產品,在國內電信部門使用較多是Nokia,Motorola和Phone.com的網關,它們的功能比較完善,技術支持力量雄厚,但價格極高,對于普通的企業來說是無法承受的。這里采用國際流行的Infinite網關作為可選的方案。Infinite Enterprise Server是從1999年8月開始商業化的,提供最流行和廣泛使用的WAP Server,已經被歐洲和亞洲許多大型企業和移動商選用。Inifinite WAP Server可以同時支持ISP、移動用戶和企業用戶,可以提供電子郵件和其他Internet或者Intranet的服務。最新的版本支持WML Script, HTTP cookies和可選的WTLS加密。
本文根據本系統的業務流程,以及嵌入式系統設計的具體特點,給出了系統所用的軟、硬件終端以及WAP網關的解決方案。本系統應用靈活、體積小、通用性高和可靠性強,有很強的實用性和經濟價值。下一步的工作主要是針對糧食物流中心的需求進行功能擴展,并且把整個系統納入物流中心的信息系統中。