探究智能手機(jī)郵件系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

1、探究智能手機(jī)郵件系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)摘要 隨著高性能智能化移動終端的大規(guī)模普及和移動通信技術(shù)的發(fā)展，手機(jī)郵件系統(tǒng)也在不斷的發(fā)生著變化。本文就手機(jī)郵件系統(tǒng)的發(fā)展、相關(guān)技術(shù)、當(dāng)前基于不同架構(gòu)的多種移動終端郵件系統(tǒng)進(jìn)行簡要介紹，并重點(diǎn)對基于J2ME的智能手機(jī)郵件系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)較為詳盡的進(jìn)行闡述，為智能手機(jī)郵件系統(tǒng)的發(fā)展和完善提供參考。關(guān)鍵詞 智能手機(jī)；郵件系統(tǒng)；設(shè)計；實(shí)現(xiàn)1 引言在信息化高速發(fā)展的今天，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠?。電子郵件服務(wù)已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的最基本最主要的內(nèi)容。隨著科學(xué)技術(shù)的提高，無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)正在由語音數(shù)字傳輸?shù)?G時代向著多媒體在寬帶上數(shù)字傳輸?shù)?G時代大步邁進(jìn)，同時無

2、線移動終端的性能也在不斷的提升。在無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)不斷融合的背景下，人們對隨時隨地收發(fā)郵件的要求越來越高。2002年隨著SMS的出現(xiàn)，開始有了SMS電子郵件服務(wù)，但由于長度限制，SMS主要用于以短信的形式將發(fā)件人、主題等信息通知收件人。之后隨著GPRS等數(shù)據(jù)服務(wù)的發(fā)展，出現(xiàn)了MMS郵箱，可以通過手機(jī)發(fā)送文字圖片和聲音。近幾年隨著高性能移動終端和與之相伴的嵌入式系統(tǒng)的普及與發(fā)展、新一代移動通信數(shù)據(jù)服務(wù)快速發(fā)展以及有線與無線平臺的整合，人們對強(qiáng)大的無線郵件系統(tǒng)客戶端提出了更高的要求，傳輸內(nèi)容也以多媒體、流媒體為主。人們希望在手機(jī)上能像有線網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行客戶端郵件服務(wù)，保存收發(fā)的郵件，郵件過濾，內(nèi)容同

3、步等。2 智能手機(jī)和郵件智能手機(jī)以其強(qiáng)大的功能和舒適便捷的操作等特點(diǎn)得到人們喜愛。2012年前三季度全球智能手機(jī)用戶總數(shù)已經(jīng)突破10億大關(guān)。具備無線接入互聯(lián)網(wǎng)的能力即WCDMA、CDMA-2000、TD-SCDMA，甚至4G（HSPA+、FDD-LTE、TDD-LTE）。具有開放性的操作系統(tǒng)。Android系統(tǒng)由于其開放性而得到最廣泛的采用，全球所有手機(jī)生產(chǎn)商都可以采用，并且80%以上的手機(jī)生產(chǎn)廠商都采用安卓系統(tǒng)，這使其成為全球第一大智能操作系統(tǒng)。安卓在世界上最強(qiáng)大的競爭對手為蘋果公司推出的IOS智能操作系統(tǒng)和微軟公司推出的windows phone操作系統(tǒng)。而智能手機(jī)最吸引人的就是擴(kuò)展性能強(qiáng)

4、，第三方軟件支持多。人們逐漸習(xí)慣了使用APP客戶端上網(wǎng)的方式。社交、購物、旅游、閱讀等均可能過智能手機(jī)來完成。另外更加人性化的人機(jī)交互界面也是一大亮點(diǎn)。智能手機(jī)為電子郵件系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)帶來了挑戰(zhàn)的同時也提供了一個發(fā)展的良好機(jī)遇。目前移動通信技術(shù)由2G走向3G的時代，智能手機(jī)操作系統(tǒng)的發(fā)展，它能夠給客戶提供個性化的服務(wù)和多合一式的應(yīng)用組合。Email功能是每款智能手機(jī)所必備的重要功能之一。這是因為電子郵件是伴隨互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的一項基本、主要的應(yīng)用，而隨著社會信息化程度的提高，電子郵件已經(jīng)成為企業(yè)和個人最基本的通訊方法。3 相關(guān)技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，應(yīng)用構(gòu)件技術(shù)可以更為有效地支持復(fù)用技術(shù)，有開發(fā)需代

5、碼量少、軟件質(zhì)量高、升級維護(hù)方便、便于移植的特點(diǎn)?；跇?gòu)件的軟件開發(fā)也將是今后軟件開發(fā)的主流。構(gòu)件接口徹底消除了調(diào)用者與實(shí)現(xiàn)者間的耦合。具有唯一性、不變性、繼承性和多態(tài)性。接口描述了構(gòu)件對外提供的服務(wù)，在構(gòu)件間及構(gòu)件和客房間均通過接口交互。構(gòu)件組合通過綁定多個簡單構(gòu)件形成功能更強(qiáng)的復(fù)雜構(gòu)件，進(jìn)而組成整個系統(tǒng)，是構(gòu)件開發(fā)的重點(diǎn)。另外構(gòu)件的復(fù)用可以構(gòu)建在體系中結(jié)構(gòu)和功能比較好修改的程序。推送服務(wù)是一項利用PUSH技術(shù)將郵件直接推送到手機(jī)上，而不需要通過對服務(wù)器發(fā)出請求根據(jù)響應(yīng)結(jié)果判斷有無新郵件。同時PUSH服務(wù)支持多種郵件格式，滿足了用戶在手機(jī)上對附件進(jìn)行操作的需求。 電子郵件安全問題不容忽視，目

6、前最普遍的是郵件系統(tǒng)遭遇惡意攻擊和垃圾郵件。郵件的安全如郵箱被竊取密碼、截取內(nèi)容、被篡改等。這些安全問題導(dǎo)致的現(xiàn)實(shí)案例使得很多政府、司法機(jī)構(gòu)等不敢使用電子郵件傳輸信息。因此在設(shè)計時一事實(shí)上要從技術(shù)和規(guī)劃上全面考慮并拿出創(chuàng)新思路和辦法來解決。在傳輸過程中采用PGP和S/MIME兩種標(biāo)準(zhǔn)來保證郵件安全。PGP通過單向散列算法對郵件簽名，保證內(nèi)容不被篡改。S/MIME也用單向散列算法和公私鑰加密，但它的認(rèn)證機(jī)制依賴于層次結(jié)構(gòu)性的證書認(rèn)證。通過以上協(xié)議基本保證了郵件在傳輸中的安全。對于數(shù)據(jù)主要采用系統(tǒng)密鑰加密，而系統(tǒng)密鑰多采用明文，一旦被侵入就會很容易獲得用戶密碼和解密郵件內(nèi)容。4 基于不同架構(gòu)的智能

7、手機(jī)郵件系統(tǒng) 手機(jī)郵件客戶端屬于嵌入式開發(fā), 要實(shí)現(xiàn)上述功能需求, 目前有3 種實(shí)現(xiàn)方法:基于手機(jī)操作系統(tǒng)平臺、BREW平臺及J2ME平臺。4.1 基于BREW平臺的智能手機(jī)郵件系統(tǒng)BREW是高通面對CDMA無線移動通訊制式開發(fā)的基本平臺。它提供一個效率高、成本低、擴(kuò)展性能強(qiáng)的應(yīng)用程序執(zhí)行環(huán)境，著重開發(fā)可無縫接入任何移動設(shè)備的應(yīng)用程序。郵件系統(tǒng)的設(shè)計。UI子組件用于編輯、閱讀、設(shè)置、郵箱界面及用戶的操作響應(yīng)與交互。郵件管理組件用于收發(fā)存儲讀取等的管理。帳戶管理組件完成郵件管理和收發(fā)郵件邏輯模塊的交互。收發(fā)控制組件將調(diào)用協(xié)議部分提供的服務(wù)，根據(jù)需 要組織與郵件服務(wù)器交互。郵件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。通過UI

8、界面編寫的郵件被封裝程序封裝為特殊格式的文本流，以此方式發(fā)達(dá)給目標(biāo)郵件地址。邏輯層發(fā)起連接操作或命令操作，協(xié)議層完成發(fā)送具體操作，若有錯誤則返回；服務(wù)器返回數(shù)據(jù)，協(xié)議層判斷其合法性，調(diào)用邏輯處理層函數(shù)作相應(yīng)處理，然后進(jìn)行下一步聚；完成或有錯誤時退出。UI層通過接口函數(shù)執(zhí)行收郵件等功能，然后將文本流形式的郵件解析為結(jié)構(gòu)體形式的結(jié)果顯示到UI界面。4.2 基于Android操作系統(tǒng)的智能手機(jī)郵件系統(tǒng) GOOGLE于2007年11月推出真正意義上的開放性移動設(shè)備平臺Android。 Android系統(tǒng)可通過調(diào)用自帶的Gmail程序或采用JavaMail功能包來實(shí)現(xiàn)郵件業(yè)務(wù)。 UI設(shè)計。登錄GMAIL

9、郵箱安全類型和服務(wù)器均是默認(rèn)，而登錄到別的郵箱時要選擇收郵件的是POP3還是IMAP協(xié)議，然后要設(shè)置安全類型、端口等。設(shè)置完成后轉(zhuǎn)到在本地顯示用戶名和收件人收郵件時顯示的用戶名然后就可以登錄到自己郵箱，界面中有收發(fā)件箱、已發(fā)送、草稿箱和垃圾箱等。發(fā)送郵件時在發(fā)送界面填寫收件人地址、主題和內(nèi)容，也可添加附件及其它功能。收件界面當(dāng)打開時會顯示所有發(fā)件人、主題，可以進(jìn)一步查看內(nèi)容或刪除某個郵件。郵件抄送、地址判斷、添加附件、保存草稿及郵件發(fā)送等可通過調(diào)用JAVAMAIL API定義中的類和方法來實(shí)現(xiàn)；郵件的解析與接收也是通過JAVAMAIL API中定義的相應(yīng)類和方法來執(zhí)行。4.3基于 CAR的手機(jī)

10、郵件系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn) CAR兼容微軟的COM構(gòu)件技術(shù)，但刪除了COM中禁止用戶定義非自描述接口；完善了構(gòu)件及接口的自描述功能，實(shí)現(xiàn)了對其擴(kuò)展能力。CAR能動態(tài)加載構(gòu)件并支持二進(jìn)制復(fù)用，兼容性更好。CAR用C或C+編寫的構(gòu)件直接以二進(jìn)制代碼運(yùn)行相比JAVA、NETFRAME速度更快。 基于CAR郵件系統(tǒng)分為UI用戶交互界面、協(xié)議部分、數(shù)據(jù)庫部分和控制單元。UI將用戶的操作轉(zhuǎn)換成向下的請求，同時將底層的信息以友好方式顯示給用戶?？刂茊卧獙Φ讓拥男畔⒄{(diào)用函數(shù)進(jìn)行封裝或解析后傳給下一級，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲。數(shù)據(jù)庫部分主要是對郵件系統(tǒng)提供存儲支持。協(xié)議部分就是將用戶郵件以標(biāo)準(zhǔn)方式和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。包括

11、解析、封裝、編碼和解碼。 通過支持POP3協(xié)議的接收類對接收到的郵件分離郵件頭和體并對編碼內(nèi)容解碼，抽取郵件頭并根據(jù)其屬性劃分郵件。通過一個支持SMTP協(xié)議的發(fā)送類添加郵件頭并進(jìn)行封裝打包，發(fā)送郵件。信息和附件類主要用來實(shí)現(xiàn)MIME協(xié)議，以管理和操作郵件頭、郵件體和附件。數(shù)據(jù)庫存儲部分通過內(nèi)嵌在程序中的開放源代碼數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)庫來完成對數(shù)據(jù)的保存、查詢、修改和刪除等。關(guān)鍵字和數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)單元?？刂茊卧獙f(xié)議層所提供的方法進(jìn)行了封裝，提供了一個控制類對4個相關(guān)操作類有機(jī)整合在一起，不僅提供了4個操作類的方法還實(shí)現(xiàn)了4個類間的交流，并提供了接口方法。用戶交互界面也是基于消息驅(qū)動的，最終以CAR構(gòu)件的

12、方式提供給上層。5 基于J2ME的智能手機(jī)郵件系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)常用的移動郵件服務(wù)是通過WAP協(xié)議和郵件服務(wù)交互來實(shí)現(xiàn)的。但通過WAP不能訪問主流的HTML，郵件也不能顯示復(fù)雜的圖形格式等。為推動無線業(yè)務(wù)的發(fā)展，J2ME作為用于嵌入式系統(tǒng)的JAVA被引入。它允許用戶從互聯(lián)網(wǎng)上下載各種APP并在智能手機(jī)上執(zhí)行這些程序。這種模式又一次為軟件開發(fā)商創(chuàng)造巨大商機(jī)，不僅使用戶得多種多樣的應(yīng)用服務(wù)還大大提高了移動通信運(yùn)營商的業(yè)務(wù)量。J2ME與J2SE一起為移動終端和服務(wù)器端無線應(yīng)用的開發(fā)提供了一套完整的平臺。J2ME兼容性好，可以實(shí)現(xiàn)與多種主流嵌入式智能手機(jī)操作系統(tǒng)（如谷歌的Android 、蘋果公司的io

13、s 及微軟公司的windows phone等）集成。J2ME提供了HTTP、TCP等高級的Internet協(xié)議，可以自由訪問主流HTML網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)的整合。此外J2ME還提供JAVAMAIL等多種因特網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)支持，便于APP在不同平臺的移植。 5.1 J2ME郵件系統(tǒng)設(shè)計郵件系統(tǒng)共有4個模塊，具UI交互界面的手機(jī)客戶端、接入服務(wù)器、收發(fā)代理服務(wù)器和控制管理單元。J2ME采用HTTP技術(shù)，通過第三代無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)利用WEBMAIL郵件的SMTP/IMAP/POP3服務(wù)器為存儲存郵件和管理郵件的后臺，通過UI交互界面發(fā)送郵件操作請求，利用中間層服務(wù)器連接后臺，執(zhí)行邏輯處理，最終

14、實(shí)現(xiàn)郵件的所操作。利用J2ME提供的API向遠(yuǎn)端發(fā)出HTTP請求并接受響應(yīng)。中間層接收UI請求調(diào)用JAVAMAIL API函數(shù)將請求轉(zhuǎn)換成向遠(yuǎn)端服務(wù)器的請求，并將服務(wù)器響應(yīng)傳給客戶端。 當(dāng)移動郵件代理或移動郵件服務(wù)器檢測到有新郵件時通知并調(diào)用短信中心將郵件的相關(guān)信息推送到客戶端；然后再根據(jù)信息內(nèi)容通過移動郵件服務(wù)器接收所需要的郵件。5.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)用戶首先要注冊，注冊完成后可登陸選擇郵箱收發(fā)郵件或進(jìn)行設(shè)置。如選擇收郵件則進(jìn)入郵件列表按時間順序列出郵件，每封顯示發(fā)件人和標(biāo)題，可以進(jìn)一步閱讀內(nèi)容也可以刪除某一封郵件。如選擇發(fā)郵件則進(jìn)入發(fā)郵件界面，填寫好發(fā)件地址標(biāo)題和內(nèi)容后點(diǎn)擊發(fā)送即可，用戶選擇回復(fù)

15、和轉(zhuǎn)發(fā)，回復(fù)界面發(fā)件地址是默認(rèn)的而轉(zhuǎn)發(fā)界面發(fā)送內(nèi)容是默認(rèn)的。PUSH使用POP3/IMAP4等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議來輪詢所有注冊用戶的綁定賬號，檢查是否有新郵件到達(dá)。對于使用其它的企業(yè)郵件系統(tǒng)如EXCHANGE SERVER、DOMINO SERVER郵件系統(tǒng)使用MAPI、WEBDAV或LAPI來檢測有無新郵件。當(dāng)郵件服務(wù)器每接收到一份郵件，動態(tài)產(chǎn)生系統(tǒng)密鑰鑰Z，利用Z將接收到的郵件進(jìn)行加密。同時Z用公鑰E進(jìn)行加密得到常量Z，并將其保存。用戶需要進(jìn)行郵箱操作，首先要進(jìn)行身份認(rèn)證。基用戶輸入明文K是密碼，則將其二次單向加密，所得最終密鑰與系統(tǒng)保存的K對比。由于處理用戶明文所用的私鑰、系統(tǒng)密鑰都是中間密鑰，不

16、存儲，即使別人獲得也不能對郵件解密。5.3客戶端MIDP與中間層基于HTTP協(xié)議的制定與實(shí)現(xiàn)所有支持MIDP 的手機(jī)都要求支持HTTP, 這主要是因為HTTP 既可以通過IP 協(xié)議, 也可以通過使用WAP協(xié)議來訪問有線和無錢網(wǎng)絡(luò)。無線郵件系統(tǒng)中, 作為客戶端的手機(jī)需要與作為應(yīng)用服務(wù)器端的PCA 進(jìn)行通訊, 而J2ME 框架中支持了HTTP 協(xié)議,郵件系統(tǒng)客戶端提供一個操作界面并實(shí)現(xiàn)郵件的編輯、收發(fā)等。系統(tǒng)采用RMS將原始數(shù)據(jù)持續(xù)存儲并將內(nèi)容通過HTTP發(fā)送給中間層。接收郵件單元將用戶賬號、密碼、收件服務(wù)器及端口號發(fā)給中間層，完成郵件從服務(wù)器到客戶端的接收。讀取模塊使 用RMS技術(shù)將存儲的郵件讀出。6結(jié)論基于構(gòu)件技術(shù)和J2ME平臺的智能手機(jī)郵件系統(tǒng)將有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)無縫鏈合起來形成一個有機(jī)整體，能隨時隨地享受高性能郵件服務(wù)。主要工作都是在服務(wù)器端進(jìn)行，所以郵件系統(tǒng)有跨平臺移植性。郵件系統(tǒng)代碼體積小，采用構(gòu)件方式易于維護(hù)升級和擴(kuò)展?；贘2ME平臺的郵件系統(tǒng)必將得到大規(guī)模應(yīng)用。但還存在一些問題需要進(jìn)一步解