CN104185147B - 一种基于短信的移动终端地理信息交换方法 - Google Patents

Abstract

一种基于短信的移动终端地理信息交换方法，当交换单个位置地理信息时，发送方移动终端采用NMEA 0183电文中$GPRMC报文规则对分享的地理位置进行编码，通过短信Agent发送至接收方移动终端；当交换地理信息数据量较大时，发送方移动终端将信息上传到公共文件服务器，并记录URL，将URL附加特定报文头$GPURL发送至接收方移动终端；接收方移动终端的Agent通过拦截该特定格式的短信并解析，如果是实时位置信息，直接解析；如果是URL，通知应用程序链接HTTP链接地址下载位置文件；接收方发送$GPOK或$GPFAIL报文至发送方，提示发送方是否接收和解析成功。

Description

一种基于短信的移动终端地理信息交换方法

技术领域

本发明涉及一种基于短信的移动终端地理信息交换方法，是在移动设备之间交换位置信息的共享方法，属于移动通信和地理信息科学领域。

背景技术

“LBS”英文全称为Location Based Services,它包括两层含义:首先是确定移动终端或用户所在的地理位置；其次是提供与位置相关的各类信息服务。因此可以说“LBS”就是要借助互联网或无线网络，完成定位和服务两大功能，实现移动终端位置信息的相互共享和公共发布。

在地理测绘、土地调查和社交网络等领域，移动终端之间经常需要互相交换各自的地理位置信息。如车友可以通过手机相互告知自己的位置，家长通过小孩手中手机的位置分享功能可以随时知道自己孩子的当前位置，确保孩子的安全。

常规的地理位置信息交换方法通常需要建立具有固定IP的服务器，通过中介服务器实现位置信息共享，这样专门的服务器带来额外的经济开销，且系统的工作能力受网络带宽和服务器计算能力的影响。

地理位置信息交换方法还可以通过移动终端之间的直接TCP/IP通信方式实现，移动终端可以在固定端口上侦听，如果另外一个设备知道该设备的IP地址和端口号，那么可以直接通过TCP/IP网络信息传输位置信息。但在移动终端上获取当前设备的IP和输入另外一个设备的IP地址和端口号专业性强，并且如果交换的对象越多，这种模式需要输入IP地址和端口越多，就越繁琐，因此这种模式对普通用户几乎不可行。

发明内容

本发明的发明目的在于，针对上述存在的问题，提供一种在无线运营商网络内基于短信推送位置信息的方法，在这种模式下，不同移动终端只要知道对方的手机号，就可以方便地交换单个或者多个地理位置信息，用户不需要关心对方手机的网络IP地址，甚至手机不开通数据服务都能实现，因此使用门槛低，推广前途好。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于短信的移动终端地理信息交换方法，可以在不改变现有无线网络设备的基础上，实现移动终端之间便捷的位置信息共享。其中发送方和接收方移动终端均必须包括如下三个模块或程序：

(1)短信Agent程序：该程序在中间层，预装，拦截具有$GPRMC、$GPURL、$GPOK、$GPFAIL报文头的短信，并解析上述报文，提供接口允许用户地理信息应用程序动态注册，并将解析结果通过进程间通信发送给注册过的地理信息应用程序；接收地理信息应用程序的跨进程通信返回结果，并将结果发送到目标设备；提供应用程序注册关联地理信息的接口。

(2)地理信息应用程序：该程序是由用户书写的，程序在启动后通过进程间通信动态注册为短信Agent事件分发对象，负责地理共享，负责共享地理信息的接收和应用，负责远程地理信息文件的上传和下载，但实际短信报文编码、短信发送、短信解析都由短信Agent程序负责。

(3)常规短信程序:该程序是手机出厂时预装应用，负责常规短信的发送，接收以及存储，在本专利中所有的短信都会被短信Agent首先拦截，如果一个短信没有被短信Agent拦截，将被当作普通短信由常规短信程序处理。

具体实现方案如下：

1)移动终端通过无线运营商网络短信分享位置信息，发送方和接收方均内置拦截和发送短信的短信Agent程序，并安装用户编写的支持分享地理信息的应用程序；短信Agent程序提供进程间通信接口，允许用户地理信息应用程序注册为事件通知应用；用户地理信息应用程序启动后通过进程间通信向短信Agent注册，成为短信Agent的事件通知对象；

2)支持不同移动终端之间分享单个或者多个地理信息位置，且每次分享位置信息前，用递增的方式生成一个唯一编码的整数事务号；

3)如果分享单个位置信息，发送方移动终端的地理信息应用程序将要分享的位置信息(一般为经纬度)、对方手机号、事务号采用进程间通信发送给短信Agent程序，短信Agent程序将接收到的单个位置信息采用NMEA(National Marine ElectronicsAssociation)0183报文中的$GPRMC格式编码后，并用本设备的电话号码、事务号及重新生成的异或校验码替换扩展前的校验码，形成传输文本；

4)如果分享的是多个位置信息(如一个土地调查图斑，甚至一个shape文件)，发送方移动终端的地理信息应用程序首先将位置信息以HTTP等方式上传到公共的HTTP地理信息文件服务器，得到网络文件的URL(Uniform resource locator)后添加对方设备的电话号码、事务号，通过进程间通信发送给短信Agent，短信Agent程序对URL添加报文头$GPURL，并附加本设备的电话号码、事务号以及异或校验编码；

5)短信Agent将编码后的文本通过短信形式由无线运营商网络发送到接收方移动终端；

6)接收方移动终端中的短信Agent拦截该特定格式的短信，如果不具备$GPRMC、$GPURL、$GPOK、$GPFAIL这些特定格式报文头的短信，则放弃处理，由手机预装的短信程序按照常规的短信处理；

7)接收方移动终端的短信Agent程序如果发现报文头为$GPRMC的短信，解析出地理位置信息、发送方手机号、事务号，通过进程间通信告知此前注册为事件分发对象的地理信息应用程序；

8)接收方移动终端短信Agent程序如果发现报文头为$GPURL的短信，解析出远程档URL、发送方手机号、事务号，通过进程间通信告知此前注册为事件分发对象的地理信息应用程序；

9)接收方移动终端的地理信息应用程序接收到接收方移动终端短信Agent程序跨进程通信发送的地理位置、手机号、事务号后，判断地理信息是否合法；

10)如果接收方移动终端的地理信息应用程序判断地理信息合法,通过进程间通信将成功信息连同发送方手机号和事务号发送给接收方移动终端的短信Agent程序，该短信Agent程序生成带$GPOK报文头并附加接收方电话号码、事务号的报文以及异或校验码，并将该报文通过短信发送给发送方移动终端；

11)如果接收方移动终端的地理信息应用程序判断地理信息非法,通过进程间通信将失败信息连同发送方手机号和事务号发送给接收方移动终端短信Agent程序，该短信Agent程序生成带$GPFAIL报文头并附加接收方电话号码、事务号的报文以及异或校验码，并将该报文通过短信发送给发送方移动终端；

12)接收方移动终端的地理信息应用程序接收到接收方移动终端短信Agent程序跨进程通信发送的地理信息文件URL、发送方手机号、事务号后，自动链接公共文件服务器下载该URL制定的地理信息文件；

13)如果接收方移动终端的地理信息应用程序成功下载得到相应URL对应的地理信息文件，通过进程间通信将成功信息连同发送方手机和事务号发送给接收方移动终端的短信Agent程序，该短信Agent程序生成带$GPOK报文头并附加接收方电话号码、事务号的报文以及异或校验码，并将该报文通过短信发送给发送方移动终端；

14)如果接收方移动终端的地理信息应用程序无法下载得到相应URL对应的地理信息文件，通过进程间通信将失败信息连同发送方手机号和事务号发送给接收方移动终端短信Agent程序，该短信Agent程序生成带$GPFAIL报文头并附加接收方电话号码、事务号的报文以及异或校验码，并将该报文通过短信发送给发送方移动终端；

15)$GPOK/$GPFAIL短信被发送方移动终端拦截接收后，解析接收结果和事务号，告知地理信息应用程序该次分享信息是成功或者失败；

16)$GPRMC,$GPURL,$GPOK,$GPFAIL报文也可以在用户的地理信息应用程序中完成编码和译码，而短信Agent程序只负责报文拦截和报文转发；

17)短信Agent拦截哪些特定格式的报文可以由地理信息应用程序通过进程间通信告知；

18)短信Agent为应用程序通过进程间通信方式保留了发送短信的接口，接口参数包括:发送号码，发送报文，这些参数都由地理信息应用程序通过解析报文得到并且告知短信Agent程序。

本发明的优点及有益效果：本发明提供的基于短信实现移动终端之间地理位置信息便捷推送和共享的方法，工作时不需要输入对方移动终端的IP地址信息，移动终端甚至不需开通数据服务，就可以便捷地实现不同移动终端之间的位置信息共享。

附图说明

图1为本发明提供的地理信息共享设备处理普通短信的方法及系统组成；

图2为本发明提供的简单位置信息共享方法及系统组成；

图3为本发明提供的较大数据量地理信息推送方法及系统组成；

图4为本发明中移动终端共享单个地理位置信息时的流程；

图5为本发明中移动终端共享大数据量地理位置信息时的流程。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1，本发明中不论是发送方和接收方移动终端中都必须包括如下三个模块或程序：

1)短信Agent程序：该程序在中间层，预装，拦截具有$GPRMC、$GPURL、$GPOK、$GPFAIL报文头的短信，并解析上述报文，提供接口允许用户地理信息应用程序动态注册，并将解析结果通过进程间通信发送给注册过的地理信息应用程序；接收地理信息应用程序的跨进程通信返回结果，并将结果发送到目标设备；提供应用程序注册关联地理信息的接口。

2)地理信息应用程序：该程序是由用户书写的，程序在启动后通过进程间通信动态注册为短信Agent事件分发对象，负责地理共享，负责共享地理信息的接收和应用，负责远程地理信息文件的上传和下载，但实际短信报文编码、短信发送、短信解析都由短信Agent程序负责。

3)常规短信程序:该程序是手机出厂时预装应用，负责常规短信的发送，接收以及存储，在本专利中所有的短信都会被短信Agent首先拦截，如果一个短信没有被短信Agent拦截，将被当作普通短信由常规短信程序处理。

本发明的基本内容是：1)当交换单个位置地理信息时，发送方移动终端采用NMEA0183电文中$GPRMC报文规则对分享的地理位置进行编码，通过短信Agent发送至接收方移动终端；

2)当交换地理信息数据量较大时，发送方移动终端将信息上传到公共文件服务器，并记录URL，将URL附加特定报文头$GPURL发送至接收方移动终端；

3)接收方移动终端的Agent通过拦截该特定格式的短信并解析；

4)如果是实时位置信息，直接解析；

5)如果是URL，通知应用程序链接HTTP链接地址下载位置文件；

6)接收方发送$GPOK或$GPFAIL报文至发送方，提示发送方是否接收和解析成功。

实现本发明方法时，移动终端安装了拦截和解析特定格式短信和支持跨进程通信(Inter-process communication，简称IPC)的短信Agent,可以在Android,Windows Phone等移动终端平台上实现。

具体实施例：

(1)由图2、4，其中图2中箭头对应数字表示执行流程的次序，当移动终端推送或共享的是单个位置信息时:

假设要发送的地理信息为：经度为东经112度12.345分，北纬32度37.765分，又假设发送方移动终端手机号码为1391234xxxx,卫星定位解算时间2013年8月10日12:39:19UTC,接收方手机号码为1999876xxxx。

发送方移动终端的地理信息应用程序采用递增的方法(或利用当前的时钟信息)，生成一个唯一的事务号，假设为778899；

发送方移动终端的地理信息应用程序通过跨进程通信，如socket通信的方式将位置信息、接收方手机号、事务号码发送给发送方移动终端的短信Agent；

发送方移动终端的短信Agent采用NMEA 0183的$GPRMC电文格式将位置信息封装为文本信息，并扩充该报文附加本移动终端的电话号码、事务号码，添加异或校验码，得到如下报文：

$GPRMC,123919,A,3237.765,N,11212.345,E,,,20130810,,,1391234xxxx,778899*28<CR><LF>

上述报文中，对标准$GPRMC做了扩展，“1391234xxxx,778899”表示插入的发送方电话号码和事务号，提供接收方移动终端发送回馈信息的目标地址；尾部的*是特别符号，28是字符‘$’后以及字符‘*’前报文的异或校验，尾部符号<CR><LF>表示回车换行。

发送方的移动终端短信Agent通过短信通道发送给接收方移动终端，并通过无线运营商网络，由接收方移动终端接收；

接收方移动终端内置具备拦截位置短信特别报文格式功能的短信Agent，采用KMP算法(克努特——莫里斯——普拉特算法)自动检测接收到的短信；

如果接收方的短信Agent没有发现匹配$GPRMC、$GPURL、$GPOK、$GPFAIL等报文头，则对该短信不做任何处理，内置的短信程序会按照普通短信接收、存储、提醒使用者；

如果接收方的短信Agent检测到了$GPRMC报文头，则Agent会自动读取该报文，依据NMEA 0183电文格式解析位置信息(东经112度12.345分，北纬32度37.765分)、发送方电话号码信息(1391234xxxx)、事务编号(778899)等，并通过进程间通信发送给接收方的地理信息应用程序。

接收方的地理信息应用程序成功得到位置信息，可以做简要验证，比方说判断对方位置是否在合理的区域等，通知接收方Agent发送$GPOK报文到发送方；如果验证失败，通知接收方Agent发送$GPFAIL报文到发送方。

此处，$GPOK报文具体格式为：

$GPOK,1999876xxxx,778899*3F<CR><LF>

同样，1999876xxxx表示移动终端接收方的电话号码，778899是事务号，3F是异或校验结果，尾部的*是特别符号，3F是字符’$’后以及字符‘*’前报文的异或校验，尾部符号<CR><LF>表示回车换行；

如果接收到的位置不符合用户的需求(如不在固定区域)，则发送的$GPFAIL报文具有如下格式：

$GPFAIL,1999876xxxx,778899*39<CR><LF>

其中，1999876xxxx表示移动终端接收方的电话号码，778899是事务号，3F是异或校验结果，尾部的*是特别符号，39是字符‘$’后以及字符‘*’前报文的异或校验，尾部符号<CR><LF>表示回车换行；

发送方移动终端的短信Agent拦截到通过短信发送的$GPOK/$GPFAIL报文后，解析出发送该短信的电话号码1999876xxxx(本质上是地理信息接收方),以及事务号778899，通过跨进程通信告知动态注册的地理信息应用程序。

(2)由图3、5，其中图3中箭头对应数字表示执行流程的次序，当移动终端分享的是多个位置信息或者位置信息文件时

地理信息应用程序将所需发送的多个位置信息或者位置信息文件按照ESRIshape文件格式编码，并通过进程间通信发给发送方移动终端的短信Agent程序，此处假设发送方手机号码为1391234xxxx,要传输的地理信息存储的本地文档(假设为gps.shp,gps.dbf),接收方手机号码为1999876xxxx，依据当前移动终端时钟生成的唯一事务号为998877。

按照用户事先指定的公共文件服务器地址(假设为http://somewhere.xxx.xxx/somedir)基于HTTP协议上传文件gps.shp,gps.dbf，得到该上传档的URL，假设为

http://somewhere.xxx.xxx/somedir/gps.shp

http://somewhere.xxx.xxx/somedir/gps.dbf

发送方移动终端的地理信息应用程序通过进程间通信告知本设备的短信Agent要传输多个位置对应的网络文件名(上面两个网络地址)、对方手机号(1999876xxxx),事务号(998877)。

发送方移动终端的短信Agent添加当前设备手机号，对上述信息编码后，得到如下$GPURL格式报文：

$GPURL,http://somewhere.xxx.xxx/somedir/gps.shp,http://somewhere.xxx.xxx/somedir/gps.dbf,1391234xxxx,998877*7B<CR><LF>

其中，前三项分别是报文头，网络服务器上shape文件路径，网络服务器上文件dbf文件路径，“1391234xxxx”表示的是发送方手机号，998877是事务号，尾部的*是特别符号，7B是字符’$’后以及字符‘*’前报文的异或校验，尾部符号<CR><LF>表示回车换行；

短信Agent将附加了$GPURL报文头的报文通过短信通道发送给接收方移动终端(1999876xxxx)，通过无线运营商网络，由接收方移动终端接收；

接收方移动终端内置具备拦截位置短信特别报文格式功能的短信Agent，采用KMP算法(克努特——莫里斯——普拉特算法)自动检测接收到的短信；

如果接收方移动终端的短信Agent如果没有发现匹配$GPRMC、$GPURL、$GPOK、$GPFAIL等报文头，则对该短信不做任何处理，内置的短信程序会按照普通短信接收、存储、提醒使用者；

如果接收方移动终端的短信Agent检测到了$GPURL报文头，则Agent会自动读取该报文，得到所要下载shape文档的URL，并通过进程间通信将URL发送给向自己注册过的地理信息应用那个程序，接收方移动终端的地理信息应用程序自动按照该URL下载shape文件。

接收方移动终端的地理信息应用程序成功下载文件后，通过进程间通信通知接收方移动终端的短信Agent发送下载成败的结果，通知接收方移动终端的短信Agent发送$GPOK报文到发送方移动终端；如果下载失败，通知接收方移动终端的短信Agent发送$GPFAIL报文到发送方移动终端。

此处，$GPOK报文具体格式为：

$GPOK,1999876xxxx,998877*3F<CR><LF>

同样，1999876xxxx表示接收方移动终端的电话号码，778899是事务号，3F是异或校验结果，尾部的*是特别符号，3F是字符’$’后以及字符‘*’前报文的异或校验，尾部符号<CR><LF>表示回车换行；

如果接收到的位置不符合用户的需求(如不在固定区域)，则发送的$GPFAIL报文具有如下格式：

$GPFAIL,1999876xxxx,778899*39<CR><LF>

其中，1999876xxxx表示接收方移动终端的电话号码，998877是事务号，3F是异或校验结果，尾部的*是特别符号，39是字符’$’后以及字符‘*’前报文的异或校验，尾部符号<CR><LF>表示回车换行；

发送方移动终端的短信Agent拦截到通过短信$GPOK/$GPFAIL报文后，解析出发送该短信的电话号码1999876xxxx(本质上是接收方移动终端号码),以及事务号998877，通过跨进程通信告知动态注册的地理信息应用程序。

Claims (1)

1.一种基于短信的移动终端地理信息交换方法，其特征在于：在不改变现有无线网络设备的基础上，通过安装拦截特定短信格式的短信Agent程序以及用户按照规范编写的地理信息应用程序，实现移动终端之间便捷的位置信息共享；

发送方和接收方的移动终端均必须包括如下三个模块或程序：

（1）短信Agent程序：该程序在中间层，预装，拦截具有$GPRMC、$GPURL、$GPOK、$GPFAIL报文头的短信，并解析上述报文，提供接口允许用户地理信息应用程序动态注册，并将解析结果通过进程间通信发送给注册过的地理信息应用程序，接收地理信息应用程序的跨进程通信返回结果，并将结果发送到目标设备，提供应用程序注册关联地理信息的接口；

（2）地理信息应用程序：该程序是由用户书写的，程序在启动后通过进程间通信动态注册为短信Agent事件分发对象，负责地理共享，负责共享地理信息的接收和应用，负责远程地理信息文件的上传和下载，但实际短信报文编码、短信发送、短信解析都由短信Agent程序负责；

（3）常规短信程序:该程序是手机出厂时预装应用，负责常规短信的发送，接收以及存储，所有的短信都会被短信Agent首先拦截，如果一个短信没有被短信Agent拦截，将被当作普通短信由常规短信程序处理；

当交换单个位置地理信息时，发送方移动终端采用NMEA 0183电文中$GPRMC报文规则对分享的地理位置进行编码，通过短信Agent发送至接收方移动终端；

当交换地理信息数据量较大时，发送方移动终端将信息上传到公共文件服务器，并记录URL，将URL附加特定报文头$GPURL发送至接收方移动终端；

接收方移动终端的Agent通过拦截该特定格式的短信并解析；

如果是实时位置信息，直接解析；

如果是URL，通知应用程序链接HTTP链接地址下载位置文件；

接收方发送$GPOK或$GPFAIL报文至发送方，提示发送方是否接收和解析成功；

具体方法如下：

1)移动终端通过无线运营商网络短信分享位置信息，发送方和接收方均内置拦截和发送短信的短信Agent程序，并安装用户编写的支持分享地理信息的应用程序；短信Agent程序提供进程间通信接口，允许用户地理信息应用程序注册为事件通知应用；用户地理信息应用程序启动后通过进程间通信向短信Agent注册，成为短信Agent的事件通知对象；

2)支持不同移动终端之间分享单个或者多个地理信息位置，且每次分享位置信息前，用递增的方式生成一个唯一编码的整数事务号；

3）如果分享单个位置信息，发送方移动终端的地理信息应用程序将要分享的经纬度位置信息、对方手机号、事务号采用进程间通信发送给短信Agent程序，短信Agent程序将接收到的单个位置信息采用NMEA 0183报文中的$GPRMC格式编码后，并用本设备的电话号码、事务号及重新生成的异或校验码替换扩展前的校验码，形成传输文本；

4）如果分享的是多个位置信息，发送方移动终端的地理信息应用程序首先将位置信息以HTTP方式上传到公共的HTTP地理信息文件服务器，得到网络文件的URL后添加对方设备的电话号码、事务号，通过进程间通信发送给短信Agent，短信Agent程序对URL添加报文头$GPURL，并附加本设备的电话号码、事务号以及异或校验编码；

5）短信Agent将编码后的文本通过短信形式由无线运营商网络发送到接收方移动终端；

6）接收方移动终端中的短信Agent拦截该特定格式的短信，如果不具备$GPRMC、$GPURL、$GPOK、$GPFAIL这些特定格式报文头的短信，则放弃处理，由手机预装的短信程序按照常规的短信处理；

7）接收方移动终端的短信Agent程序如果发现报文头为$GPRMC的短信，解析出地理位置信息、发送方手机号、事务号，通过进程间通信告知此前注册为事件分发对象的地理信息应用程序；

8）接收方移动终端短信Agent程序如果发现报文头为$GPURL的短信，解析出远程文件URL、发送方手机号、事务号，通过进程间通信告知此前注册为事件分发对象的地理信息应用程序；

9）接收方移动终端的地理信息应用程序接收到接收方移动终端短信Agent程序跨进程通信发送的地理位置、手机号、事务号后，判断地理信息是否合法；

10）如果接收方移动终端的地理信息应用程序判断地理信息合法,通过进程间通信将成功信息连同发送方手机号和事务号发送给接收方移动终端的短信Agent程序，该短信Agent程序生成带$GPOK报文头并附加接收方电话号码、事务号的报文及异或校验码，并将该报文通过短信发送给发送方移动终端；

11）如果接收方移动终端的地理信息应用程序判断地理信息非法,通过进程间通信将失败信息连同发送方手机号和事务号发送给接收方移动终端短信Agent程序，该短信Agent程序生成带$GPFAIL报文头并附加接收方电话号码、事务号的报文及异或校验码，并将该报文通过短信发送给发送方移动终端；

12）接收方移动终端的地理信息应用程序接收到接收方移动终端短信Agent程序跨进程通信发送的地理信息文件URL、发送方手机号、事务号后，自动链接公共文件服务器下载该URL制定的地理信息文件；

13）如果所述的接收方移动终端的地理信息应用程序成功下载得到相应URL对应的地理信息文件，通过进程间通信将成功信息连同发送方手机和事务号发送给接收方移动终端的短信Agent程序，该短信Agent程序生成带$GPOK报文头并附加接收方电话号码、事务号的报文及异或校验码，并将该报文通过短信发送给发送方移动终端；

14）如果所述接收方移动终端的地理信息应用程序无法下载得到相应URL对应的地理信息文件，通过进程间通信将失败信息连同发送方手机号和事务号发送给接收方移动终端短信Agent程序，该短信Agent程序生成带$GPFAIL报文头并附加接收方电话号码、事务号的报文及异或校验码，并将该报文通过短信发送给发送方移动终端；

15) $GPOK/$GPFAIL短信被发送方移动终端拦截接收后，解析接收结果和事务号，告知地理信息应用程序该次分享信息是成功或者失败；

16）$GPRMC,$GPURL,$GPOK,$GPFAIL报文也能够在用户的地理信息应用程序中完成编码和译码，而短信Agent程序只负责报文拦截和报文转发；

17)短信Agent拦截哪些特定格式的报文可以由地理信息应用程序通过进程间通信告知；

18）短信Agent为应用程序通过进程间通信方式保留了发送短信的接口，接口参数包括:发送号码，发送报文，这些参数都由地理信息应用程序通过解析报文得到并且告知短信Agent程序。