基于嵌入式操作系統(tǒng)和開發(fā)工具實現(xiàn)電子郵件系統(tǒng)的設(shè)計

從1996年的Windows CE 1.0 到最新的Windows CE.Net， WINCE 已有8年歷史。Windows CE設(shè)計簡單靈活，可在各種小型嵌入式系統(tǒng)中使用，且其功能強(qiáng)大，在最新一代的高性能工業(yè)和家用設(shè)備中也得到了充分使用。Microsoft eMbedded Visual Tools是微軟公司專為WINCE設(shè)備開發(fā)的一套開發(fā)環(huán)境，功能強(qiáng)大，開發(fā)方便快捷。二者的結(jié)合為實現(xiàn)嵌入式電子郵件系統(tǒng)提供了絕佳的開發(fā)環(huán)境。

本嵌入式電子郵件系統(tǒng)，即是以Windows CE為開發(fā)平臺，結(jié)合Embedded Visual Basic 3.0開發(fā)工具設(shè)計實現(xiàn)的。最后采用Microsoft POCKET PC2002 for Windows SDK工具完成系統(tǒng)的測試。

1 移動設(shè)備郵件系統(tǒng)的工作原理

目前網(wǎng)絡(luò)上的電子郵件傳送有點如同日常信件中的普通信件發(fā)送，日常生活中人們首先將郵件交給郵局，郵局再按照信封上的地址投遞，最后將郵件發(fā)到收信的人信箱里，收信人只要憑借他的信箱鑰匙就可以拿到信件。同樣的一封電子郵件從用戶手中發(fā)出，首先有一個程序把這封郵件發(fā)送到SMTP服務(wù)器（發(fā)送郵件的服務(wù)器）上，再由服務(wù)器負(fù)責(zé)將郵件傳遞到目的信箱。然后需要一個程序接受信箱的郵件，當(dāng)然也不是只要隨便有一個程序就可以的，還需要帳號（如同收信人姓名）與口令（如同信箱鑰匙）。所以很明顯，發(fā)送郵件至少需要4個處理不同任務(wù)，有不同功能的程序：發(fā)送郵件到服務(wù)器的程序，即發(fā)送郵件客戶端程序；在網(wǎng)絡(luò)上傳送郵件到對方信箱的程序，即SMTP服務(wù)器程序；接受郵件并存貯給用戶提取的服務(wù)器程序，即POP3服務(wù)器程序；從POP3服務(wù)器上收取郵件的程序，即接受郵件客戶端程序。

收發(fā)電子郵件依靠一套標(biāo)準(zhǔn)的會話協(xié)議，其中最為著名現(xiàn)在最常用的有：SMTP協(xié)議，該協(xié)議規(guī)定了與SMTP服務(wù)器進(jìn)行對話的一系列命令與過程標(biāo)準(zhǔn)；POP3協(xié)議，該協(xié)議規(guī)定了與POP3服務(wù)器進(jìn)行對話的一系列命令與過程標(biāo)準(zhǔn)。還有IMAP4協(xié)議，類似POP3的郵件接收協(xié)議。

1.1 SMTP協(xié)議

SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）又叫做簡單郵件傳輸協(xié)議。它主要對如何將電子郵件從發(fā)送方地址傳送到接收方，也即是對傳輸?shù)囊?guī)則做了規(guī)定。SMTP協(xié)議的通信模型并不復(fù)雜，主要工作集中在發(fā)送SMTP和接收SMTP上：首先針對用戶發(fā)出的郵件請求，由發(fā)送SMTP建立一條連接到接收SMTP的雙工通訊鏈路，發(fā)送SMTP負(fù)責(zé)向接收SMTP發(fā)送SMTP命令，而接收SMTP則負(fù)責(zé)接收并反饋應(yīng)答?？纱笾掠孟马摰腟MTP通訊模型示意圖來表示：

圖 1 SMTP 通訊模型示意圖

1.2 POP3協(xié)議

POP3（Post Office Protocol Version 3）是整個電子郵件系統(tǒng)的基本協(xié)議之一。POP3適用于C/S結(jié)構(gòu)的脫機(jī)模型的電子郵件協(xié)議。 初始時，服務(wù)器通過偵聽TCP端口110開始POP3服務(wù)，當(dāng)客戶主機(jī)需要使用服務(wù)時，它將與服務(wù)器主機(jī)建立TCP連接。當(dāng)連接建立后，POP3發(fā)送確認(rèn)消息，客戶和POP3服務(wù)器相互（分別）交換命令和響應(yīng)。這一過程一直要持續(xù)到連接終止。

2 系統(tǒng)設(shè)計

該郵件系統(tǒng)由兩個客戶端程序組成，SMTP MAILER實現(xiàn)郵件和附件的發(fā)送，POP3 MAIL CHECKER用于登陸郵件服務(wù)器接受原始的郵件信息。

2．1 郵件發(fā)送端設(shè)計與實現(xiàn)

2．1．1發(fā)送端工作流程

下圖是郵件發(fā)送流程圖

2．1．2具體實現(xiàn)

發(fā)送郵件的功能主要由eMbedded Visual Basic下的WINSOCK控件實現(xiàn)WINSOCK即Windows Socket，是微軟公司對Socket編程接口的集成。WINSOCK使用IP協(xié)議，同時支持TCP與UDP協(xié)議，在收發(fā)郵件這類基本網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的前提下，WINSOCK控件是最好的選擇。

以A—H表示郵件發(fā)送的各部分設(shè)計：

A 在這個郵件程序中，首先要連接SMTP的郵件服務(wù)因此在cmdSend_Click（）事件中最先實施的是Wsock.RemoteHost = ServerIp連接設(shè)定的服務(wù)器主機(jī)

Wsock.RemotePort = ServerPort 設(shè)定默認(rèn)的端口。

B 然后開始構(gòu)造郵件格式，定義字符串m_Date為發(fā)送日期，字符串mData為郵件頭。語句m_Date = FormatDateTime（Date， ［vbShortDate］） & “， ” & FormatDateTime（Date， ［vbLongDate］） & “ ” & FormatDateTime（Time， ［vbLongTime］） & “” & “ -0600” 定義了郵件的發(fā)送日期。

構(gòu)造郵件標(biāo)題 mData = “From：” & Chr（32） & strSendname & vbCrLf & _

“Date：” & Chr（32） & m_Date & vbCrLf & _

“X-Mailer： Harold Smtp Mailer V1.0” & vbCrLf & _

“To：” & Chr（32） & strReceiveName & vbCrLf & _

“Subject：” & Chr（32） & strSubject & vbCrLf

這個典型的郵件標(biāo)題包含了：發(fā)件人，發(fā)件日期，收件人，主題以及發(fā)送郵件的程序名稱。

C 當(dāng)郵件程序連上服務(wù)器后，進(jìn)如下一步打開郵件對話，利用WINSOCK控件發(fā)送對話信息：Wsock.SendData “HELO” & “ ” & Wsock.LocalHostName & vbCrLf

如果SMTP服務(wù)器沒有返回“250” 應(yīng)答碼，則提示“Unable to establish transaction”。

D 由于現(xiàn)在的郵件服務(wù)器多采用ESMTP協(xié)議，因此需要客戶端程序發(fā)送用戶名與密碼等認(rèn)證信息，故在打開對話過后便進(jìn)入“Authentication“過程，：

Wsock.SendData “AUTH LOGIN” & vbCrLf

If Not WaitForResponse（“334”， 10） Then

txtMsg.Text = “Unable to Connect with ESMTP server.。..。.”

Wsock.SendData Encode（User） & vbCrLf

Wsock.SendData Encode（Pass） & vbCrLf

在這里調(diào)用了自編的Encode函數(shù)并發(fā)送了經(jīng)過BASE64編碼的用戶名與密碼信息。

E 接著是發(fā)送發(fā)送方與接受方的地址：

Wsock.SendData “MAIL FROM：” & “ ” & strFromMail & vbCrLf ‘發(fā)送方

Wsock.SendData “RCPT TO：” & “ ” & strToMail & vbCrLf ‘接受方

F 下一步是發(fā)送消息體（針對不含附件的RFC822郵件）：

Wsock.SendData “DATA” & vbCrLf ‘發(fā)送消息體

Wsock.SendData mData & vbCrLf ‘發(fā)送郵件標(biāo)題

Wsock.SendData strContent & vbCrLf ‘發(fā)送正文

Wsock.SendData “?！?& vbCrLf ‘發(fā)送結(jié)束符

G 在發(fā)送郵件時做了附件的判斷：

If Combo1.List 》 0 Then 如果附件列表非空則轉(zhuǎn)入MIME郵件的構(gòu)造。MIME郵件的標(biāo)題部分與RFC822相同，但要擴(kuò)充一些內(nèi)容

Wsock.SendData “MIME-Version:1.0” & vbCrLf

Wsock.SendData “Content-Type:multipart/mixed;” & vbCrLf

Wsock.SendData “ boundary = Unique-Boundary” & vbCrLf & vbCrLf

Wsock.SendData “［ Random garbage here ］” & vbCrLf & vbCrLf

Wsock.SendData vbCrLf & “--Unique-Boundary” & vbCrLf

Wsock.SendData “Content-type： text/plain;charset=US-ASCII” & vbCrLf & vbCrLf

Wsock.SendData strContent & vbCrLf & vbCrLf

Wsock.SendData “--Unique=Boundary” & vbCrLf

Wsock.SendData “Content-Type： multipart/parallel;boundary = Unique-Boundary-2” & vbCrLf & vbCrLf

Wsock.SendData “--Unique=Boundary -2” & vbCrLf

Wsock.SendData “Content-Type： application/octest-stream;” & vbCrLf

Wsock.SendData “name =” & strAttachname & vbCrLf

Wsock.SendData “Content-Transfer-Encoding:base64” & vbCrLf

Wsock.SendData “Content-Disposition:inline;” & vbCrLf

這里附件也通過編碼加入了郵件中。

H 最后結(jié)束郵件對話，返回信息：

Wsock.SendData “QUIT” & vbCrLf

txtMsg.Text = txtMsg.Text & “Mail send success！”

2．2 郵件接受端的設(shè)計與實現(xiàn)

2．2．1 接收端工作流程

圖3 接收端工作流程

2．2．2 功能實現(xiàn)

POP3的通信與SMTP一樣，也可以通過Winsock來實現(xiàn)。該P(yáng)OP3郵件程序的過程如同POP3對話一樣。POP3服務(wù)器的應(yīng)答要比SMTP簡單許多，其操作的應(yīng)答狀態(tài)碼只有兩個“+OK”表示成功，“+ERR”表示失敗。具體細(xì)節(jié)不再贅述。

3 軟件模塊功能測試

為了評估電子郵件系統(tǒng)的兩個客戶端程序的實際可用性，必須對其系統(tǒng)的各個模塊進(jìn)行測試。本測試所采用的是微軟開發(fā)的POCKET PC2002 for Windows SDK程序包。

3．1 郵件發(fā)送客戶端的測試

為了測試郵件發(fā)送系統(tǒng)的功效，可在已配置網(wǎng)絡(luò)的模擬器上載入郵件發(fā)送程序，使其工作在虛擬機(jī)的操作系統(tǒng)中。

配置好SMTP服務(wù)器資料與ESMTP所需的認(rèn)證信息后，發(fā)送一封簡單的RFC822電子郵件到對方信箱中，成功發(fā)送。同樣的方式，測試發(fā)送MIME郵件，得到如下測試結(jié)果：

圖4 發(fā)送端測試結(jié)果

3.2 郵件接收客戶端的測試

同郵件發(fā)送客戶端一樣，采用同樣的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，載入程序，登入網(wǎng)絡(luò)。先選擇POP3的郵件服務(wù)器地址，設(shè)定用戶信息與密碼，確認(rèn)后獲得基礎(chǔ)的認(rèn)證，并傳回郵箱中信件的數(shù)量與大小統(tǒng)計。經(jīng)測試收到了預(yù)期的效果。

以上兩個程序的測試都是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行的，如果網(wǎng)絡(luò)連接不正?；蚱渌?qū)е锣]件的收發(fā)不成功，在程序設(shè)計的出錯處理中已經(jīng)有所考慮。

4 結(jié)語

與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合已成為所有信息產(chǎn)品的發(fā)展趨勢，隨著PDA等嵌入式系統(tǒng)的日益普及以及無線互聯(lián)技術(shù)（802.11B）的發(fā)展，利用PDA實現(xiàn)掌上電腦與臺式機(jī)間相互傳遞電子郵件，已經(jīng)成為一種結(jié)合時尚和便利于一身的通信手段。作者設(shè)計實現(xiàn)的基于Windows CE的嵌入式電子郵件系統(tǒng)，為實現(xiàn)移動設(shè)備之間郵件傳輸作了良好的嘗試。

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