基于Windows CE的嵌入式电子邮件系统设计

        从1996年的Windows CE 1.0 到最新的Windows CE.Net, WINCE 已有8年历史。Windows CE设计简单灵活，可在各种小型嵌入式系统中使用，且其功能强大，在最新一代的高性能工业和家用设备中也得到了充分使用。Microsoft eMbedded Visual Tools是微软公司专为WINCE设备开发的一套开发环境，功能强大，开发方便快捷。二者的结合为实现嵌入式电子邮件系统提供了绝佳的开发环境。

      本嵌入式电子邮件系统，即是以Windows CE为开发平台，结合Embedded Visual Basic 3.0开发工具设计实现的。最后采用Microsoft POCKET PC2002 for Windows SDK工具完成系统的测试。

1 移动设备邮件系统的工作原理

      目前网络上的电子邮件传送有点如同日常信件中的普通信件发送，日常生活中人们首先将邮件交给邮局，邮局再按照信封上的地址投递，最后将邮件发到收信的人信箱里，收信人只要凭借他的信箱钥匙就可以拿到信件。同样的一封电子邮件从用户手中发出，首先有一个程序把这封邮件发送到SMTP服务器（发送邮件的服务器）上，再由服务器负责将邮件传递到目的信箱。然后需要一个程序接受信箱的邮件，当然也不是只要随便有一个程序就可以的，还需要帐号（如同收信人姓名）与口令（如同信箱钥匙）。所以很明显，发送邮件至少需要4个处理不同任务，有不同功能的程序：发送邮件到服务器的程序，即发送邮件客户端程序；在网络上传送邮件到对方信箱的程序，即SMTP服务器程序；接受邮件并存贮给用户提取的服务器程序，即POP3服务器程序；从POP3服务器上收取邮件的程序，即接受邮件客户端程序。

      收发电子邮件依靠一套标准的会话协议，其中最为著名现在最常用的有：SMTP协议，该协议规定了与SMTP服务器进行对话的一系列命令与过程标准；POP3协议，该协议规定了与POP3服务器进行对话的一系列命令与过程标准。还有IMAP4协议，类似POP3的邮件接收协议。

1.1 SMTP协议

      SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）又叫做简单邮件传输协议。它主要对如何将电子邮件从发送方地址传送到接收方，也即是对传输的规则做了规定。SMTP协议的通信模型并不复杂，主要工作集中在发送SMTP和接收SMTP上：首先针对用户发出的邮件请求，由发送SMTP建立一条连接到接收SMTP的双工通讯链路，发送SMTP负责向接收SMTP发送SMTP命令，而接收SMTP则负责接收并反馈应答。可大致用下页的SMTP通讯模型示意图来表示：

图 1  SMTP 通讯模型示意图

1.2 POP3协议

      POP3（Post Office Protocol Version 3）是整个电子邮件系统的基本协议之一。POP3适用于C/S结构的脱机模型的电子邮件协议。 初始时，服务器通过侦听TCP端口110开始POP3服务，当客户主机需要使用服务时，它将与服务器主机建立TCP连接。当连接建立后，POP3发送确认消息，客户和POP3服务器相互（分别）交换命令和响应。这一过程一直要持续到连接终止。

2 系统设计

      该邮件系统由两个客户端程序组成，SMTP MAILER实现邮件和附件的发送，POP3 MAIL CHECKER用于登陆邮件服务器接受原始的邮件信息。

2．1 邮件发送端设计与实现

2．1．1发送端工作流程

      下图是邮件发送流程图

2．1．2具体实现

      发送邮件的功能主要由eMbedded Visual Basic下的WINSOCK控件实现WINSOCK即Windows Socket,是微软公司对Socket编程接口的集成。WINSOCK使用IP协议，同时支持TCP与UDP协议，在收发邮件这类基本网络数据通信的前提下，WINSOCK控件是最好的选择。

      以A—H表示邮件发送的各部分设计：

      A 在这个邮件程序中，首先要连接SMTP的邮件服务因此在cmdSend_Click()事件中最先实施的是Wsock.RemoteHost = ServerIp连接设定的服务器主机

      Wsock.RemotePort = ServerPort 设定默认的端口。

      B 然后开始构造邮件格式，定义字符串m_Date为发送日期，字符串mData为邮件头。语句m_Date = FormatDateTime(Date, [vbShortDate]) & ", " & FormatDateTime(Date, [vbLongDate]) & " " & FormatDateTime(Time, [vbLongTime]) & "" & " -0600"  定义了邮件的发送日期。

      构造邮件标题 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

      这个典型的邮件标题包含了：发件人，发件日期，收件人，主题以及发送邮件的程序名称。

      C 当邮件程序连上服务器后，进如下一步打开邮件对话，利用WINSOCK控件发送对话信息：Wsock.SendData "HELO" & " " & Wsock.LocalHostName & vbCrLf

      如果SMTP服务器没有返回“250” 应答码，则提示“Unable to establish transaction”.

      D 由于现在的邮件服务器多采用ESMTP协议，因此需要客户端程序发送用户名与密码等认证信息，故在打开对话过后便进入“Authentication“过程，：

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

      在这里调用了自编的Encode函数并发送了经过BASE64编码的用户名与密码信息。

      E  接着是发送发送方与接受方的地址：

Wsock.SendData "MAIL FROM:" & " " & strFromMail & vbCrLf  ‘发送方

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

      F 下一步是发送消息体（针对不含附件的RFC822邮件）：

Wsock.SendData "DATA" & vbCrLf             ‘发送消息体

Wsock.SendData mData & vbCrLf                ‘发送邮件标题

         Wsock.SendData strContent & vbCrLf              ‘发送正文

Wsock.SendData "." & vbCrLf                     ‘发送结束符

      G  在发送邮件时做了附件的判断：

      If  Combo1.List > 0 Then  如果附件列表非空则转入MIME邮件的构造。MIME邮件的标题部分与RFC822相同，但要扩充一些内容

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

      这里附件也通过编码加入了邮件中。

      H 最后结束邮件对话，返回信息：

      Wsock.SendData "QUIT" & vbCrLf

            txtMsg.Text = txtMsg.Text & "Mail send success!"

2．2 邮件接受端的设计与实现

2．2．1  接收端工作流程

图3 接收端工作流程

2．2．2 功能实现

      POP3的通信与SMTP一样，也可以通过Winsock来实现。该POP3邮件程序的过程如同POP3对话一样。POP3服务器的应答要比SMTP简单许多，其操作的应答状态码只有两个“+OK”表示成功，“+ERR”表示失败。具体细节不再赘述。

3 软件模块功能测试

      为了评估电子邮件系统的两个客户端程序的实际可用性，必须对其系统的各个模块进行测试。本测试所采用的是微软开发的POCKET PC2002 for Windows SDK程序包。

3．1 邮件发送客户端的测试

      为了测试邮件发送系统的功效，可在已配置网络的模拟器上载入邮件发送程序，使其工作在虚拟机的操作系统中。

      配置好SMTP服务器资料与ESMTP所需的认证信息后，发送一封简单的RFC822电子邮件到对方信箱中，成功发送。同样的方式，测试发送MIME邮件，得到如下测试结果：

图4 发送端测试结果

3.2 邮件接收客户端的测试

      同邮件发送客户端一样，采用同样的网络设置，载入程序，登入网络。先选择POP3的邮件服务器地址，设定用户信息与密码，确认后获得基础的认证，并传回邮箱中信件的数量与大小统计。经测试收到了预期的效果。

      以上两个程序的测试都是在网络环境下进行的，如果网络连接不正常或其他原因导致邮件的收发不成功，在程序设计的出错处理中已经有所考虑。

4 结语

      与网络结合已成为所有信息产品的发展趋势，随着PDA等嵌入式系统的日益普及以及无线互联技术（802.11B）的发展，利用PDA实现掌上电脑与台式机间相互传递电子邮件，已经成为一种结合时尚和便利于一身的通信手段。作者设计实现的基于Windows CE的嵌入式电子邮件系统，为实现移动设备之间邮件传输作了良好的尝试。