Протокол обмена объектами (OBEX) в применении к сотовым телефонам

В современных условиях, когда сотовый аппарат уже не является простым средством голосового общения, пользователям предлагают на выбор самые разнообразные программы для соединения телефона с персональным компьютером. Современные аппараты бизнес-класса, как правило, обладают большой встроенной телефонной книгой, календарем напоминаний и даже списком задач. Кроме телефонов, существуют персональные цифровые помощники (PDA), или наладонные компьютеры. Все эти мобильные устройства также несут в себе довольно большие объемы текстовой и иной информации, которую сложно было бы вводить вручную. Естественно, встал вопрос о поддержании актуальности информации (телефонных книг, расписания) во всех мобильных устройствах. Поначалу такие задачи решались довольно разрозненно, но в итоге был разработан протокол обмена объектами OBEX (OBject EXchange), позволяющий не только передавать и принимать текстовую информацию, но и пересылать Интернет-страницы, графику, музыку, мультимедиа-данные и просто двоичные файлы.

Одним из первых телефонов, поддерживающих протокол OBEX для передачи не только визитных карточек и календарных заметок, но и мелодий сигнала вызова и экранных логотипов, был Siemens S25. После появления протокола OBEX вышла спецификация Ir-MC (Infrared Mobile Communication), ставшая наиболее популярным стандартом соединения посредством ИК-связи. Была принята технология BlueTooth, также используемая протоколом OBEX.

Вот уже больше года я являюсь владельцем довольно неплохого, хотя и устаревшего по современным меркам, телефона Ericsson R320s. При анонсе аппарата Ericsson сообщал, что это первый телефон в мире, соответствующий спецификациям Ir-MC 1.1, и, естественно, умеет с помощью прилагаемого в комплекте к телефону программного продукта XTND Connect PC фирмы Extended Systems синхронизироваться с программой-органайзером Microsoft Outlook, а при покупке полнофункционального пакета получает возможность синхронизироваться с большинством применяемых в мире программ-органайзеров. В дальнейшем будем называть R320 еще и OBEX-сервером, или просто сервером, а XTND Connect PC - OBEX-клиентом, или просто клиентом.

Выяснилось, однако, что клиент XTND не умеет корректно передавать набранные на русском языке записи из телефона в Outlook и обратно. Более того, оказалось, что примененная в R320 кодировка текста некорректно понимается КПК Palm и некоторыми сотовыми трубками других производителей.

Я взялся за программирование самодельного приложения в конце октября 2001 года. Один из участников форума iXBT - Alek Winner помог мне, прислав отклики телефона на команды компьютера и программу PortMon98, позволяющую просматривать события Windows, связанные с работой COM-порта, в том числе и операции чтения/записи вместе с передаваемыми данными.

Сначала с сайта Ассоциации IrDA я скачал описание протоколов, а с сайта Ericsson - описание форматов, поддерживаемых телефоном.

В отличие от протокола общения с модемами Hayes OBEX не использует текстовые команды, описанные в материале отправка SMS через телефон, подключенный к компьютеру.

Протокол использует всего несколько операторов. Ниже приводится их описание:

Ну и, наконец, отклики на операторы этого “птичьего языка”. В большей части они описывают отклики на Интернет-запросы, но попадаются и необходимые для доступа к справочникам телефона.

Прошу прощения за несколько вольное толкование терминов, но, когда речь идет о решении задачи связи телефонной книги, календаря и списка дел телефона с компьютером, такой перевод, думаю, будет уместен.

Протокол OBEX клиент-серверный. Т.е. на одной половине дисплея высвечивается запрос, на другой - ответ и (или) встречный запрос.

Формат запроса выглядит так:

Формат отклика выглядит так:

Спецификация IrMC определяет несколько уровней обмена информацией:

• Уровень 1: Клиент передает на сервер один объект, сохраняемый с оригинальным именем. Никакой автоматизации не подразумевается.
• Уровень 2: Клиент может получать и отправлять на сервер целый набор (каталог) объектов.
• Уровень 4: Клиент может записывать, удалять и модифицировать объекты на сервере. Для объектов предусмотрены статические индексы.
• Уровень 8: Клиент может получить список измененных объектов с последнего момента синхронизации и работать только с этими записями для сокращения времени синхронизации. Вводятся уникальные индексы - номера для объектов.
• Уровень 16: То же, что и уровень 8, но с поддержкой статических индексов.

Фактически эти уровни соответствуют степени автоматизации сервера по учету изменений содержимого.

Для мобильных устройств в спецификации определяется каталог хранения данных по умолчанию - telecom. Т.е. все файлы-объекты хранятся в этом каталоге. При этом каталог telecom не является текущим по умлочанию и в него нужно переходить командой 85h или же обращаться к объектам с указанием пути до них.

В описании AT-команд и форматов данных OBEX для телефона Ericsson R320s сказано, что телефон хранит данные в файлах:

Характерное для содержания файлов OBEX-сервера:

Файл telecom/calndar.txt - это т.н. “пасхальное яйцо” разработчиков OBEX-сервера. Но самое интересное, что файл devinfo.txt и большая часть файлов info.log статичны. Т.е. за исключением количества записей эти файлы не меняются. Таким образом, при смене SIM-карты на более емкую (в плане длины имени и номера телефона) максимально возможная длина имени по-прежнему будет равняться 18 символам, а телефона - 20 цифрам.

Теперь о форматах поддерживаемых записей.

Данные календаря и телефонной книге хранятся в виде, описаном на сайте IMC. То, что поддерживает сервер R320 выглядит так:

Телефонная запись

“BEGIN:VCARD<CRLF> “N;”<encoding>”;“<character_set>”:“<name><CRLF> “FN;“<encoding>”;“<character_set>”:“<formatted_name><CRLF> “TEL”<telephone_number><CRLF> “X-IRMC-LUID:”<x_irmc_luid><CRLF> “END:VCARD”

Календарная запись

“BEGIN:VEVENT”<CRLF> “DTSTART:”<date_and_time><CRLF> “DTEND:”<date_and_time><CRLF> “AALARM:”<date_and_time><CRLF> “CATEGORIES:”<category><CRLF> “SUMMARY;”<encoding>”;“<character_set>”:“<summary><CRLF> “LOCATION;”<encoding>”;“<character_set>”:“<location><CRLF> “X-IRMC-LUID:” <x_irmc_luid><CRLF> “END:VEVENT”

Календарь

“BEGIN:VCALENDAR”<CRLF> “VERSION:”<version><CRLF> “PRODID:”<prodid><CRLF> “BEGIN:VEVENT”<CRLF> “END:VEVENT”<CRLF> “BEGIN:VEVENT”<CRLF> “END:VEVENT”<CRLF> ... “END:VCALENDAR”

Значение полей:

Формально сервер поддерживает много кодировок, но применительно к записям в календаре и телефонной книге использует всего две - ISO-8859-1 и UTF-8. Обе являются опубликованными стандартами, но алгоритм перекодировки я на всякий случай приведу.

ISO-8859-1 содержит только символы английского алфавита и знаки препинания. При чтении доступны греческие символы, похожие на русские буквы. Ниже записаны их коды в поле имени и вид на экране:

Д - CE94h Ф - CEA6h Ё - C389h Л - CE9Bh П - CEA0h Й - C3B9h Г - CE93h

Однако при попытке записать их в теле имени поле ломается. Поэтому для ввода таких имен рекомендую использовать Hayes-команду AT+CPBW, которая успешно записывает подобные символы, в отличие от OBEX-записи, где код буквы искажается.

UTF-8 перекодируется следующим образом: если символ из первой половины кодовой таблицы (английские символы), то его код не меняется, если же код содержит русские буквы, то для его обработки из кодировки Windows-1251 можно делать простое преобразование.

Для символов C0h-EFh - буква в UTF8 будет кодирована так: старший байт D0h, младший байт <значение в коде W1251>-30h. Для символов F0h-EFh - буква в UTF8 будет кодирована так: старший байт D1h, младший байт <значение в коде W1251>-70h. Кодировка буквы Ё уникальна: для Ё UTF8-код - D081h, для ё UTF8-код - D191h.

Таким образом, запись “Статья про OBEX” по таблице UTF8 в кодировке QUOTED-PRINTABLE и на экране телефона будет выглядеть так:

=D0=A1=D1=82=D0=B0=D1=82=D1=8C=D1=8F =D0=BF=D1=80=D0=BE OBEX

Рассмотрим примеры визитной карточки и одной записи календаря (VEVENT).

Теперь рассмотрим типичный диалог компьютера и телефона при обмене записями.

Это была теория обмена данными с телефоном. Теперь практически применяемый на OBEX-сервере формат команд. Он не то чтобы отличается от стандарта, просто в запросах указываются неочевидные параметры.

По описанным выше командам и откликам на них были написаны две программки. Первая - ObexReader предназначена для чтения объектов из телефона. Работает она просто: после запуска вы отдаете команды в окне терминала и просматриваете отклики на них. После подачи команды AT*EOBEX или AT+CPROT=0 и получения отклика “CONNECT” нажатие на клавишу “Открытие сессии OBEX” отправляет на телефон команду 80h, и назначение клавиш меняется. Теперь в строке команды можно вводить и читать имя файла, а командой “Закрытие сессии OBEX” закрыть сессию. В архиве, на который указывает ссылка, находятся исходный текст программы и исполняемый файл. Относительно упомянутой раньше программы работы с SMS - в разработанных программах работы с OBEX-протоколом переделан модуль Serial.Pas, который теперь получает в качестве параметров не строки, оканчивающиеся нулевым байтом, а обычные строки с любыми символами. Программа ObexReader держит открытым COM-порт все время, пока работает.

Вторая программа - ObexConnect. Собственно это программа чтения и записи календаря и телефонной книги. Программа инициализирует COM-порт, считывает/записывает данные и закрывает порт. Но остается на экране. То же происходит при создании новой записи в телефоне: открывается порт, записываются данные и COM-порт закрывается.

Программа ObexConnect позволяет записывать файлы для дальнейшего импорта в MS Outlook с записями телефонной книги и календаря. Для того чтобы сделать эти файлы, нужно просто отметить пункт “Записывать файл” - старый файл будет переписан.

Согласно получаемым от PortMon98 трассам COM-порта, мои программы работают с портом несколько лучше, чем клиент XTND. По словам Alek'а Winner'а, зарубежная разработка использует “поллинговый опрос компорта (стиль некорректного программирования, отжирающего ресурсы)”. В данном случае ничего похожего вроде бы не происходит, поэтому не бывает и эффектов непрорисовки экрана. Вдобавок клиент XTND еще в Hayes-режиме опрашивает сервер командой AT+CGMI и требует IMEI (серийный номер) командой AT+CGSN. Для чего программе синхронизации данных нужен серийный номер, получаемый в Hayes-режиме, непонятно, поскольку в OBEX-режиме программа считывает файл devinfo.txt, который также содержит IMEI телефона. Да и вообще логику работы программы после прочтения диалога клиента XTND понять становится совсем сложно. Привожу начало диалога по синхронизации телефонной книги (запросы с компьютера, оставшиеся без ответа со стороны телефона):

> Открытие COM-порта
>AT+CGM
>AT+CGMI
>AT*EOBEX
>80 ... (Открытие OBEX-сессии)
>чтение файла telecom/devinfo.txt
>чтение файла telecom/pb/info.log
>чтение файла telecom/devinfo.txt (второй раз)
>чтение файла telecom/devinfo.txt (третий раз)
>чтение файла telecom/pb/info.log (второй раз)
>чтение файла telecom/pb/luid/cc.log
>чтение файла telecom/pb.vcf
>чтение файла telecom/pb/info.log (третий раз)
>AT+CGMI (это не завершая OBEX-сессию! Сессия, почему то обрывается, выдается правильный ответ)
>AT+CGSN
>AT*EOBEX (после этого сессию они открыть забывают!)
>попытка записи файла telecom/pb/luid/000000000001.vcf без указания параметра длины объекта (естественно запрос не распознан)
>закрытие сессии 81 ... (естественно запрос не распознан, поскольку сессия не открыта)
> Закрытие COM-порта
> Открытие COM-порта
>AT+CGM
>AT+CGMI
>AT*EOBEX
>80 ... (Открытие OBEX-сессии)
>02 ... (нормальная запись файлов)
>...
>81 ... (Закрытие OBEX-сессии)
> Закрытие COM-порта

Нажав кнопку “Отмена”, я оборвал процесс синхронизации, когда началась передача записей на телефон, но клиент XTND не отправил команду отмены текущей операции, а просто не стал передавать очередной пакет и вместо него отослал команду закрытия OBEX-сессии.

Естественно, поначалу в этом потоке нелогичных запросов разобраться было сложновато. Но в итоге получилась программа, которая не переспрашивает несколько раз OBEX-сервер о его характеристиках, а работает в пределах жестко определенных правил протокола. В моей программе остались некоторые артефакты в виде сообщений в строке статуса “Вывалились из OBEX-сессии”. Ранее они служили для индикации неясных ситуаций (вроде той, что происходила в середине приведенного диалога), а сейчас просто индицируют переход от опроса модема к записи данных в режиме добавления карточки в телефонную книгу.

Можно предположить, что при синхронизации еще и календаря количество запросов клиента XTND к файлу devinfo.txt увеличится вдвое и число некорректных запросов после прочтения всех данных также изменится. Непонятно также, зачем производится переоткрытие COM-порта при переходе от чтения к записи данных. Может быть, это связано с тем, что программисты хотели высвободить ресурс на время обработки полученных от телефона и программы-органайзера данных о внесении дополнительных записей, однако между закрытием и повторным открытием порта времени проходит меньше, чем требуется для чтения файла devinfo.txt. Может, причина в том, что в моем OutLook'е всего 150 записей и P-III 500 MHz их слишком быстро обрабатывает, - но факт остается фактом: программа могла бы работать примерно вдвое быстрее. Ускорить ее можно (благо для R320 идет урезанная версия) вообще не обращаясь к файлу devinfo.txt, поскольку информация, хранящаяся в нем, статична (согласно файлу “прошивки”, который можно скачать, например, отсюда). Статичность информации в этом и других файлах обусловлена, по-моему, тем, что R320 действительно был первым, протокол обмена только-только был разработан, и, следовательно, часть функций реализована “для галочки”.

Теперь о совместимости разработанных программ с другими телефонами. Проверял я ObexReader и ObexConnect только с Ericsson R520. В принципе, ObexRead с ним работает, но при выдаче команды AT*EOBEX (AT+CPROT перестала поддерживаться в новых Ericsson'ах) автоматически формирует команду открытия OBEX-сессии, так что подавать дополнительно 80h не нужно.

В R520 при получении команды AT*EOBEX телефон выводит на экран приблизительно такую заставку, обозначающую вход в режим, который обычно используется для синхронизации. В R320 эта заставка тоже предусматривалась (если верить текстовым меткам в инженерном меню и файле прошивки, ссылка на который приведена выше), но аппарат ее не показывает. Может быть, при правильном подборе параметров команды открытия OBEX-сессии телефон все-таки будет отображать нечто подобное.

ObexConnect, естественно, не должен нормально работать с R520, поскольку этот телефон уже полностью соответствует спецификациям IrMC, предоставляет уровень 16 обмена информацией, правильно ведет файлы info.log, использует общепринятые кодировки символов и т.д. А самое главное - программы, описанные в этом материале, разрабатывались с учетом необходимости синхронизировать записи R320 с органайзером ПК на русском (поскольку входящее в комплект телефона ПО эту функцию не поддерживает), а с R520 и t39 идет версия 4.5 (и выше), которая корректно интерпретирует для MS Outlook русские буквы, принимаемые от R520. К сожалению, XTND Connect версии 4.5 с R320 не работает, поэтому и пришлось самому делать программку.

И еще об одном недостатке программы: пока я не знаю команды входа в OBEX-режим по ИК-соединению. Само соединение идентифицируется командой ATI, в ответ на которую R320 в зависимости от того, как он подключен к ПК, выдает или “R320 IR modem” или “R320 cable modem”. Независимо от того, к какому COM-порту присоединен ИК-модуль (проверялось с модулем ASUS IRM-100 и внешним устройством TekRam IR Mate 210B), XTND Connect каким-то образом работает в обход той функции прослушивания порта, которую использует PortMon98. Также не было возможности проверить работу R320 с BlueTooth-модемом (есть вроде такой в природе, наверное, именно он поставляется в комплекте с BlueTooth HandsFree Ericsson HPB-15), поскольку ни самого модема, ни карты, которой его можно было бы подключить к настольному ПК, у меня нет.

И, наконец, должен сообщить, что доступ в OBEX и Hayes-режимах к пунктам быстрого меню и именам профилей в Ericsson R320 на русском языке невозможен. Поэтому организовать на экране в режиме синхронизации какую-нибудь кириллическую надпись вместо имени профиля не удается - получаются иероглифы. Однако с помощью AT*-команд на Эрикссонах можно установить мелодию, информирующую пользователя о начале и завершении синхронизации. Также невозможно стандартными средствами считать с Ericsson R320 список электронных посланий и диктофонные записи, хотя протоколы, описанные в этом материале, используются для передачи звуковых файлов между КПК.

Теперь несколько слов о снятии с себя ответственности

Во время почти полуторамесячных экспериментов по чтению данных в OBEX-режиме мне однажды удалось каким-то образом уничтожить каталог telecom со всем содержимым. Но не вообще все данные, а только для OBEX-запросов. Т.е. телефон отображал все имена, все записи календаря, но в OBEX-режиме при чтении с ПК любого файла сообщал об ошибке (“не найден”). Избавился я от нее полным сбросом, выключением телефона, вытаскиванием батарейки и повторным включением. Это я к тому, чтобы не получилось как в известной истории об открытии метода завешивать мобильные телефоны (для передачи SMS), о котором в конце ноября рапортовал один специалист. Покопавшись в интернет-конференциях, я понял, что эксперименты по передаче SMS со своей Nokia 6210 через компьютер специалист предположительно начал в начале ноября. Он нашел ошибку у Nokia, однако если бы содержимое настроечного SMS для WAP'а не было специально (специально ли?) испорчено, то сенсации бы не получилось. Так и в 320-м Эрикссоне. OBEX-режим у него как бы вторичен, поэтому разрушить записи можно лишь операцией записи. В любом другом случае информация не повреждается, но становится недоступной с компьютера.

Вот, собственно, и все, к чему я пришел после всех экспериментов. Осталось немного: сделать модуль, который будет получать от программы-органайзера данные об имени и телефонах, ему соответствующих, сравнивать эти данные с информацией, полученной от аппарата, дописывать в телефон недостающие и удалять ненужные записи. Надеюсь, этот материал пригодится тем, кто захочет разработать собственную программу синхронизации данных между КПК и программой-органайзером. Как пользователь Палм'а m100 я знаю, что он теоретически может быть согласован с MS Outlook, но в комплекте поставляется только программа связи с фирменной оболочкой Palm Desktop, а для синхронизации с другими приложениями требуется программа типа XTND Connect (Extended Systems выпускает и такое приложение). Хочу верить, что примеры перекодирования символов R320 в кодировку Windows помогут разработать на Palm'ах приложение, позволяющее редактировать телефонные записи на русском языке.

Удачи!