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默认 用串口连接GSM手机发送和接收短消息,在应用程序中如何编程实现

用串口连接GSM手机发送和接收短消息,在应用程序中如何编程实现?

Q 我们打算开发一个基于GSM短消息方式的GPS系统,如何利用SMS进行数据通信?

A 首先,我们要对由ESTI制订的SMS规范有所了解。与我们讨论的短消息收发有关的规范主要包括GSM 03.38、GSM 03.40和GSM 07.05。前二者着重描述SMS的技术实现(含编码方式),后者则规定了SMS的DTE-DCE接口标准(AT命令集)。
一共有三种方式来发送和接收SMS信息:Block Mode, Text Mode和PDU Mode。Block Mode已是昔日黄花,目前很少用了。Text Mode是纯文本方式,可使用不同的字符集,从技术上说也可用于发送中文短消息,但国内手机基本上不支持,主要用于欧美地区。PDU Mode被所有手机支持,可以使用任何字符集,这也是手机默认的编码方式。Text Mode比较简单,而且不适合做自定义数据传输,我们就不讨论了。下面介绍的内容,是在PDU Mode下发送和接收短消息的实现方法。
PDU串表面上是一串ASCII码,由‘0’-‘9’、 ‘A’-‘F’这些数字和字母组成。它们是8位字节的十六进制数,或者BCD码十进制数。PDU串不仅包含可显示的消息本身,还包含很多其它信息,如SMS服务中心号码、目标号码、回复号码、编码方式和服务时间等。发送和接收的PDU串,结构是不完全相同的。我们先用两个实际的例子说明PDU串的结构和编排方式。

例1 发送:SMSC号码是+8613800250500,对方号码是13851872468,消息内容是“Hello!”。从手机发出的PDU串可以是
08 91 68 31 08 20 05 05 F0 11 00 0D 91 68 31 58 81 27 64 F8 00 00 00 06 C8 32 9B FD 0E 01
对照规范,具体分析:


分段 含义 说明
08 SMSC地址信息的长度 共8个八位字节(包括91)
91 SMSC地址格式(TON/NPI) 用国际格式号码(在前面加‘+’)
68 31 08 20 05 05 F0 SMSC地址 8613800250500,补‘F’凑成偶数个
11 基本参数(TP-MTI/VFP) 发送,TP-VP用相对格式
00 消息基准值(TP-MR) 0
0D 目标地址数字个数 共13个十进制数(不包括91和‘F’)
91 目标地址格式(TON/NPI) 用国际格式号码(在前面加‘+’)
68 31 58 81 27 64 F8 目标地址(TP-DA) 8613851872468,补‘F’凑成偶数个
00 协议标识(TP-PID) 是普通GSM类型,点到点方式
00 用户信息编码方式(TP-DCS) 7-bit编码
00 有效期(TP-VP) 5分钟
06 用户信息长度(TP-UDL) 实际长度6个字节
C8 32 9B FD 0E 01 用户信息(TP-UD) “Hello!”

例2 接收:SMSC号码是+8613800250500,对方号码是13851872468,消息内容是“你好!”。手机接收到的PDU串可以是
08 91 68 31 08 20 05 05 F0 84 0D 91 68 31 58 81 27 64 F8 00 08 30 30 21 80 63 54 80 06 4F 60 59 7D 00 21
对照规范,具体分析:

分段 含义 说明
08 地址信息的长度 个八位字节(包括91)
91 SMSC地址格式(TON/NPI) 用国际格式号码(在前面加‘+’)
68 31 08 20 05 05 F0 SMSC地址 8613800250500,补‘F’凑成偶数个
84 基本参数(TP-MTI/MMS/RP) 接收,无更多消息,有回复地址
0D 回复地址数字个数 共13个十进制数(不包括91和‘F’)
91 回复地址格式(TON/NPI) 用国际格式号码(在前面加‘+’)
68 31 58 81 27 64 F8 回复地址(TP-RA) 8613851872468,补‘F’凑成偶数个
00 协议标识(TP-PID) 是普通GSM类型,点到点方式
08 用户信息编码方式(TP-DCS) UCS2编码
30 30 21 80 63 54 80 时间戳(TP-SCTS) 2003-3-12 08:36:45 +8时区
06 用户信息长度(TP-UDL) 实际长度6个字节
4F 60 59 7D 00 21 用户信息(TP-UD) “你好!”

若基本参数的最高位(TP-RP)为0,则没有回复地址的三个段。从Internet上发出的短消息常常是这种情形。
注意号码和时间的表示方法,不是按正常顺序顺着来的,而且要以‘F’将奇数补成偶数。


Q 上面两例中已经出现了7-bit和UCS2编码,请详细介绍一下这些编码方式?

A 在PDU Mode中,可以采用三种编码方式来对发送的内容进行编码,它们是7-bit、8-bit和UCS2编码。7-bit编码用于发送普通的ASCII字符,它将一串7-bit的字符(最高位为0)编码成8-bit的数据,每8个字符可“压缩”成7个;8-bit编码通常用于发送数据消息,比如图片和铃声等;而UCS2编码用于发送Unicode字符。PDU串的用户信息(TP-UD)段最大容量是140字节,所以在这三种编码方式下,可以发送的短消息的最大字符数分别是160、140和70。这里,将一个英文字母、一个汉字和一个数据字节都视为一个字符。
需要注意的是,PDU串的用户信息长度(TP-UDL),在各种编码方式下意义有所不同。7-bit编码时,指原始短消息的字符个数,而不是编码后的字节数。8-bit编码时,就是字节数。UCS2编码时,也是字节数,等于原始短消息的字符数的两倍。如果用户信息(TP-UD)中存在一个头(基本参数的TP-UDHI为1),在所有编码方式下,用户信息长度(TP-UDL)都等于头长度与编码后字节数之和。如果采用GSM 03.42所建议的压缩算法(TP-DCS的高3位为001),则该长度也是压缩编码后字节数或头长度与压缩编码后字节数之和。

下面以一个具体的例子说明7-bit编码的过程。我们对英文短信“Hello!”进行编码:


将源串每8个字符分为一组(这个例子中不满8个)进行编码,在组内字符间压缩,但每组之间是没有什么联系的。

用C实现7-bit编码和解码的算法如下:

// 7-bit编码
// pSrc: 源字符串指针
// pDst: 目标编码串指针
// nSrcLength: 源字符串长度
// 返回: 目标编码串长度
int gsmEncode7bit(const char* pSrc, unsigned char* pDst, int nSrcLength)
{
int nSrc; // 源字符串的计数值
int nDst; // 目标编码串的计数值
int nChar; // 当前正在处理的组内字符字节的序号,范围是0-7
unsigned char nLeft; // 上一字节残余的数据

// 计数值初始化
nSrc = 0;
nDst = 0;

// 将源串每8个字节分为一组,压缩成7个字节
// 循环该处理过程,直至源串被处理完
// 如果分组不到8字节,也能正确处理
while(nSrc<nSrcLength)
{
// 取源字符串的计数值的最低3位
nChar = nSrc & 7;

// 处理源串的每个字节
if(nChar == 0)
{
// 组内第一个字节,只是保存起来,待处理下一个字节时使用
nLeft = *pSrc;
}
else
{
// 组内其它字节,将其右边部分与残余数据相加,得到一个目标编码字节
*pDst = (*pSrc << (8-nChar)) | nLeft;

// 将该字节剩下的左边部分,作为残余数据保存起来
nLeft = *pSrc >> nChar;
// 修改目标串的指针和计数值 pDst++;
nDst++;
}

// 修改源串的指针和计数值
pSrc++; nSrc++;
}

// 返回目标串长度
return nDst;
}

// 7-bit解码
// pSrc: 源编码串指针
// pDst: 目标字符串指针
// nSrcLength: 源编码串长度
// 返回: 目标字符串长度
int gsmDecode7bit(const unsigned char* pSrc, char* pDst, int nSrcLength)
{
int nSrc; // 源字符串的计数值
int nDst; // 目标解码串的计数值
int nByte; // 当前正在处理的组内字节的序号,范围是0-6
unsigned char nLeft; // 上一字节残余的数据

// 计数值初始化
nSrc = 0;
nDst = 0;

// 组内字节序号和残余数据初始化
nByte = 0;
nLeft = 0;

// 将源数据每7个字节分为一组,解压缩成8个字节
// 循环该处理过程,直至源数据被处理完
// 如果分组不到7字节,也能正确处理
while(nSrc<nSrcLength)
{
// 将源字节右边部分与残余数据相加,去掉最高位,得到一个目标解码字节
*pDst = ((*pSrc << nByte) | nLeft) & 0x7f;
// 将该字节剩下的左边部分,作为残余数据保存起来
nLeft = *pSrc >> (7-nByte);

// 修改目标串的指针和计数值
pDst++;
nDst++;

// 修改字节计数值
nByte++;

// 到了一组的最后一个字节
if(nByte == 7)
{
// 额外得到一个目标解码字节
*pDst = nLeft;

// 修改目标串的指针和计数值
pDst++;
nDst++;

// 组内字节序号和残余数据初始化
nByte = 0;
nLeft = 0;
}

// 修改源串的指针和计数值
pSrc++;
nSrc++;
}

*pDst = 0;

// 返回目标串长度
return nDst;
}

需要指出的是,7-bit的字符集与ANSI标准字符集不完全一致,在0x20以下也排布了一些可打印字符,但英文字母、阿拉伯数字和常用符号的位置两者是一样的。用上面介绍的算法收发纯英文短消息,一般情况应该是够用了。如果是法语、德语、西班牙语等,含有 “&aring;”、 “é”这一类字符,则要按上面编码的输出去查表,请参阅GSM 03.38的规定。

8-bit编码其实没有规定什么具体的算法,不需要介绍。

UCS2编码是将每个字符(1-2个字节)按照ISO/IEC10646的规定,转变为16位的Unicode宽字符。在Windows系统中,特别是在2000/XP中,可以简单地调用API 函数实现编码和解码。如果没有系统的支持,比如用单片机控制手机模块收发短消息,只好用查表法解决了。

Windows环境下,用C实现UCS2编码和解码的算法如下:

// UCS2编码
// pSrc: 源字符串指针
// pDst: 目标编码串指针
// nSrcLength: 源字符串长度
// 返回: 目标编码串长度
int gsmEncodeUcs2(const char* pSrc, unsigned char* pDst, int nSrcLength)
{
int nDstLength; // UNICODE宽字符数目
WCHAR wchar[128]; // UNICODE串缓冲区

// 字符串-->UNICODE串
nDstLength = ::MultiByteToWideChar(CP_ACP, 0, pSrc, nSrcLength, wchar, 128);

// 高低字节对调,输出
for(int i=0; i<nDstLength; i++)
{
// 先输出高位字节
*pDst++ = wchar[i] >> 8;
// 后输出低位字节
*pDst++ = wchar[i] & 0xff;
}

// 返回目标编码串长度
return nDstLength * 2;
}

// UCS2解码
// pSrc: 源编码串指针
// pDst: 目标字符串指针
// nSrcLength: 源编码串长度
// 返回: 目标字符串长度
int gsmDecodeUcs2(const unsigned char* pSrc, char* pDst, int nSrcLength)
{
int nDstLength; // UNICODE宽字符数目
WCHAR wchar[128]; // UNICODE串缓冲区

// 高低字节对调,拼成UNICODE
for(int i=0; i<nSrcLength/2; i++)
{
// 先高位字节
wchar[i] = *pSrc++ << 8;

// 后低位字节
wchar[i] |= *pSrc++;
}

// UNICODE串-->字符串
nDstLength = ::WideCharToMultiByte(CP_ACP, 0, wchar, nSrcLength/2, pDst, 160, NULL, NULL);

// 输出字符串加个结束符
pDst[nDstLength] = '\0';

// 返回目标字符串长度
return nDstLength;
}

用以上编码和解码模块,还不能将短消息字符串编码为PDU串需要的格式,也不能直接将PDU串中的用户信息解码为短消息字符串,因为还差一个在可打印字符串和字节数据之间相互转换的环节。可以循环调用sscanf和sprintf函数实现这种变换。下面提供不用这些函数的算法,它们也适用于单片机、DSP编程环境。

// 可打印字符串转换为字节数据
// 如:"C8329BFD0E01" --> {0xC8, 0x32, 0x9B, 0xFD, 0x0E, 0x01}
// pSrc: 源字符串指针
// pDst: 目标数据指针
// nSrcLength: 源字符串长度
// 返回: 目标数据长度
int gsmString2Bytes(const char* pSrc, unsigned char* pDst, int nSrcLength)
{
for(int i=0; i<nSrcLength; i+=2)
{
// 输出高4位
if(*pSrc>='0' && *pSrc<='9')
{
*pDst = (*pSrc - '0') << 4;
}
else
{
*pDst = (*pSrc - 'A' + 10) << 4;
}

pSrc++;

// 输出低4位
if(*pSrc>='0' && *pSrc<='9')
{
*pDst |= *pSrc - '0';
}
else
{
*pDst |= *pSrc - 'A' + 10;
}
pSrc++;
pDst++;
}

// 返回目标数据长度
returnnSrcLength / 2;
}

// 字节数据转换为可打印字符串
// 如:{0xC8, 0x32, 0x9B, 0xFD, 0x0E, 0x01} --> "C8329BFD0E01"
// pSrc: 源数据指针
// pDst: 目标字符串指针
// nSrcLength: 源数据长度
// 返回: 目标字符串长度
int gsmBytes2String(const unsigned char* pSrc, char* pDst, int nSrcLength)
{
const char tab[]="0123456789ABCDEF"; // 0x0-0xf的字符查找表

for(int i=0; i<nSrcLength; i++)
{
// 输出低4位
*pDst++ = tab[*pSrc >> 4];

// 输出高4位
*pDst++ = tab[*pSrc & 0x0f];

pSrc++;
}

// 输出字符串加个结束符
*pDst = '\0';

// 返回目标字符串长度
return nSrcLength * 2;
}

关于GSM 03.42中的压缩算法,至今还没有发现哪里用过,这里我们就不讨论了。有兴趣的话,可深入研究一下。
Q PDU的核心编码方式已经清楚了,如何实现用AT命令收发短消息呢?

A 在上篇中,我们已经讨论了7-bit, 8bit和UCS2这几种PDU用户信息的编码方式,并且给出了实现代码。现在,重点描述PDU全串的编码和解码过程,以及GSM 07.05的AT命令实现方法。这些是底层的核心代码,为了保证代码的可移植性,我们尽可能不用MFC的类,必要时用ANSI C标准库函数。
首先,定义如下常量和结构:

// 用户信息编码方式
#define GSM_7BIT 0
#define GSM_8BIT 4
#define GSM_UCS2 8

// 短消息参数结构,编码/解码共用
// 其中,字符串以0结尾
typedef struct {
char SCA[16]; // 短消息服务中心号码(SMSC地址)
char TPA[16]; // 目标号码或回复号码(TP-DA或TP-RA)
char TP_PID; // 用户信息协议标识(TP-PID)
char TP_DCS; // 用户信息编码方式(TP-DCS)
char TP_SCTS[16]; // 服务时间戳字符串(TP_SCTS), 接收时用到
char TP_UD[161]; // 原始用户信息(编码前或解码后的TP-UD)
char index; // 短消息序号,在读取时用到
} SM_PARAM;

大家已经注意到PDU串中的号码和时间,都是两两颠倒的字符串。利用下面两个函数可进行正反变换:

// 正常顺序的字符串转换为两两颠倒的字符串,若长度为奇数,补'F'凑成偶数
// 如:"8613851872468" --> "683158812764F8"
// pSrc: 源字符串指针
// pDst: 目标字符串指针
// nSrcLength: 源字符串长度
// 返回: 目标字符串长度
int gsmInvertNumbers(const char* pSrc, char* pDst, int nSrcLength)
{
int nDstLength; // 目标字符串长度
char ch; // 用于保存一个字符

// 复制串长度
nDstLength = nSrcLength;

// 两两颠倒
for(int i=0; i<nSrcLength;i+=2)
{
ch = *pSrc++; // 保存先出现的字符
*pDst++ = *pSrc++; // 复制后出现的字符
*pDst++ = ch; // 复制先出现的字符
}

// 源串长度是奇数吗?
if(nSrcLength & 1)
{
*(pDst-2) = 'F'; // 补'F'
nDstLength++; // 目标串长度加1
}

// 输出字符串加个结束符
*pDst = '\0';

// 返回目标字符串长度
return nDstLength;
}

// 两两颠倒的字符串转换为正常顺序的字符串
// 如:"683158812764F8" --> "8613851872468"
// pSrc: 源字符串指针
// pDst: 目标字符串指针
// nSrcLength: 源字符串长度
// 返回: 目标字符串长度
int gsmSerializeNumbers(const char* pSrc, char* pDst, int nSrcLength)
{
int nDstLength; // 目标字符串长度
char ch; // 用于保存一个字符

// 复制串长度
nDstLength = nSrcLength;

// 两两颠倒
for(int i=0; i<nSrcLength;i+=2)
{
ch = *pSrc++; // 保存先出现的字符
*pDst++ = *pSrc++; // 复制后出现的字符
*pDst++ = ch; // 复制先出现的字符
}

// 最后的字符是'F'吗?
if(*(pDst-1) == 'F')
{
pDst--;
nDstLength--; // 目标字符串长度减1
}

// 输出字符串加个结束符
*pDst = '\0';

// 返回目标字符串长度
return nDstLength;
}

以下是PDU全串的编解码模块。为简化编程,有些字段用了固定值。

// PDU编码,用于编制、发送短消息
// pSrc: 源PDU参数指针
// pDst: 目标PDU串指针
// 返回: 目标PDU串长度
int gsmEncodePdu(const SM_PARAM* pSrc, char* pDst)
{
int nLength; // 内部用的串长度
int nDstLength; // 目标PDU串长度
unsigned char buf[256]; // 内部用的缓冲区

// SMSC地址信息段
nLength = strlen(pSrc->SCA); // SMSC地址字符串的长度
buf[0] = (char)((nLength & 1) == 0 ? nLength : nLength + 1) / 2 + 1; // SMSC地址信息长度
buf[1] = 0x91; // 固定: 用国际格式号码
nDstLength = gsmBytes2String(buf, pDst, 2); // 转换2个字节到目标PDU串
nDstLength += gsmInvertNumbers(pSrc->SCA, &pDst[nDstLength], nLength); // 转换SMSC到目标PDU串

// TPDU段基本参数、目标地址等
nLength = strlen(pSrc->TPA); // TP-DA地址字符串的长度
buf[0] = 0x11; // 是发送短信(TP-MTI=01),TP-VP用相对格式(TP-VPF=10)
buf[1] = 0; // TP-MR=0
buf[2] = (char)nLength; // 目标地址数字个数(TP-DA地址字符串真实长度)
buf[3] = 0x91; // 固定: 用国际格式号码
nDstLength += gsmBytes2String(buf, &pDst[nDstLength], 4); // 转换4个字节到目标PDU串
nDstLength += gsmInvertNumbers(pSrc->TPA, &pDst[nDstLength], nLength); // 转换TP-DA到目标PDU串

// TPDU段协议标识、编码方式、用户信息等
nLength = strlen(pSrc->TP_UD); // 用户信息字符串的长度
buf[0] = pSrc->TP_PID; // 协议标识(TP-PID)
buf[1] = pSrc->TP_DCS; // 用户信息编码方式(TP-DCS)
buf[2] = 0; // 有效期(TP-VP)为5分钟
if(pSrc->TP_DCS == GSM_7BIT)
{
// 7-bit编码方式
buf[3] = nLength; // 编码前长度
nLength = gsmEncode7bit(pSrc->TP_UD, &buf[4], nLength+1) + 4; // 转换TP-DA到目标PDU串
}
else if(pSrc->TP_DCS == GSM_UCS2)
{
// UCS2编码方式
buf[3] = gsmEncodeUcs2(pSrc->TP_UD, &buf[4], nLength); // 转换TP-DA到目标PDU串
nLength = buf[3] + 4; // nLength等于该段数据长度
}
else
{
// 8-bit编码方式
buf[3] = gsmEncode8bit(pSrc->TP_UD, &buf[4], nLength); // 转换TP-DA到目标PDU串
nLength = buf[3] + 4; // nLength等于该段数据长度
}
nDstLength += gsmBytes2String(buf, &pDst[nDstLength], nLength); // 转换该段数据到目标PDU串

// 返回目标字符串长度
return nDstLength;
}

// PDU解码,用于接收、阅读短消息
// pSrc: 源PDU串指针
// pDst: 目标PDU参数指针
// 返回: 用户信息串长度
int gsmDecodePdu(const char* pSrc, SM_PARAM* pDst)
{
int nDstLength; // 目标PDU串长度
unsigned char tmp; // 内部用的临时字节变量
unsigned char buf[256]; // 内部用的缓冲区

// SMSC地址信息段
gsmString2Bytes(pSrc, &tmp, 2); // 取长度
tmp = (tmp - 1) * 2; // SMSC号码串长度
pSrc += 4; // 指针后移
gsmSerializeNumbers(pSrc, pDst->SCA, tmp); // 转换SMSC号码到目标PDU串
pSrc += tmp; // 指针后移

// TPDU段基本参数、回复地址等
gsmString2Bytes(pSrc, &tmp, 2); // 取基本参数
pSrc += 2; // 指针后移
if(tmp & 0x80)
{
// 包含回复地址,取回复地址信息
gsmString2Bytes(pSrc, &tmp, 2); // 取长度
if(tmp & 1) tmp += 1; // 调整奇偶性
pSrc += 4; // 指针后移
gsmSerializeNumbers(pSrc, pDst->TPA, tmp); // 取TP-RA号码
pSrc += tmp; // 指针后移
}

// TPDU段协议标识、编码方式、用户信息等
gsmString2Bytes(pSrc, (unsigned char*)&pDst->TP_PID, 2); // 取协议标识(TP-PID)
pSrc += 2; // 指针后移
gsmString2Bytes(pSrc, (unsigned char*)&pDst->TP_DCS, 2); // 取编码方式(TP-DCS)
pSrc += 2; // 指针后移
gsmSerializeNumbers(pSrc, pDst->TP_SCTS, 14); // 服务时间戳字符串(TP_SCTS)
pSrc += 14; // 指针后移
gsmString2Bytes(pSrc, &tmp, 2); // 用户信息长度(TP-UDL)
pSrc += 2; // 指针后移
if(pDst->TP_DCS == GSM_7BIT)
{
// 7-bit解码
nDstLength = gsmString2Bytes(pSrc, buf, tmp & 7 ? (int)tmp * 7 / 4 + 2 : (int)tmp * 7 / 4); // 格式转换
gsmDecode7bit(buf, pDst->TP_UD, nDstLength); // 转换到TP-DU
nDstLength = tmp;
}
else if(pDst->TP_DCS == GSM_UCS2)
{
// UCS2解码
nDstLength = gsmString2Bytes(pSrc, buf, tmp * 2); // 格式转换
nDstLength = gsmDecodeUcs2(buf, pDst->TP_UD, nDstLength); // 转换到TP-DU
}
else
{
// 8-bit解码
nDstLength = gsmString2Bytes(pSrc, buf, tmp * 2); // 格式转换
nDstLength = gsmDecode8bit(buf, pDst->TP_UD, nDstLength); // 转换到TP-DU
}

// 返回目标字符串长度
return nDstLength;
}

依照GSM 07.05,发送短消息用AT+CMGS命令,阅读短消息用AT+CMGR命令,列出短消息用AT+CMGL命令,删除短消息用AT+CMGD 命令。但AT+CMGL命令能够读出所有的短消息,所以我们用它实现阅读短消息功能,而没用AT+CMGR。下面是发送、读取和删除短消息的实现代码:

// 发送短消息
// pSrc: 源PDU参数指针
BOOL gsmSendMessage(const SM_PARAM* pSrc)
{
int nPduLength; // PDU串长度
unsigned char nSmscLength; // SMSC串长度
int nLength; // 串口收到的数据长度
char cmd[16]; // 命令串
char pdu[512]; // PDU串
char ans[128]; // 应答串

nPduLength = gsmEncodePdu(pSrc, pdu); // 根据PDU参数,编码PDU串
strcat(pdu, "\x01a"; // 以Ctrl-Z结束

gsmString2Bytes(pdu, &nSmscLength, 2); // 取PDU串中的SMSC信息长度
nSmscLength++; // 加上长度字节本身

// 命令中的长度,不包括SMSC信息长度,以数据字节计
sprintf(cmd, "AT+CMGS=%d\r", nPduLength / 2 - nSmscLength); // 生成命令

WriteComm(cmd, strlen(cmd)); // 先输出命令串

nLength = ReadComm(ans, 128); // 读应答数据

// 根据能否找到"\r\n> "决定成功与否
if(nLength == 4 && strncmp(ans, "\r\n> ", 4) == 0)
{
WriteComm(pdu, strlen(pdu)); // 得到肯定回答,继续输出PDU串

nLength = ReadComm(ans, 128); // 读应答数据

// 根据能否找到"+CMS ERROR"决定成功与否
if(nLength > 0 && strncmp(ans, "+CMS ERROR", 10) != 0)
{
return TRUE;
}
}

return FALSE;
}

// 读取短消息
// 用+CMGL代替+CMGR,可一次性读出全部短消息
// pMsg: 短消息缓冲区,必须足够大
// 返回: 短消息条数
int gsmReadMessage(SM_PARAM* pMsg)
{
int nLength; // 串口收到的数据长度
int nMsg; // 短消息计数值
char* ptr; // 内部用的数据指针
char cmd[16]; // 命令串
char ans[1024]; // 应答串

nMsg = 0;
ptr = ans;

sprintf(cmd, "AT+CMGL\r"; // 生成命令

WriteComm(cmd, strlen(cmd)); // 输出命令串
nLength = ReadComm(ans, 1024); // 读应答数据
// 根据能否找到"+CMS ERROR"决定成功与否
if(nLength > 0 && strncmp(ans, "+CMS ERROR", 10) != 0)
{
// 循环读取每一条短消息, 以"+CMGL:"开头
while((ptr = strstr(ptr, "+CMGL:") != NULL)
{
ptr += 6; // 跳过"+CMGL:"
sscanf(ptr, "%d", &pMsg->index); // 读取序号
TRACE(" index=%d\n",pMsg->index);

ptr = strstr(ptr, "\r\n"; // 找下一行
ptr += 2; // 跳过"\r\n"

gsmDecodePdu(ptr, pMsg); // PDU串解码
pMsg++; // 准备读下一条短消息
nMsg++; // 短消息计数加1
}
}

return nMsg;
}

// 删除短消息
// index: 短消息序号,从1开始
BOOL gsmDeleteMessage(const int index)
{
int nLength; // 串口收到的数据长度
char cmd[16]; // 命令串
char ans[128]; // 应答串

sprintf(cmd, "AT+CMGD=%d\r", index); // 生成命令

// 输出命令串
WriteComm(cmd, strlen(cmd));

// 读应答数据
nLength = ReadComm(ans, 128);

// 根据能否找到"+CMS ERROR"决定成功与否
if(nLength > 0 && strncmp(ans, "+CMS ERROR", 10) != 0)
{
return TRUE;
}

return FALSE;
}

以上发送AT命令过程中用到了WriteComm和ReadComm函数,它们是用来读写串口的,依赖于具体的操作系统。在Windows环境下,除了用 MSComm控件,以及某些现成的串口通信类之外,也可以简单地调用一些Windows API用实现。以下是利用API实现的主要代码,注意我们用的是超时控制的同步(阻塞)模式。

// 串口设备句柄
HANDLE hComm;

// 打开串口
// pPort: 串口名称或设备路径,可用"COM1"或"\\.\COM1"两种方式,建议用后者
// nBaudRate: 波特率
// nParity: 奇偶校验
// nByteSize: 数据字节宽度
// nStopBits: 停止位
BOOL OpenComm(const char* pPort, int nBaudRate, int nParity, int nByteSize, int nStopBits)
{
DCB dcb; // 串口控制块
COMMTIMEOUTS timeouts = { // 串口超时控制参数
100, // 读字符间隔超时时间: 100 ms
1, // 读操作时每字符的时间: 1 ms (n个字符总共为n ms)
500, // 基本的(额外的)读超时时间: 500 ms
1, // 写操作时每字符的时间: 1 ms (n个字符总共为n ms)
100}; // 基本的(额外的)写超时时间: 100 ms

hComm = CreateFile(pPort, // 串口名称或设备路径
GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, // 读写方式
0, // 共享方式:独占
NULL, // 默认的安全描述符
OPEN_EXISTING, // 创建方式
0, // 不需设置文件属性
NULL); // 不需参照模板文件

if(hComm == INVALID_HANDLE_value) return FALSE; // 打开串口失败

GetCommState(hComm, &dcb); // 取DCB

dcb.BaudRate = nBaudRate;
dcb.ByteSize = nByteSize;
dcb.Parity = nParity;
dcb.StopBits = nStopBits;

SetCommState(hComm, &dcb); // 设置DCB

SetupComm(hComm, 4096, 1024); // 设置输入输出缓冲区大小

SetCommTimeouts(hComm, &timeouts); // 设置超时

return TRUE;
}

// 关闭串口
BOOL CloseComm()
{
return CloseHandle(hComm);
}

// 写串口
// pData: 待写的数据缓冲区指针
// nLength: 待写的数据长度
void WriteComm(void* pData, int nLength)
{
DWORD dwNumWrite; // 串口发出的数据长度

WriteFile(hComm, pData, (DWORD)nLength, &dwNumWrite, NULL);
}

// 读串口
// pData: 待读的数据缓冲区指针
// nLength: 待读的最大数据长度
// 返回: 实际读入的数据长度
int ReadComm(void* pData, int nLength)
{
DWORD dwNumRead; // 串口收到的数据长度

ReadFile(hComm, pData, (DWORD)nLength, &dwNumRead, NULL);

return (int)dwNumRead;
}

Q 在用AT命令同手机通信时,需要注意哪些问题?

A 任何一个AT命令发给手机,都可能返回成功或失败。例如,用AT+CMGS命令发送短消息时,如果此时正好手机处于振铃或通话状态,就会返回一个"+ CMS ERROR"。所以,应当在发送命令后,检测手机的响应,失败后重发。而且,因为只有一个通信端口,发送和接收不可能同时进行。
如果串口通信用超时控制的同步(阻塞)模式,一般做法是专门将发送/接收处理封装在一个工作子线程内。因为代码较多,这里就不详细介绍了。所附的Demo中,包含了完整的子线程和发送/接收应用程序界面的源码。

Q 以上AT命令,是不是所有厂家的手机都支持?

A ETSI GSM 07.05 规范直到1998年才形成最终Release版本(Ver 7.0.1),在这之前及之后一段时间内,不排除各厂商在DTE-DCE的短消息AT命令有所不同的可能性。我们用到的几个PDU模式下的AT命令,是基本的命令,从原则上讲,各厂家的手机以及GSM模块应该都支持,但可能有细微差别。

Q 用户信息(TP-UD)内除了一般意义上的短消息,还可以是图片和声音数据。关于手机铃声和图片格式方面,有什么规范吗?

A 为统一手机铃声、图片格式,Motorola和Ericsson, Siemens, Alcatel等共同开发了EMS (Enhanced Messaging Service)标准,并于2002年2月份公布。这些厂商格式相同。但另一手机巨头Nokia未参加标准的制定,手机铃声、图片格式与它们不同。所以没有形成统一的规范。EMS其实并没有超越GSM 07.05,只是TP-UD数据部分包含一定格式而已。各厂家的手机铃声、图片格式资料,可以查阅相关网站。

Q 用户信息(TP-UD)其实可以是任何的自定义数据,是吗?

A 是的,尽管手机上会显示乱码。这种情况下,编码方式已经没有任何意义。但注意仍然要遵守规范。比如,若指定7-bit编码方式,TP-UDL应等于实际数据长度的8/7(用进一法,而不是四舍五入)。在利用SMS进行点对点或多点对一点的数据通信的应用中,可以传输各种自定义数据,如GPS信息,环境监测信息,加密的个人信息,等等。
如果在传输自定义数据的同时还要收发普通短消息,最简单的办法是在数据前面额外加个识别标志,比如"FFFF",以区分自定义数据和普通短消息。
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