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_7BIT0#define GSM_8BIT4#define GSM_UCS28// 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 "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

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=0buf[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-DUnDstLength = 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 ms1,// 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 ms1,// 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 mshComm = 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DCBdcb.BaudRate = nBaudRate;dcb.ByteSize = nByteSize;dcb.Parity = nParity;dcb.StopBits = nStopBits;SetCommState(hComm, &dcb);// 设置DCBSetupComm(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。