一種短信收發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1.引言

全球移動通訊系統(tǒng)Global System of Mobile communicaTION就是眾所周知的GSM，是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的移動電話標(biāo)準(zhǔn)。全球超過200個國家和地區(qū)超過10億人正在使用GSM電話。GSM標(biāo)準(zhǔn)的無處不在使得在移動電話運(yùn)營商之間簽署漫游協(xié)定后用戶的國際漫游變得很平常。GSM 較之它以前的標(biāo)準(zhǔn)最大的不同是他的信令和語音信道都是數(shù)字式的，因此GSM被看作是第二代 （2G）移動電話系統(tǒng)。這說明數(shù)字通訊從很早就已經(jīng)構(gòu)建到系統(tǒng)中。GSM是一個當(dāng)前由3GPP開發(fā)的開放標(biāo)準(zhǔn)。同時嵌入式系統(tǒng)是“控制、監(jiān)視或者輔助裝置、機(jī)器和設(shè)備運(yùn)行的裝置”。從中可以看出嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機(jī)械等附屬裝置。目前國內(nèi)一個普遍被認(rèn)同的定義是：以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

2.短信收發(fā)原理

SMS 是一種存儲和轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)。也就是說，短消息并不是直接從發(fā)送人發(fā)送到接收人，而始終通過 SMS 中心進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。如果接收人處于未連接狀態(tài)（可能電話已關(guān)閉），則消息將在接收人再次連接時發(fā)送。短信息應(yīng)用于內(nèi)部管理，業(yè)務(wù)系統(tǒng)和客戶服務(wù)系統(tǒng)： A公司在全國已有100多個業(yè)務(wù)劃分區(qū)域，日常工作中有大量諸如新商品信息、價(jià)格調(diào)整等業(yè)務(wù)資訊需要及時提供給所有區(qū)域經(jīng)理，在應(yīng)用短信息之前，主要通過電話或Email來完成這些事情，需要投入大量的人力來完成這些工作，并且還經(jīng)常由于各種因素的影響而出現(xiàn)延誤的現(xiàn)象，現(xiàn)在用短信息則可以快捷和輕松地完成這部分工作。涉及SMS管理的協(xié)議如圖1所示。

圖中SME為短信實(shí)體， SMSC為短信服務(wù)中心，SMCGWMS為SMS網(wǎng)關(guān)，HLR是歸屬位置寄存器，用于永久儲存管理用戶和服務(wù)記錄的數(shù)據(jù)庫，MSC為移動交換中心，VLR為訪問位置寄存器，含有用戶臨時信息的數(shù)據(jù)庫，交換中心服務(wù)訪問用戶時需要這些信息。

短消息模塊的接入方式支持兩種模式：基于AT指令的teXT模式和基于AT指令的PDU模式，它指的是短信息數(shù)據(jù)的編碼格式，文本模式只支持7-bit編碼，只能發(fā)送純英文和數(shù)字信息，而PDU模式支持7-bit編碼、8-bit編碼和UCS-2編碼，其中后者可進(jìn)行Unicode編碼。

GSM模塊采用標(biāo)準(zhǔn)AT指令集通信，其中本系統(tǒng)用到的AT指令如表1所示。

表1 相關(guān)AT指令

3.GSM短信數(shù)據(jù)格式分析

3.1發(fā)送短信PDU字符串

由于短信模式選擇的是PDU格式，因此對PDU的編碼和轉(zhuǎn)碼就變得很重要。中文短信息的實(shí)現(xiàn)需要將GB2312的中文編碼轉(zhuǎn)換為代碼頁為CP936的Unicode編碼，PDU發(fā)送字符串?dāng)?shù)據(jù)格式中主要由短信中心地址、文件頭字節(jié)、信息類型、目的地址、協(xié)議標(biāo)識、數(shù)據(jù)編碼方案、有效期、用戶數(shù)據(jù)長度和用戶數(shù)據(jù)組成。代碼的含義如下所示：

08H：短信服務(wù)中心地址信息的長度，共8個八位字節(jié)（包括91） ；

91H：短信服務(wù)中心地址格式，用國際格式號碼，在前面加‘+’ ；

68 31 08 20 01 05 F0H：短信服務(wù)中心地址，8613800210500，補(bǔ)‘F’湊成偶數(shù)個；

11H：基本參數(shù)，協(xié)議數(shù)據(jù)單元類型，表示發(fā)送，TP-VP用相對格式；

00H ：信息參考，00H表示參考本身號碼 ；

0DH ：對方手機(jī)號數(shù)字個數(shù)，共13個十進(jìn)制數(shù) ；

91H ：對方手機(jī)號，用國際格式號碼，在前面加‘+’ ；

68 31 21 43 65 87 F9H：對方手機(jī)號（TP-DA），8613123456789，補(bǔ)‘F’湊成偶數(shù)個；

00H：協(xié)議標(biāo)識（TP-PID），是普通GSM類型，點(diǎn)到點(diǎn)方式；

08H：用戶信息編碼方式（TP-DCS），主要用其1個字節(jié)的第2和第3位表示編碼方式，08H表示為UCS-2編碼，最多發(fā)140個字符；04H為8-bit編碼，最多發(fā)140個字符；00H為7-bit編碼，最多發(fā)160個字符；

00H：有效期（TP-VP），5分鐘；

04H：短信長度（TP-UDL），實(shí)際長度4個字節(jié)；

4F 60 59 7DH：用戶信息（TP-UD），“你好”的Unicode編碼 。

3.2 短信接收PDU字符串

接收方PDU字符串的含義和發(fā)送方不同，同樣以“你好”為例，接收方的PDU字符串為：08 91 68 31 08 20 01 05 F0 24 0D 91 68 31 67 24 47 63 F0 00 08 70 50 91 31 21 25 23 04 4F 60 59 7DH，其含義如下：

08 91 68 31 08 20 01 05 F0H：短信服務(wù)中心，分析同發(fā)送相同；

24H：協(xié)議數(shù)據(jù)單元類型基本參數(shù)（TP-MTI/VFP） ，發(fā)送，TP-VP用相對格式；

0DH：對方手機(jī)號數(shù)字個數(shù)；

91H：對方手機(jī)號（TON/NPI），用國際格式號碼（在前面加‘+’）；

68 31 67 24 47 63 F0H ：對方手機(jī)號（TP-DA），8613764274360，補(bǔ)‘F’湊成偶數(shù)個；

00H：協(xié)議標(biāo)識（TP-PID） ，是普通GSM類型，點(diǎn)到點(diǎn)方式；

08H：用戶信息編碼方式（TP-DCS） ，分析同發(fā)送方；