單片機(jī)給手機(jī)發(fā)短信

1 串口控制SMS的工作原理

單片機(jī)與手機(jī)一般采用串行異步通信接口，具有紅外和通信電纜兩種連接方式，通信速度可設(shè)定，通常為19200bps。采用紅外接口的優(yōu)點(diǎn)是單片機(jī)系統(tǒng)與手機(jī)電氣隔離，相互不干擾，接口各自獨(dú)立，使用方便；缺點(diǎn)是通信距離較短，紅外傳播的方向性對(duì)接口相對(duì)位置有要求。采用電纜連接時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃暂^好；其主要缺點(diǎn)是接口的電氣參數(shù)不兼容，設(shè)計(jì)不當(dāng)時(shí)會(huì)對(duì)手機(jī)的通信質(zhì)量產(chǎn)生影響。筆者經(jīng)過實(shí)踐設(shè)計(jì)的接口電平轉(zhuǎn)換電路如圖1。

GSM的短信息業(yè)務(wù)SMS利用信令信道傳輸，這是GSM通信網(wǎng)所特有的。它不用撥號(hào)建立連接，把要發(fā)的信息加上目的地址發(fā)送到短信息服務(wù)中心，經(jīng)短消息服務(wù)中心完成存儲(chǔ)后再發(fā)送給最終的信宿。所以當(dāng)目的GSM終端沒開機(jī)時(shí)信息不會(huì)丟失。每個(gè)短消息的信息量限制為160字節(jié)。

現(xiàn)在市場(chǎng)上大多數(shù)手機(jī)均支持GSM07.05規(guī)定的AT指令集。該指令集是ETSI（歐洲通信技術(shù)委員會(huì)）發(fā)布的，其中包含了對(duì)SMS的控制。利用GSM手機(jī)的串行接口，單片機(jī)向手機(jī)收發(fā)一系列的AT命令，就能達(dá)到控制手機(jī)收發(fā)SMS的目的。ETSI的GSM07.05中用于SMS收發(fā)控制的主要AT命令見表1。

表1 常用AT指令GSM07.05Function(功能)ATE0RESETAT+CSMS選擇短信息服務(wù)AT+CPMS選擇短信息內(nèi)存AT+CMGF選擇短信息格式AT+CSCA短信息中心地址AT+CNMI顯示新收到的短信息AT+CMGR讀短信息AT+CMGS發(fā)送短信息AT+CMGL列出SIM卡中短信息AT+CMSS從SIM內(nèi)存中發(fā)短信息AT+CMGW向SIM內(nèi)存中寫入待發(fā)短信息AT+CMGD刪除SIM內(nèi)存中的短信息AT+CSCB選擇蜂窩廣播信息

GSM手機(jī)通過異步通信接口實(shí)現(xiàn)對(duì)SMS的控制共有三種接入?yún)f(xié)議：Block Mode；基于AT命令的TextMode；基于AT命令的PDU Mode。PDU模式是發(fā)送或接收手機(jī)SMS信息的一種方法，短信息正文經(jīng)過十六進(jìn)制編碼后被傳送。目前，PDU Mode應(yīng)用最為廣泛，基本上全國(guó)所有的電信局都提供支持PDU Mode的短消息業(yè)務(wù)。有些地址則不支持Text Mode和Block Mode，這就限制了這兩種接入?yún)f(xié)議的應(yīng)用，而且PDU Mode已有取代Block Mode的趨勢(shì)。為了保證系統(tǒng)具有廣泛的適用性，本文采用PDU模式收發(fā)SMS。

PDU相當(dāng)于一個(gè)數(shù)據(jù)包，它由構(gòu)成消息（SMS）的信息組成。作為一種數(shù)據(jù)單元，它必須包含源/目的地址、保護(hù)（有效）時(shí)間、數(shù)據(jù)格式、協(xié)議類型和正文，正文長(zhǎng)度可達(dá)140字節(jié)，它們都以十六進(jìn)制表示。PDU結(jié)構(gòu)根據(jù)短消息由移動(dòng)終端發(fā)起或以移動(dòng)終端為目的而不同。

當(dāng)由移動(dòng)終端發(fā)起時(shí)，PDU的格式為：
SMSCPDU類型MRDAPIDDCSVPUDLUD（0～140octed）

當(dāng)以移動(dòng)終端為目的時(shí)，PDU的格式為：
SMSCPDU類型OAPIDDCSSCTSUDLUD（0～140octed）

其中，SMSC為短消息業(yè)務(wù)中心地址，DA/OA為源/目的地址，PID為協(xié)議識(shí)別，DCS為數(shù)據(jù)編碼，UDL為用戶數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，UD為用戶數(shù)據(jù)，VP為有效時(shí)間，MR指明是發(fā)出信息，SCTS指明短消息到達(dá)業(yè)務(wù)中心的時(shí)間。

2 PDU格式下短信息的接收

根據(jù)設(shè)置不同，手機(jī)將收到的短消息保存在緩存單元或存入SIM卡，單片機(jī)從手機(jī)中接收短消息實(shí)質(zhì)上就是從SIM或緩存中讀出信息。這主要利用AT+CMGR和AT+CMGL兩條指令來完成，其工作過程見圖2。

由于不同的廠商對(duì)AT指令集的解釋代碼和響應(yīng)信息不一樣，所以單片機(jī)首先要確認(rèn)能否與手機(jī)建立起通信，一般用ATE指令完成此確認(rèn)；然后用AT+CMGF指令選定短消息的數(shù)據(jù)格式；在收到手機(jī)的正確回答反以AT指令完成讀出功能。一般用AT+CMGL讀取以前的信息，在收到手機(jī)的RING（振鈴）數(shù)據(jù)時(shí)，用AT+CMGR讀取實(shí)時(shí)信息。

以下是筆者設(shè)計(jì)的物流數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中用到的接收SMS的一個(gè)實(shí)例，它說明了PDU模式的應(yīng)用。單片機(jī)發(fā)送和接收（手機(jī)回答）均為ASCII碼。所用手機(jī)為SIEMENS S3508i。

操作過程如下（{}內(nèi)為注釋）:

發(fā)送：ATE

手機(jī)回答：OK {已建立聯(lián)接}

發(fā)送：AT+CMGF=0 {選用PDU格式}

手機(jī)回答：OK {允許選擇PDU格式}

發(fā)送：AT+CMGL=2 {列出已有的短信息}

手機(jī)回答：+CMGL：1，2，，24{1表示信息個(gè)數(shù)，2表示未發(fā)信息，24表示信息總?cè)萘縸

以上這組PDU格式的十六進(jìn)制字符串，不但包含了短消息的內(nèi)容，同時(shí)包含了發(fā)送者的手機(jī)號(hào)碼、短信息中心號(hào)碼、短消息發(fā)送時(shí)間等。

下面對(duì)信息內(nèi)容進(jìn)行分析：

0D：短信息中心地址（號(hào)碼）長(zhǎng)度。

91：短信息中心號(hào)碼類型，91是TON/NPI。TON/NPI遵守International/E.164標(biāo)準(zhǔn)，指在號(hào)碼前需加'+'號(hào)；此外還可直有其他數(shù)值，但91最常用。

683108370105F0：SMSC 短信息所使用的服務(wù)中心號(hào)碼13807310500。它經(jīng)過十六進(jìn)制以字節(jié)為單位的高低半字節(jié)換位處理，號(hào)碼是奇數(shù)的添F，構(gòu)成一個(gè)HEX字節(jié)。

04：PDU類型，文件頭字節(jié)。

0B：主叫號(hào)碼長(zhǎng)度。

81：主叫號(hào)碼類型。

3179133208F1：0A主叫號(hào)碼，也經(jīng)過了處理，實(shí)際號(hào)碼為13973123801。

00：PID，為協(xié)議標(biāo)識(shí)。

00：DCS短信息編碼類型是GSM Default Alphabet，即由7位ASCII碼移位組成8位十六進(jìn)制碼（octet）。

26：UDL經(jīng)處理后的8位碼（octet）短信息字節(jié)長(zhǎng)度，它小于消息ASCII碼的長(zhǎng)度。