GSM模塊收發(fā)中文短消息的關(guān)鍵技術(shù)

1 短消息基本原理介紹
1．1 GSM模塊介紹
目前，市場(chǎng)上GSM模塊種類(lèi)很多，但功能、用法基本相同。本文中使用了Siemens公司生產(chǎn)的TC35i模塊。該模塊與GSM2／2兼容，提供 雙頻(GSM900／GSM1800)和RS232數據接口，外部提供9針串口及話(huà)柄接口(支持語(yǔ)音)，如圖1所示；通過(guò)AT命令來(lái)傳輸數據、語(yǔ)音和短消息等，方便用戶(hù)開(kāi)發(fā)和設計。
1．2 短消息AT指令
AT指令用于由終端設備(TE)或數據終端設備(DTE)，發(fā)送到終端適配器(TA)或數據電路終接設備(DCE)。設備通過(guò)發(fā)送AT命令來(lái)控制移動(dòng)臺，并與GSM網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)進(jìn)行交互。通過(guò)AT命令可進(jìn)行呼叫、短信、電話(huà)本、數據業(yè)務(wù)、補充業(yè)務(wù)等方面的控制。本文中由單片機發(fā)送AT指令來(lái)控制GSM模塊接收和發(fā)送手機短消息。
常用短消息相關(guān)AT指令及說(shuō)明如表1所列。

1．3 收發(fā)短消息的模式
目前，接收和發(fā)送SMS信息常用的模式主要有兩種：Text(文本)模式和PDU(Protocol Data Unit，協(xié)議數據單元)模式。
(1)Text模式
Text 模式是純文本方式，可使用不同的字符集。該模式下信息傳送和接收的編碼比較簡(jiǎn)單，但國內手機Text模式下不支持收發(fā)中文漢字字符的手機短消息。本文通過(guò)編碼轉換實(shí)現了GSM模塊在Text模式下收發(fā)中文短信息。
(2)PDU模式
PDU模式被所有手機支持，可發(fā)送中英文短信。PDU模式下可采用3種編碼方式，分別是7位、8位和UCS2編碼，分別用于發(fā)送普通的ASC Ⅱ字符、數據消息和Unicode字符。按照GSM07．05協(xié)議規定，手機短信息中的漢字編碼均采用Unicode碼。
如表2所列，PDU模式中畫(huà)橫線(xiàn)部分依次為短信息中心號碼、發(fā)送短信方手機號碼以及發(fā)送短信的日期和時(shí)間。其代碼表示為將實(shí)際數據兩兩顛倒，例如實(shí)際短信息中心號碼應為“8613800311500”。短信內容“你好!”均為Unicode字符“4F60597D0021”。其他各項的具體說(shuō)明見(jiàn)參考文獻。

經(jīng)研究比較發(fā)現，所要提取的短信信息包括手機號碼、時(shí)間和短信內容。在Text模式下時(shí)間和日期均為ASCII碼，可直接讀取，只需將內容中漢字部分的Unicode碼轉換成國標碼；而在PDU模式下除漢字編碼轉換外，還需將號碼、時(shí)間部分編碼進(jìn)行兩兩顛倒的轉換，才能得到所需的正確信息。故在系統設計中將GSM模塊設為T(mén)ext模式，更能簡(jiǎn)化程序設計。

2 Unicode碼到GB2312碼的轉換
由于Unicode編碼和GB2312編碼之間沒(méi)有一一對應的線(xiàn)性轉換關(guān)系，用單片機控制代碼轉換只能采用查表方法實(shí)現，因此，需要建立Unicode碼和GB碼之間轉換的對照。中文簡(jiǎn)體漢字有7 464個(gè)，一個(gè)漢字占2個(gè)字節，因此對照表需要29 856(7 4644)的存儲空間。本設計中選擇P89V51RD型單片機，該芯片提供的1 KB RAM可以滿(mǎn)足存儲多條短信的要求。
單片機通過(guò)串口與模塊連接后，發(fā)送讀取第一條新短消息指令：“AT+CMGR=1”。提取模塊接收的短消息后，先判斷其內容是否為ASCII碼。若為ASCII碼，則無(wú)需轉換直接讀??；否則，通過(guò)查表法查找其對應的漢字GB碼，實(shí)現不同編碼間的轉換。轉換流程如圖2所示。

提取信息內容的部分程序如下：

采用二分查找法，其最壞查找次數為lg2(n+1)，對照表的長(cháng)度n為7 464，故最壞查找次數約為13次。也就是說(shuō)，一個(gè)中文編碼轉換最多經(jīng)過(guò)13次比較查找即可完成，單片機控制能夠實(shí)時(shí)完成。

3 單片機多串口的實(shí)現
51系列單片機一般只有一個(gè)串行通路，通過(guò)串口與GSM模塊連接后，則不能再連接其他串口設備；而一些串口擴展芯片成本較高，連接也較麻煩。本方法利用數控模擬開(kāi)關(guān)CD4052來(lái)做多串口擴展器，成本低廉而且接線(xiàn)簡(jiǎn)單。其引腳排列如圖3所示。

CD4052具有4個(gè)獨立的通道數據選擇器，有A、B兩個(gè)輸入端和一個(gè)禁止輸入INH，通過(guò)A、B的4種二進(jìn)制組合狀態(tài)來(lái)選擇4對通道中的一對。
本設計中，A、B分別占用P2．0和P2．1口，P2=0x01則選通模塊串口，P2=0x02則接通其他串口設備。當INH為1時(shí)，所有通道均關(guān)閉。X、Y分別連接單片機的RXD和TXD，則可將一個(gè)串口擴展為4個(gè)，具體接線(xiàn)方法如圖4所示。

CD4052實(shí)際上是2個(gè)一分四的數據分配器，所擴展的串口均是全雙工異步工作模式，具有很高的工作速度，方便地實(shí)現了一片單片機多個(gè)串口的擴展能力。以Siemens公司的TC35i GSM模塊為編程對象，通過(guò)P89 V51單片機進(jìn)行控制，構建了實(shí)際系統，實(shí)現了編程過(guò)程以及系統串口擴展等，有效地接收并完成中文短消息代碼的轉換，驗證了上述構建思路的可行性和正確性。

結 語(yǔ)
單片機控制GSM模塊在Text模式下接收手機中文短信息，其編碼轉換格式較為簡(jiǎn)單，并有較高的轉換速率。對于終端接收中英文信息的項目，采用本文所研究的單片機控制GSM模塊收發(fā)短消息技術(shù)，實(shí)現簡(jiǎn)單，成本較低，可直接嵌套使用。另外，經(jīng)擴展后單片機可同時(shí)與其他串行設備相連，例如與串行打印機相連，即可直接打印出手機信息內容。在車(chē)輛監控系統、倉庫監控系統及儀器數據遠傳等方面，也能很好地結合本技術(shù)。