單片機給手機發(fā)短信

1 串口控制SMS的工作原理

單片機與手機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，通信速度可設定，通常為19200bps。采用紅外接口的優(yōu)點(diǎn)是單片機系統與手機電氣隔離，相互不干擾，接口各自獨立，使用方便；缺點(diǎn)是通信距離較短，紅外傳播的方向性對接口相對位置有要求。采用電纜連接時(shí)，數據傳輸的可靠性較好；其主要缺點(diǎn)是接口的電氣參數不兼容，設計不當時(shí)會(huì )對手機的通信質(zhì)量產(chǎn)生影響。筆者經(jīng)過(guò)實(shí)踐設計的接口電平轉換電路如圖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)中心完成存儲后再發(fā)送給最終的信宿。所以當目的GSM終端沒(méi)開(kāi)機時(shí)信息不會(huì )丟失。每個(gè)短消息的信息量限制為160字節。

現在市場(chǎng)上大多數手機均支持GSM07.05規定的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SMS的控制。利用GSM手機的串行接口，單片機向手機收發(fā)一系列的AT命令，就能達到控制手機收發(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(jiàn)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內存中發(fā)短信息AT+CMGW向SIM內存中寫(xiě)入待發(fā)短信息AT+CMGD刪除SIM內存中的短信息AT+CSCB選擇蜂窩廣播信息

GSM手機通過(guò)異步通信接口實(shí)現對SMS的控制共有三種接入協(xié)議：Block Mode；基于A(yíng)T命令的TextMode；基于A(yíng)T命令的PDU Mode。PDU模式是發(fā)送或接收手機SMS信息的一種方法，短信息正文經(jīng)過(guò)十六進(jìn)制編碼后被傳送。目前，PDU Mode應用最為廣泛，基本上全國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協(xié)議的應用，而且PDU Mode已有取代Block Mode的趨勢。為了保證系統具有廣泛的適用性，本文采用PDU模式收發(fā)SMS。

PDU相當于一個(gè)數據包，它由構成消息（SMS）的信息組成。作為一種數據單元，它必須包含源/目的地址、保護（有效）時(shí)間、數據格式、協(xié)議類(lèi)型和正文，正文長(cháng)度可達140字節，它們都以十六進(jìn)制表示。PDU結構根據短消息由移動(dòng)終端發(fā)起或以移動(dòng)終端為目的而不同。

當由移動(dòng)終端發(fā)起時(shí)，PDU的格式為：
SMSCPDU類(lèi)型MRDAPIDDCSVPUDLUD（0～140octed）

當以移動(dòng)終端為目的時(shí)，PDU的格式為：
SMSCPDU類(lèi)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)議識別，DCS為數據編碼，UDL為用戶(hù)數據長(cháng)度，UD為用戶(hù)數據，VP為有效時(shí)間，MR指明是發(fā)出信息，SCTS指明短消息到達業(yè)務(wù)中心的時(shí)間。

2 PDU格式下短信息的接收

根據設置不同，手機將收到的短消息保存在緩存單元或存入SIM卡，單片機從手機中接收短消息實(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(lái)完成，其工作過(guò)程見(jiàn)圖2。

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

以下是筆者設計的物流數據采集系統中用到的接收SMS的一個(gè)實(shí)例，它說(shuō)明了PDU模式的應用。單片機發(fā)送和接收（手機回答）均為ASCII碼。所用手機為SIEMENS S3508i。

操作過(guò)程如下（{}內為注釋?zhuān)?

發(fā)送：ATE

手機回答：OK {已建立聯(lián)接}

發(fā)送：AT+CMGF=0 {選用PDU格式}

手機回答：OK {允許選擇PDU格式}

發(fā)送：AT+CMGL=2 {列出已有的短信息}

手機回答：+CMGL：1，2，，24{1表示信息個(gè)數，2表示未發(fā)信息，24表示信息總容量}

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容，同時(shí)包含了發(fā)送者的手機號碼、短信息中心號碼、短消息發(fā)送時(shí)間等。

下面對信息內容進(jìn)行分析：

0D：短信息中心地址（號碼）長(cháng)度。

91：短信息中心號碼類(lèi)型，91是TON/NPI。TON/NPI遵守International/E.164標準，指在號碼前需加'+'號；此外還可直有其他數值，但91最常用。

683108370105F0：SMSC 短信息所使用的服務(wù)中心號碼13807310500。它經(jīng)過(guò)十六進(jìn)制以字節為單位的高低半字節換位處理，號碼是奇數的添F，構成一個(gè)HEX字節。

04：PDU類(lèi)型，文件頭字節。

0B：主叫號碼長(cháng)度。

81：主叫號碼類(lèi)型。

3179133208F1：0A主叫號碼，也經(jīng)過(guò)了處理，實(shí)際號碼為13973123801。

00：PID，為協(xié)議標識。

00：DCS短信息編碼類(lèi)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）短信息字節長(cháng)度，它小于消息ASCII碼的長(cháng)度。