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1、串口连接 GSM 手机发送和接收短消息，在应用程序中如何编程实现？ Q 我们打算开发一个基于 GSM 短消息方式的 GPS 系统，如何利用 SMS 进行数据通信？A 首先，我们要对由 ESTI 制订的 SMS 规范有所了解。与我们讨论的短消息收发有关的规范主要包括GSM 03.38、GSM 03.40 和 GSM 07.05。前二者着重描述 SMS 的技术实现(含编码方式)，后者则规定了 SMS 的 DTE-DCE 接口标准(AT 命令集)。一共有三种方式来发送和接收 SMS 信息：Block Mode, Text Mode 和 PDU Mode。Block Mode 已是昔日黄花，目前很少用
2、了。Text Mode 是纯文本方式，可使用不同的字符集，从技术上说也可用于发送中文短消息，但国内手机基本上不支持，主要用于欧美地区。PDU Mode 被所有手机支持，可以使用任何字符集，这也是手机默认的编码方式。Text Mode 比较简单，而且不适合做自定义数据传输，我们就不讨论了。下面介绍的内容，是在 PDU Mode 下发送和接收短消息的实现方法。PDU 串表面上是一串 ASCII 码，由0-9、 A-F这些数字和字母组成。它们是 8 位字节的十六进制数，或者 BCD 码十进制数。PDU 串不仅包含可显示的消息本身，还包含很多其它信息，如 SMS 服务中心号码、目标号码、回复号码、编码
3、方式和服务时间等。发送和接收的 PDU 串，结构是不完全相同的。我们先用两个实际的例子说明 PDU 串的结构和编排方式。例 1 发送：SMSC 号码是+8613800250500，对方号码是 13851872468，消息内容是“Hello!”。从手机发出的 PDU 串可以是08 91 68 31 08 20 05 05 F0 11 00 0D 91 68 31 58 81 27 64 F8 00 00 00 06 C8 32 9B FD 0E 01对照规范，具体分析：分段含义说明08SMSC 地址信息的长度共 8 个八位字节(包括 91)91SMSC 地址格式(TON/NPI)用国际格式号码(
4、在前面加+)68 31 08 20 05 05 F0SMSC 地址8613800250500，补F凑成偶数个11基本参数(TP-MTI/VFP)发送，TP-VP 用相对格式00消息基准值(TP-MR)00D目标地址数字个数共 13 个十进制数(不包括 91 和F)91目标地址格式(TON/NPI)用国际格式号码(在前面加+)68 31 58 81 27 64 F8目标地址(TP-DA)8613851872468，补F凑成偶数个00协议标识(TP-PID)是普通 GSM 类型，点到点方式00用户信息编码方式(TP-DCS)7-bit 编码00有效期(TP-VP)5 分钟06用户信息长度(TP-U
5、DL)实际长度 6 个字节C8 32 9B FD 0E 01用户信息(TP-UD)“Hello!”例 2 接收：SMSC 号码是+8613800250500，对方号码是 13851872468，消息内容是“你好!”。手机接收到的 PDU 串可以是08 91 68 31 08 20 05 05 F0 84 0D 91 68 31 58 81 27 64 F8 00 08 30 30 21 80 63 54 80 06 4F 60 59 7D 00 21对照规范，具体分析：分段含义说明08地址信息的长度个八位字节(包括 91)91SMSC 地址格式(TON/NPI)用国际格式号码(在前面加+)68
6、 31 08 20 05 05 F0SMSC 地址8613800250500，补F凑成偶数个84基本参数(TP-MTI/MMS/RP)接收，无更多消息，有回复地址0D回复地址数字个数共 13 个十进制数(不包括 91 和F)91回复地址格式(TON/NPI)用国际格式号码(在前面加+)68 31 58 81 27 64 F8回复地址(TP-RA)8613851872468，补F凑成偶数个00协议标识(TP-PID)是普通 GSM 类型，点到点方式08用户信息编码方式(TP-DCS)UCS2 编码30 30 21 80 63 54 80时间戳(TP-SCTS)2003-3-12 08:36:45
7、 +8 时区06用户信息长度(TP-UDL)实际长度 6 个字节4F 60 59 7D 00 21用户信息(TP-UD)“你好!”若基本参数的最高位(TP-RP)为 0，则没有回复地址的三个段。从 Internet 上发出的短消息常常是这种情形。注意号码和时间的表示方法，不是按正常顺序顺着来的，而且要以F将奇数补成偶数。Q 上面两例中已经出现了 7-bit 和 UCS2 编码，请详细介绍一下这些编码方式？A 在 PDU Mode 中，可以采用三种编码方式来对发送的内容进行编码，它们是 7-bit、8-bit 和 UCS2编码。7-bit 编码用于发送普通的 ASCII 字符，它将一串 7-bi
8、t 的字符(最高位为 0)编码成 8-bit 的数据，每 8 个字符可“压缩”成 7 个；8-bit 编码通常用于发送数据消息，比如图片和铃声等；而 UCS2 编码用于发送 Unicode 字符。PDU 串的用户信息(TP-UD)段最大容量是 140 字节，所以在这三种编码方式下，可以发送的短消息的最大字符数分别是 160、140 和 70。这里，将一个英文字母、一个汉字和一个数据字节都视为一个字符。需要注意的是，PDU 串的用户信息长度(TP -UDL)，在各种编码方式下意义有所不同。7-bit 编码时，指原始短消息的字符个数，而不是编码后的字节数。8-bit 编码时，就是字节数。UCS2
9、编码时，也是字节数，等于原始短消息的字符数的两倍。如果用户信息(TP-UD)中存在一个头(基本参数的 TP-UDHI 为 1)，在所有编码方式下，用户信息长度(TP-UDL)都等于头长度与编码后字节数之和。如果采用 GSM 03.42 所建议的压缩算法(TP-DCS 的高 3 位为 001)，则该长度也是压缩编码后字节数或头长度与压缩编码后字节数之和。下面以一个具体的例子说明 7-bit 编码的过程。我们对英文短信“Hello!”进行编码：将源串每 8 个字符分为一组(这个例子中不满 8 个)进行编码，在组内字符间压缩，但每组之间是没有什么联系的。用 C 实现 7-bit 编码和解码的算法如下
10、：/ 7-bit 编码/ pSrc: 源字符串指针/ pDst: 目标编码串指针/ nSrcLength: 源字符串长度/ 返回: 目标编码串长度int gsmEncode7bit(const char* pSrc, unsigned char* pDst, int nSrcLength)int nSrc; / 源字符串的计数值int nDst; / 目标编码串的计数值int nChar; / 当前正在处理的组内字符字节的序号，范围是 0-7unsigned char nLeft; / 上一字节残余的数据/ 计数值初始化nSrc = 0;nDst = 0;/ 将源串每 8 个字节分为一组，压缩
11、成 7 个字节/ 循环该处理过程，直至源串被处理完/ 如果分组不到 8 字节，也能正确处理while(nSrc nChar;/ 修改目标串的指针和计数值 pDst+;nDst+; / 修改源串的指针和计数值pSrc+; nSrc+;/ 返回目标串长度return nDst; / 7-bit 解码/ pSrc: 源编码串指针/ pDst: 目标字符串指针/ nSrcLength: 源编码串长度/ 返回: 目标字符串长度int gsmDecode7bit(const unsigned char* pSrc, char* pDst, int nSrcLength)int nSrc; / 源字符串的计
12、数值int nDst; / 目标解码串的计数值int nByte; / 当前正在处理的组内字节的序号，范围是 0-6unsigned char nLeft; / 上一字节残余的数据/ 计数值初始化nSrc = 0;nDst = 0;/ 组内字节序号和残余数据初始化nByte = 0;nLeft = 0;/ 将源数据每 7 个字节分为一组，解压缩成 8 个字节/ 循环该处理过程，直至源数据被处理完/ 如果分组不到 7 字节，也能正确处理while(nSrc (7-nByte);/ 修改目标串的指针和计数值pDst+;nDst+;/ 修改字节计数值nByte+;/ 到了一组的最后一个字节if(nB
13、yte = 7)/ 额外得到一个目标解码字节*pDst = nLeft;/ 修改目标串的指针和计数值pDst+;nDst+;/ 组内字节序号和残余数据初始化nByte = 0;nLeft = 0;/ 修改源串的指针和计数值pSrc+;nSrc+;*pDst = 0;/ 返回目标串长度return nDst;需要指出的是，7-bit 的字符集与 ANSI 标准字符集不完全一致，在 0x20 以下也排布了一些可打印字符，但英文字母、阿拉伯数字和常用符号的位置两者是一样的。用上面介绍的算法收发纯英文短消息，一般情况应该是够用了。如果是法语、德语、西班牙语等，含有 “”、 “”这一类字符，则要按上面编
14、码的输出去查表，请参阅 GSM 03.38 的规定。8-bit 编码其实没有规定什么具体的算法，不需要介绍。UCS2 编码是将每个字符(1-2 个字节)按照 ISO/IEC10646 的规定，转变为 16 位的 Unicode 宽字符。在 Windows 系统中，特别是在 2000/XP 中，可以简单地调用 API 函数实现编码和解码。如果没有系统的支持，比如用单片机控制手机模块收发短消息，只好用查表法解决了。Windows 环境下，用 C 实现 UCS2 编码和解码的算法如下：/ UCS2 编码/ pSrc: 源字符串指针/ pDst: 目标编码串指针/ nSrcLength: 源字符串长度
15、/ 返回: 目标编码串长度int gsmEncodeUcs2(const char* pSrc, unsigned char* pDst, int nSrcLength)int nDstLength; / UNICODE 宽字符数目WCHAR wchar128; / UNICODE 串缓冲区/ 字符串UNICODE 串nDstLength = :MultiByteToWideChar(CP_ACP, 0, pSrc, nSrcLength, wchar, 128);/ 高低字节对调，输出for(int i=0; i 8;/ 后输出低位字节*pDst+ = wchari / 返回目标编码串长度r
16、eturn nDstLength * 2;/ UCS2 解码/ pSrc: 源编码串指针/ pDst: 目标字符串指针/ nSrcLength: 源编码串长度/ 返回: 目标字符串长度int gsmDecodeUcs2(const unsigned char* pSrc, char* pDst, int nSrcLength)int nDstLength; / UNICODE 宽字符数目WCHAR wchar128; / UNICODE 串缓冲区/ 高低字节对调，拼成 UNICODEfor(int i=0; i字符串nDstLength = :WideCharToMultiByte(CP_ACP,
