利用GSM模塊收發(fā)短信

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其次章GSM模塊

GSM模塊，是將GSM射頻芯片、基帶處理芯片、存儲器、功放器件等集成在一塊線路板上，具有獨立的操作系統(tǒng)、GSM射頻處理、基帶處理并提供標準接口的功能模塊。本文選用的GSM模塊為西門子TC35I模塊[2]。

TC35I的內(nèi)部由GSM基帶處理器、射頻、Flash、天線接口、匹配電源ASIC和40pin的ZIF插座組成，由若干超大規(guī)模集成電路和射頻器件構(gòu)成，包含信號處理、信道編碼、GSM控制、收發(fā)信單元、射頻控制、數(shù)據(jù)輸入輸出接口等部分?？梢钥焖侔踩煽康貙崿F(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)傳輸、語音傳輸、短信息服務和傳真服務。模塊的工作電壓為3.3V~5.5V，可以工作在900MHZ和1800MHZ兩個頻段，所在頻段功耗分別為2W(900MHZ)和1W(1800MHZ)。模塊有AT命令集接口，支持文本和PDU模式的短信息[3]。此外，該模塊還有電話簿功能、多方通話、漫游檢測等功能。常見工作模式由省電模式、IDLE、TALK等模式。通過40管腳的zif連接器，可分別連接SIM卡支架和天線。

作為TC35I的核心，基帶處理器主要處理GSM終端內(nèi)的語音、數(shù)據(jù)信號，并涵蓋了蜂窩射頻設備中的所有的模擬和數(shù)字功能。在不需要額外硬件電路的前提下，支持FR、HR和EFR和語音編碼[4]。

TC35I模塊自帶串行通信接口，可以便利地與PC機、單片機等進行串行通信，從而實現(xiàn)對TC35I模塊的控制。雖然TC35I模塊的串口提供了大量控制線，但是由于考慮到接口的簡單性，并且與PC機的UART進行連接，所以采用兩線(TXD、RXD)連接。TC35I的其他管腳在不使用的時候，假使該管腳為輸出的話，一般讓該管腳懸空，假使該管腳為輸入管腳，需要將該管腳通過10K的電阻拉高。另由于IGT管腳是控制TC35I模塊工作的管腳，所以需要將管腳上拉，從而可以通過PC機來控制TC35I模塊的工作狀態(tài)。在此次連接是使將TC35I模塊的電源管腳全部連接在一起，由于TC35I是一個功能完全的模塊，因此不需要做任何的信號處理和射頻處理[5]。

TC35I的開發(fā)板上有發(fā)光二極管來指示TC35I的工作狀態(tài)，當發(fā)光二極管LED熄滅時，說明TC35I處于關(guān)閉或睡眠狀態(tài)；當LED為600ms亮/600ms熄時，說明SIM卡沒有插入或TC35I正在進行網(wǎng)絡登錄；當LED為75ms亮/3s熄時，說明TC35I已登錄進網(wǎng)絡，處于待機狀態(tài)。

第四章PDU數(shù)據(jù)格式及AT命令

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4.1PDU數(shù)據(jù)格式4.1.1PDU簡介

PDU相當于一個數(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，它必需包含源/目的地址、保護（有效）時間、數(shù)據(jù)格式、協(xié)議類型和正文，正文長度可達140字節(jié)，它們都以十六進制表示。PDU結(jié)構(gòu)根據(jù)短消息由移動終端發(fā)起或以移動終端為目的而不同。

當由移動終端發(fā)起時，PDU的格式為：SMSPDU類MRDAPIDDCSC型當以移動終端為目的時，PDU的格式為：PDU類SMSCOAPIDDCS型UD（0～140octed）VPUDLSCTSUDLUD（0～140octed）其中，SMSC為短消息業(yè)務中心地址，DA/OA為源/目的地址，PID為協(xié)議識別，DCS為數(shù)據(jù)編碼，UDL為用戶數(shù)據(jù)長度，UD為用戶數(shù)據(jù)，VP為有效時間，MR指明是發(fā)出信息，SCTS指明短消息到達業(yè)務中心的時間。

4.1.2發(fā)送短信PDU格式

AT十CMGS(SendSMScommand)發(fā)送短消息指令。

PDU模式中，首先發(fā)送短消息數(shù)據(jù)的長度。AT+CMGS=。等待返回ASCII字符“>〞，則可將PDU數(shù)據(jù)輸入，PDU數(shù)據(jù)以+作為終止符，短消息發(fā)送成功，模塊返回

步驟1．發(fā)送AT連接測試，返回OK。步驟2.設置短信息發(fā)送格式

AT+CMGF=0（選擇短消息信息格式：0-PDU;1-TEXT）

步驟3.發(fā)送PDU短消息數(shù)據(jù)的長度（從11開始，不包括短信中心的號碼）AT+CMGS=25()(十六進制41542B434D47533D32350D)，返回>步驟4.輸入PDU數(shù)據(jù)

在>后輸入（十六進制0D0A3E20）

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0891683108202305F011000D91683103190019F00008A7106C344F4D003D00357C73（ASCII碼）

步驟5.按ctrl+z發(fā)送短消息。

假使短消息發(fā)送成功，則返回“OK〞，并顯示信息號：+CMGS:[,]+CMGS:000假使短消息發(fā)送失敗，則返回如下信息號：+CMSERROR:

HEX發(fā)送PDU數(shù)據(jù)格式為：ASCII轉(zhuǎn)換為HEX，最終輸入1A(1A=)30383931363833313038323030393035463031313030304439313638333130333139303031394630303030384137313036433334344634443030334430303335374337331A（HEX）PDU數(shù)據(jù)格式分析：PDU式支持漢字，漢字的十六進制PDU編碼直接采用漢字4.1.3Unicode編碼的格式

1.SCA:短信息服務中心地址0891683108202305F0

(1)08－短信息服務中心地址長度指（91）+（683108202305F0）8個字節(jié)的長度。

（2）91—短信息中心號碼類型。91是TON/NPI遵守International/E.164標準，指在號碼前需加‘+’號；此外還有其它數(shù)值，但91最常用,91指國際類型，81指國內(nèi)類型。91—10010001

號碼類型

數(shù)值類型（TypeofNumber）：000—未知，001—國際，010—國內(nèi),111—留作擴展；號碼鑒別（Numberingplanidentification）:0000—未知，0001—ISDN/電話號碼(E.164/E.163)，1111—留作擴展；

（3）683108202305F0—短信息中心號碼。對于短消息中心號碼的編碼采用的是半位碼。取十六進制的ASCII碼，8的ASCII碼是38，6的ASCII碼是36，所以數(shù)字編碼只要取相應的二進制的后四位就可以有效的表示一個數(shù)字，也就是十六進制的右邊一位。所有數(shù)字都取二進制的后四位，然后兩兩合并，后面的字符是高四位，前面的字符是低四位。依此原則，短消息中心號碼的前兩位

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號碼為86，編碼后為68，同樣的13編碼為31，但是最終只剩下一個0，用F補齊，編碼為F0。其中86為中國的國際區(qū)號。注：XX短信中心號碼8613800290500

⑴、⑵、（3）通稱短消息中心地址SCA。

2.FO—文件頭字節(jié),發(fā)短信時設為“11〞。111—設置

用戶數(shù)據(jù)頭標識—TP-UDHL（TP-User-Data-Header-Indicator）：0—不含任何頭信息;1—含頭信息

狀態(tài)報告要求—TP-SPR（TP-Status-Report-Request）：0—需要報告;1—不需要報告

有效期格式—TP-VPF（TP-Validity-Period-Format）：00—不提供（Notpresent）;10—整型（標準）；01—預留;11—提供8位字節(jié)的一半（Semi-OctetRepresented）

拒絕復制—TP-RD（TP-Reject-Duplicates）：0—接受復制;1—拒絕復制信息類型提醒—TP-MTI（TP-Message-Type-Indicator）：00—讀出（Deliver）;01—提交（Submit）

3、MR—信息類型（TP-Message-Reference），一般為00。4、DA—被叫號碼。0D91683103190019F0

0D-被叫號碼長度“8613309100910〞共13位，實際號碼長度91—被叫號碼類型，為國際類型。

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683103190019F0—被叫號碼，經(jīng)過了位移處理，實際號碼為“8613309100910〞。編碼方式與短消息中心號碼一致。

5、PID—協(xié)議標識TP-PID（TP-Protocol-Identifier），一般為00BITNo.76543210

BitNo.7與BitNo.6：00—如下面定義的分派BitNo.0—BitNo.5；01—參見GSM03.40協(xié)議標識完全定義；10—預留；11—為服務中心（SC）特別用途分派BitNo.0—BitNo.5。一般將這兩位置為00。

BitNo.5：0—不使用遠程網(wǎng)絡，只是短消息設備之間的協(xié)議；1—使用遠程網(wǎng)絡。BitNo.0—BitsNo.4：00000—隱含；00001—電傳；00010—group3telefax；00100—語音；00101—歐洲無線信息系統(tǒng)（ERMES）；00110—國內(nèi)系統(tǒng)；10001—任何基于X.400的公用信息處理系統(tǒng)；10010—Email。6、DCS—數(shù)據(jù)編碼方案TP-DCS（TP-Data-Coding-Scheme）

BitNo.7與BitNo.6:一般設置為00；

BitNo.5：0—文本未壓縮，1—文本用GSM標準壓縮算法壓縮；

BitNo.4：0—表示BitNo.1、BitNo.0為保存位，不含信息類型信息，1—表示BitNo.1、BitNo.0含有信息類型信息；

BitNo.3與BitNo.2：00—默認的字母表，01—8bit，10—USC2（16bit），11—預留；

BitNo.1與BitNo.0：00—Class0，01—Class1，10—Class2（SIM卡特定信息），11—Class3。

⑾00—有效期TP-VP（TP-Valid-Period）08－使用UNICODE編碼類型，00－7位編碼7、VP－相應的有效期value(&h)A7為24小時00to8F(VP+1)*5分鐘

90toA712小時+(VP-143)*30分鐘

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A8toC4(VP-166)*1天C5toFF(VP-192)*1周

8、UDL-用戶數(shù)據(jù)長度（TP-User-Data-Length）即實際短信息內(nèi)容長度。9、UD—用戶數(shù)據(jù)（TP-User-Data），即短信內(nèi)容。

4.2短信AT命令介紹

所謂AT指令，就是指控制TC35I的命令，它們有固定的格式，選擇相應的AT指令通過TC35I模塊的串行通信口發(fā)送給TC35I模塊，就能控制模塊的工作了，其中常用的指令有設置短消息中心號碼、選擇文本方式、發(fā)送短消息、讀短消息、刪除短消息等操作命令。AT指令就是控制器與TC35I模塊間通信的語言[6]。

譬如要設置短消息中心號碼，則要向TC35I模塊發(fā)送下文引號中的內(nèi)容：“AT+CSCA=+86138004325000〞

假使設置成功，TC35I模塊就會返回下文中引號中的內(nèi)容：“AT+CSCA=+86138004325000OK〞

其中值得注意的地方是，向TC35I模塊發(fā)送一條AT指令時，TC35I模塊在執(zhí)行完指令時不僅返回“OK〞，在“OK〞上還顯示你發(fā)送給模塊的那條指令。

本文涉及的以及常用的AT指令有以下幾個：（1）AT+CMGD=X

刪除SIM卡內(nèi)存的短消息，X為短消息的位置序號，X=1為刪除第一條短消息，以此類推。

（2）AT+CMGL=n

列出SIM卡中的短消息，n=0是未讀短消息，n=1是已讀短消息，n=2是未發(fā)送短消息，n=3是已發(fā)送短消息，n=4是所有短消息。

（3）AT+CMGR=X

讀取第X條短消息，X為短消息的位置序號。（4）AT+CMGS發(fā)送短消息：

AT+CMGSgt;短信內(nèi)容

返回+CMGF：XX（XX代表數(shù)字）表示發(fā)送成功，返回ERROR表示發(fā)送失敗。（5）AT+CMGF=n

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選擇短消息信息格式，n=0為PDU編碼格式，n=1為Text編碼格式（只支持發(fā)送英文及數(shù)字）。

（6）AT+CSCA短消息中心地址：

AT+CSCA=+8613800432500為設置為吉林地區(qū)短消息中心地址。（7）AT+CNMI顯示新收到的短消息：AT+CNMI=1,1,2收到短消息后自動提醒。

第五章通過串口收發(fā)短消息

5.1用串口收發(fā)過程

當ME收到一條消息時，主動發(fā)出通知給TE，或者直接將消息轉(zhuǎn)發(fā)到TE。與查詢機制相比，它類似于中斷機制。先簡要說明一下短消息類(class)的概念：根據(jù)指定儲存的位置，短消息分為class0–3四個類。也可以不指定類(noclass)，由ME按默認設置進行處理，存儲到內(nèi)存或者SIM卡中。在TPDU的TP-DCS字節(jié)中，當bit7-bit4為00x1,01x1,1111時，bit1-bit0指出消息所屬類：00–class0：只顯示，不儲存01–class1：儲存在ME內(nèi)存中02–class2：儲存在SIM卡中03–class3：直接傳輸?shù)絋E

GSMModem一般都支持一條“AT+CNMI〞指令，可用于設定當有某類短消息到達時，如何處置它：只儲存在指定的內(nèi)存(易失的/非易失的)中，先儲存后通知TE，還是直接轉(zhuǎn)發(fā)到TE，等等?！癆T+CNMI〞指令語法為

AT+CNMI=[[,[,[,[,]]]]]mode-通知方式：0–不通知TE。

1–只在數(shù)據(jù)線空閑的狀況下，通知TE；否則不通知TE。

2–通知TE。在數(shù)據(jù)線被占用的狀況下，先緩沖起來，待數(shù)據(jù)線空閑，再行通知。

3–通知TE。在數(shù)據(jù)線被占用的狀況下，通知混合在數(shù)據(jù)中一起傳輸mt-消息儲存或直接轉(zhuǎn)發(fā)到TE：

0–儲存到默認的內(nèi)存位置(包括class3)

1–儲存到默認的內(nèi)存位置，并且向TE發(fā)出通知(包括class3)

2–對于class2，儲存到SIM卡，并且向TE發(fā)出通知；對于其它class，直接將消息轉(zhuǎn)發(fā)到TE

3–對于class3，直接將消息轉(zhuǎn)發(fā)到TE；對于其它class，同mt=1bm,ds,bfr的含義，請參考相關(guān)標準文檔。一般不需要去關(guān)心它們。

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在程序中具體實現(xiàn)時，使用mode=2,mt=1，比較簡單。對所有類型的短消息，只要在收到ME送來的“+CMTI〞通知后，用“AT+CMGR〞指令讀取消息內(nèi)容就行了。TE與ME之間的通信過程，舉例如下：(初始化)

AT+CNMI=?(查看能支持的設置范圍)

+CNMI:(0-2),(0-3),(0,2,3),(0,1),(0,1)OK

AT+CNMI?(查看當前設置)+CNMI:0,0,0,0,0OK

AT+CNMI=2,1(設置為mode=2,mt=1)OK

AT+CNMI?(再查看當前設置)+CNMI:2,1,0,0,0OK

(過了一段時間，有一條消息到達)

+CMTI“ME〞,8(通知：消息已經(jīng)存儲在ME內(nèi)存中，序號為8)AT+CMGR=8(讀第8條消息)+CMGR:8,27

0891683108202305F0240D91683158812764F80000402052110373800741E19058341E01OK

AT+CMGD=8(刪除第8條消息)OK

還有一種方式mode=2,mt=2也很令人感興趣。在這種方式下，除了class2外，消息不存儲，直接轉(zhuǎn)發(fā)到TE。需要處理消息通知和內(nèi)容兩種狀況，繁雜一些。但假使發(fā)送方也由程序控制，可以只發(fā)noclass或class1的消息，這樣不存儲在接收方ME內(nèi)存(一般是閃存，非易失性的)中，確定能延長它的使用壽命。TE與ME之間的通信過程，舉例如下：

AT+CNMI=2,2(設置為mode=2,mt=2)OK

(過了一段時間，有一條消息到達)+CMT:,26

0891683108202305F0040D91683158812764F8000840205211639180064F60597D0021

5.2調(diào)試及結(jié)果

本文利用串口調(diào)試助手向TC35I模塊發(fā)送AT指令。

首先將GSM模塊開發(fā)板中的串口與計算機串口通過串口線相連，實物圖如圖1所示。開啟串口調(diào)試助手，選擇相應的串口號，由于TC35I模塊上電復位后默認的串行通信波特率為9600，因此要選擇串口調(diào)試助手的波特率為9600。

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設置完串

口調(diào)試助手后，為TC35I模塊供電，供電后指示燈亮，然后按下復位按鈕，這時串口調(diào)試助手上可以看出TC35I模塊向計算機發(fā)送了若干數(shù)據(jù)，說明模塊啟動成功。然后可以看到模塊上的LD2燈一亮一滅，亮和滅的時間間隔一致，都是600ms，說明TC35I模塊正在登入網(wǎng)絡，過一分鐘左右，假使看到LD2長滅短亮，亮75ms滅3s，說明TC35I已經(jīng)成功登入GSM網(wǎng)絡，可以與外界通過通信了。然后就可以通過串口調(diào)試助手發(fā)送AT指令來控制GSM模塊了。首先要做的就是對TC35I模塊進行初始化設置，初始化流程如圖2所示。包括發(fā)送聯(lián)機命令、設置短消息中心號碼、選擇文本模式和設置為收到短消息自動提醒方式等。

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圖2GSM模塊初始化流程圖

利用串口調(diào)試助手調(diào)試TC35I模塊的具體步驟如下：

（1）將TC35I開發(fā)板的串口與計算機串口通過串口線連接起來，開啟串口調(diào)試助手，選擇相應的串口（本次調(diào)試的串口為COM1）。

（2）發(fā)送聯(lián)機命令：AT

返回OK則連接正確，返回ERROR則連接錯誤。（3）設置短信中心號碼：AT+CSCA=+8613800432500

返回OK則設置成功，返回ERROR則失敗。（4）選擇文本方式：AT+CMGF=1

返回OK，則選擇了Text方式，返回ERROR則失敗。（5）發(fā)送一條短消息AT+CMGS回等待輸入字符>

輸入hello

返回+CMGF：XX（XX代表數(shù)字）表示發(fā)送成功，返回ERROR則發(fā)送失敗。

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（6）讀短消息AT+CMGR=1則讀取了第1條短消息。

結(jié)論

本文詳細介紹了如何利用GSM模塊——TC35I發(fā)送和接收短消息。首先介紹了TC35I模塊的結(jié)構(gòu)，AT指令的格式與使用方法，最終介紹了利用串口調(diào)試助手調(diào)試TC35I模塊的步驟。

GSM模塊消息具有永遠在線、無須撥號、價格低廉、覆蓋范圍廣等特點,在數(shù)據(jù)量不大、實時性要求不高的系統(tǒng)中,通過精心設計遠程監(jiān)控通信單元的硬件和軟件,以GSM短消息為數(shù)據(jù)傳輸手段建立遠程監(jiān)控系統(tǒng),具有極大的組網(wǎng)靈活性。以GSM短消息為手段的遠程監(jiān)控,可廣泛應用于試驗室監(jiān)控、電力系統(tǒng)監(jiān)控、家電監(jiān)視、數(shù)據(jù)采集、遙控遙測、全球定位、交通管制、汽車防盜和跟蹤等領(lǐng)域,并可廣泛應用于安防、門禁、礦山等其它行業(yè)。使用手機模塊利于系統(tǒng)集成，成本較低。在偏遠地區(qū)等架設通信線路