基于嵌入式Linux的短信收發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　1. 引言

　　全球移動(dòng)通信系統(tǒng)GSM是我國范圍最廣、通信能力最強(qiáng)的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)，而其中的短消息功能由于其使用方便、價(jià)格低廉、可靠性高而得到廣泛應(yīng)用。嵌入式Linux也是目前得到廣泛應(yīng)用的技術(shù)，功能強(qiáng)大和資源豐富是其最大的優(yōu)勢(shì)。本文在嵌入式Linux系統(tǒng)中利用GSM模塊實(shí)現(xiàn)短信的收發(fā)，對(duì)不方便架設(shè)通信線的偏遠(yuǎn)地區(qū)，提供了數(shù)據(jù)采集的新手段。同時(shí)嵌入式系統(tǒng)體積小巧，Linux操作系統(tǒng)資源開放，所以本系統(tǒng)經(jīng)過二次開發(fā)，可方便地構(gòu)成移動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控。

　　2. 短信收發(fā)原理

　　短信服務(wù)業(yè)務(wù)SMS（Short Message Service）是GSM系統(tǒng)提供給用戶的一種數(shù)字業(yè)務(wù)。它與話音傳輸及傳真一樣同為GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)提供的主要電信業(yè)務(wù)。涉及SMS管理的協(xié)議如圖1所示。

　　圖1 SMS管理的協(xié)議

　　圖中SME為短信實(shí)體， SMSC為短信服務(wù)中心，SMCGWMS為SMS網(wǎng)關(guān)，HLR是歸屬位置寄存器，用于永久儲(chǔ)存管理用戶和服務(wù)記錄的數(shù)據(jù)庫，MSC為移動(dòng)交換中心，VLR為訪問位置寄存器，含有用戶臨時(shí)信息的數(shù)據(jù)庫，交換中心服務(wù)訪問用戶時(shí)需要這些信息。

　　短消息模塊的接入方式支持兩種模式：基于AT指令的TEXT模式和基于AT指令的PDU模式，它指的是短信息數(shù)據(jù)的編碼格式，文本模式只支持7-bit編碼，只能發(fā)送純英文和數(shù)字信息，而PDU模式支持7-bit編碼、8-bit編碼和UCS-2編碼，其中后者可進(jìn)行Unicode編碼，如中文，所以本系統(tǒng)采用PDU模式。

　　GSM模塊采用標(biāo)準(zhǔn)AT指令集通信，其中本系統(tǒng)用到的AT指令如表1所示。

　　3. GSM短信數(shù)據(jù)格式分析

　　3.1 發(fā)送短信PDU字符串

　　由于短信模式選擇的是PDU格式，因此對(duì)PDU的編碼和轉(zhuǎn)碼就變得很重要。中文短信息的實(shí)現(xiàn)需要將GB2312的中文編碼轉(zhuǎn)換為代碼頁為CP936的Unicode編碼，PDU發(fā)送字符串?dāng)?shù)據(jù)格式中主要由短信中心地址、文件頭字節(jié)、信息類型、目的地址、協(xié)議標(biāo)識(shí)、數(shù)據(jù)編碼方案、有效期、用戶數(shù)據(jù)長度和用戶數(shù)據(jù)組成。例如：設(shè)置PDU格式的編碼為08 91 68 31 08 20 01 05 F0 11 00 0D 91 68 31 21 43 65 87 F9 00 08 00 04 4F 60 59 7DH，這組代碼的含義如下所示：

　　08H：短信服務(wù)中心地址信息的長度，共8個(gè)八位字節(jié)（包括91） ；

　　91H：短信服務(wù)中心地址格式，用國際格式號(hào)碼，在前面加‘+’ ；

　　68 31 08 20 01 05 F0H：短信服務(wù)中心地址，8613800210500，補(bǔ)‘F’湊成偶數(shù)個(gè)；

　　11H：基本參數(shù)，協(xié)議數(shù)據(jù)單元類型，表示發(fā)送，TP-VP用相對(duì)格式；

　　00H ：信息參考，00H表示參考本身號(hào)碼 ；

　　0DH ：對(duì)方手機(jī)號(hào)數(shù)字個(gè)數(shù)，共13個(gè)十進(jìn)制數(shù) ；

　　91H ：對(duì)方手機(jī)號(hào)，用國際格式號(hào)碼，在前面加‘+’ ；

　　68 31 21 43 65 87 F9H：對(duì)方手機(jī)號(hào)（TP-DA），8613123456789，補(bǔ)‘F’湊成偶數(shù)個(gè)；

　　00H：協(xié)議標(biāo)識(shí)（TP-PID）， 是普通GSM類型，點(diǎn)到點(diǎn)方式；

　　08H：用戶信息編碼方式（TP-DCS），主要用其1個(gè)字節(jié)的第2和第3位表示編碼方式，08H表示為UCS-2編碼，最多發(fā)140個(gè)字符；04H為8-bit編碼，最多發(fā)140個(gè)字符；00H為7-bit編碼，最多發(fā)160個(gè)字符；

　　00H：有效期（TP-VP），5分鐘；

　　04H：短信長度（TP-UDL），實(shí)際長度4個(gè)字節(jié)；

　　4F 60 59 7DH：用戶信息（TP-UD），“你好”的Unicode編碼 。

　　3.2 短信接收PDU字符串

　　接收方PDU字符串的含義和發(fā)送方不同，同樣以“你好”為例，接收方的PDU字符串為：08 91 68 31 08 20 01 05 F0 24 0D 91 68 31 67 24 47 63 F0 00 08 70 50 91 31 21 25 23 04 4F 60 59 7DH，其含義如下：

　　08 91 68 31 08 20 01 05 F0H：短信服務(wù)中心，分析同發(fā)送相同；

　　24H：協(xié)議數(shù)據(jù)單元類型基本參數(shù)（TP-MTI/VFP） ，發(fā)送，TP-VP用相對(duì)格式；

　　0DH：對(duì)方手機(jī)號(hào)數(shù)字個(gè)數(shù)；

　　91H：對(duì)方手機(jī)號(hào)（TON/NPI），用國際格式號(hào)碼（在前面加‘+’）；

　　68 31 67 24 47 63 F0H ：對(duì)方手機(jī)號(hào)（TP-DA），8613764274360，補(bǔ)‘F’湊成偶數(shù)個(gè)；

　　00H：協(xié)議標(biāo)識(shí)（TP-PID） ，是普通GSM類型，點(diǎn)到點(diǎn)方式；

　　08H：用戶信息編碼方式（TP-DCS） ，分析同發(fā)送方；

　　70 50 91 31 21 25H：短信息發(fā)送時(shí)間（SCTS），07年05月19日13時(shí)12分52秒；

　　23H：發(fā)送時(shí)間對(duì)應(yīng)的時(shí)區(qū)；

　　04H：短信長度（TP-UDL），實(shí)際長度4個(gè)字節(jié)；

　　4F 60 59 7DH：用戶信息（TP-UD） ，“你好”的Unicode編碼。