基于单片机控制来实现手机收发短信息

　　GSM(Global System for Mobile communication)系统是目前基于时分多址技术的移动通讯体制中比较成熟、完善、应用最广泛的一种系统。目前已建成的覆盖全国的GSM数字蜂窝移动通信网，是我国公众移动通信网的主要方式。主要提供话音、短信息、数据等多种业务。基于GSM短消息功能可以做成传输各种检测、监控数据信号和控制命令的数据通信系统，能广泛用于远程监控、定位导航、个人通信终端等。由于公众GSM网络在全球范围内实现了联网和漫游，建立上述系统不须再组建专用通信网络，所以具有实时传输数据功能的短消息应用将得到迅速普及。

　　目前，人们设计的各类DTE设备基础上以微处理器为核心，带有RS232/RS485等通信接口，在物理层上很容易实现与GSM设置(如手机等)的连接。但对SMS协议的研究文献却较少，特别是用单片机控制手机的SMS(Short Message Service)收发的研究更少。笔者在用单片机设计基于GSM的SMS数据采集器时，对怎样用单片机控制手机收发短信息进行了探讨。

　　1 串口控制SMS的工作原理

　　单片机与手机一般采用串行异步通信接口，具有红外和通信电缆两种连接方式，通信速度可设定，通常为19200bps。采用红外接口的优点是单片机系统与手机电气隔离，相互不干扰，接口各自独立，使用方便;缺点是通信距离较短，红外传播的方向性对接口相对位置有要求。采用电缆连接时，数据传输的可靠性较好;其主要缺点是接口的电气参数不兼容，设计不当时会对手机的通信质量产生影响。笔者经过实践设计的接口电平转换电路如图1。

　　GSM的短信息业务SMS利用信令信道传输，这是GSM通信网所特有的。它不用拨号建立连接，把要发的信息加上目的地址发送到短信息服务中心，经短消息服务中心完成存储后再发送给最终的信宿。所以当目的GSM终端没开机时信息不会丢失。每个短消息的信息量限制为160字节。

　　现在市场上大多数手机均支持GSM07.05规定的AT指令集。该指令集是ETSI(欧洲通信技术委员会)发布的，其中包含了对SMS的控制。利用GSM手机的串行接口，单片机向手机收发一系列的AT命令，就能达到控制手机收发SMS的目的。ETSI的GSM07.05中用于SMS收发控制的主要AT命令见表1。

　　表1 常用AT指令

　　GSM07.05

　　Function(功能)

　　ATE0

　　RESET

　　AT+CSMS

　　选择短信息服务

　　AT+CPMS

　　选择短信息内存

　　AT+CMGF

　　选择短信息格式

　　AT+CSCA

　　短信息中心地址

　　AT+CNMI

　　显示新收到的短信息

　　AT+CMGR

　　读短信息

　　AT+CMGS

　　发送短信息

　　AT+CMGL

　　列出SIM卡中短信息

　　AT+CMSS

　　从SIM内存中发短信息

　　AT+CMGW

　　向SIM内存中写入待发短信息

　　AT+CMGD

　　删除SIM内存中的短信息

　　AT+CSCB

　　选择蜂窝广播信息

　　GSM手机通过异步通信接口实现对SMS的控制共有三种接入协议：Block Mode;基于AT命令的TextMode;基于AT命令的PDU Mode。PDU模式是发送或接收手机SMS信息的一种方法，短信息正文经过十六进制编码后被传送。目前，PDU Mode应用最为广泛，基本上全国所有的电信局都提供支持PDU Mode的短消息业务。有些地址则不支持Text Mode和Block Mode，这就限制了这两种接入协议的应用，而且PDU Mode已有取代Block Mode的趋势。为了保证系统具有广泛的适用性，本文采用PDU模式收发SMS。

　　PDU相当于一个数据包，它由构成消息(SMS)的信息组成。作为一种数据单元，它必须包含源/目的地址、保护(有效)时间、数据格式、协议类型和正文，正文长度可达140字节，它们都以十六进制表示。PDU结构根据短消息由移动终端发起或以移动终端为目的而不同。

　　当由移动终端发起时，PDU的格式为：

　　SMSC

　　PDU类型

　　MR

　　DA

　　PID

　　DCS

　　VP

　　UDL

　　UD(0～140octed)

　　当以移动终端为目的时，PDU的格式为：

　　SMSC

　　PDU类型

　　OA

　　PID

　　DCS

　　SCTS

　　UDL

　　UD(0～140octed)

　　其中，SMSC为短消息业务中心地址，DA/OA为源/目的地址，PID为协议识别，DCS为数据编码，UDL为用户数据长度，UD为用户数据，VP为有效时间，MR指明是发出信息，SCTS指明短消息到达业务中心的时间。

　　2 PDU格式下短信息的接收

　　根据设置不同，手机将收到的短消息保存在缓存单元或存入SIM卡，单片机从手机中接收短消息实质上就是从SIM或缓存中读出信息。这主要利用AT+CMGR和AT+CMGL两条指令来完成，其工作过程见图2。

　　由于不同的厂商对AT指令集的解释代码和响应信息不一样，所以单片机首先要确认能否与手机建立起通信，一般用ATE指令完成此确认;然后用AT+CMGF指令选定短消息的数据格式;在收到手机的正确回答反以AT指令完成读出功能。一般用AT+CMGL读取以前的信息，在收到手机的RING(振铃)数据时，用AT+CMGR读取实时信息。

以下是笔者设计的物流数据采集系统中用到的接收SMS的一个实例，它说明了PDU模式的应用。单