一种短信收发系统设计与实现

1.引言

全球移动通讯系统Global System of Mobile communicaTION就是众所周知的GSM，是当前应用最为广泛的移动电话标准。全球超过200个国家和地区超过10亿人正在使用GSM电话。GSM标准的无处不在使得在移动电话运营商之间签署"漫游协定"后用户的国际漫游变得很平常。GSM 较之它以前的标准最大的不同是他的信令和语音信道都是数字式的，因此GSM被看作是第二代 （2G）移动电话系统。这说明数字通讯从很早就已经构建到系统中。GSM是一个当前由3GPP开发的开放标准。同时嵌入式系统是"控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置"。从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。目前国内一个普遍被认同的定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

2.短信收发原理

SMS 是一种存储和转发服务。也就是说，短消息并不是直接从发送人发送到接收人，而始终通过 SMS 中心进行转发。如果接收人处于未连接状态（可能电话已关闭），则消息将在接收人再次连接时发送。短信息应用于内部管理，业务系统和客户服务系统： A公司在全国已有100多个业务划分区域，日常工作中有大量诸如新商品信息、价格调整等业务资讯需要及时提供给所有区域经理，在应用短信息之前，主要通过电话或Email来完成这些事情，需要投入大量的人力来完成这些工作，并且还经常由于各种因素的影响而出现延误的现象，现在用短信息则可以快捷和轻松地完成这部分工作。涉及SMS管理的协议如图1所示。

图中SME为短信实体， SMSC为短信服务中心，SMCGWMS为SMS网关，HLR是归属位置寄存器，用于永久储存管理用户和服务记录的数据库，MSC为移动交换中心，VLR为访问位置寄存器，含有用户临时信息的数据库，交换中心服务访问用户时需要这些信息。

短消息模块的接入方式支持两种模式：基于AT指令的teXT模式和基于AT指令的PDU模式，它指的是短信息数据的编码格式，文本模式只支持7-bit编码，只能发送纯英文和数字信息，而PDU模式支持7-bit编码、8-bit编码和UCS-2编码，其中后者可进行Unicode编码。

GSM模块采用标准AT指令集通信，其中本系统用到的AT指令如表1所示。

表1 相关AT指令

3.GSM短信数据格式分析

3.1发送短信PDU字符串

由于短信模式选择的是PDU格式，因此对PDU的编码和转码就变得很重要。中文短信息的实现需要将GB2312的中文编码转换为代码页为CP936的Unicode编码，PDU发送字符串数据格式中主要由短信中心地址、文件头字节、信息类型、目的地址、协议标识、数据编码方案、有效期、用户数据长度和用户数据组成。代码的含义如下所示：

08H：短信服务中心地址信息的长度，共8个八位字节（包括91） ；

91H：短信服务中心地址格式，用国际格式号码，在前面加‘+’ ；

68 31 08 20 01 05 F0H：短信服务中心地址，8613800210500，补‘F’凑成偶数个；

11H：基本参数，协议数据单元类型，表示发送，TP-VP用相对格式；

00H ：信息参考，00H表示参考本身号码 ；

0DH ：对方手机号数字个数，共13个十进制数 ；

91H ：对方手机号，用国际格式号码，在前面加‘+’ ；

68 31 21 43 65 87 F9H：对方手机号（TP-DA），8613123456789，补‘F’凑成偶数个；

00H：协议标识（TP-PID），是普通GSM类型，点到点方式；

08H：用户信息编码方式（TP-DCS），主要用其1个字节的第2和第3位表示编码方式，08H表示为UCS-2编码，最多发140个字符；04H为8-bit编码，最多发140个字符；00H为7-bit编码，最多发160个字符；

00H：有效期（TP-VP），5分钟；

04H：短信长度（TP-UDL），实际长度4个字节；

4F 60 59 7DH：用户信息（TP-UD），"你好"的Unicode编码 。

3.2 短信接收PDU字符串

接收方PDU字符串的含义和发送方不同，同样以"你好"为例，接收方的PDU字符串为：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，其含义如下：

08 91 68 31 08 20 01 05 F0H：短信服务中心，分析同发送相同；

24H：协议数据单元类型基本参数（TP-MTI/VFP） ，发送，TP-VP用相对格式；

0DH：对方手机号数字个数；

91H：对方手机号（TON/NPI），用国际格式号码（在前面加‘+’）；

68 31 67 24 47 63 F0H ：对方手机号（TP-DA），8613764274360，补‘F’凑成偶数个；

00H：协议标识（TP-PID） ，是普通GSM类型，点到点方式；

08H：用户信息编码方式（TP-DCS