基于嵌入式Linux的短信收發(fā)系統(tǒng)設計

　　1. 引言

　　全球移動通信系統(tǒng)GSM是我國范圍最廣、通信能力最強的移動通信業(yè)務，而其中的短消息功能由于其使用方便、價格低廉、可靠性高而得到廣泛應用。嵌入式Linux也是目前得到廣泛應用的技術，功能強大和資源豐富是其最大的優(yōu)勢。本文在嵌入式Linux系統(tǒng)中利用GSM模塊實現(xiàn)短信的收發(fā)，對不方便架設通信線的偏遠地區(qū)，提供了數據采集的新手段。同時嵌入式系統(tǒng)體積小巧，Linux操作系統(tǒng)資源開放，所以本系統(tǒng)經過二次開發(fā)，可方便地構成移動數據采集系統(tǒng)，用于遠程數據采集、監(jiān)控。

　　2. 短信收發(fā)原理

　　短信服務業(yè)務SMS（Short Message Service）是GSM系統(tǒng)提供給用戶的一種數字業(yè)務。它與話音傳輸及傳真一樣同為GSM數字蜂窩移動通信網絡提供的主要電信業(yè)務。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為短信實體， SMSC為短信服務中心，SMCGWMS為SMS網關，HLR是歸屬位置寄存器，用于永久儲存管理用戶和服務記錄的數據庫，MSC為移動交換中心，VLR為訪問位置寄存器，含有用戶臨時信息的數據庫，交換中心服務訪問用戶時需要這些信息。

　　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，它指的是短信息數據的編碼格式，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，其中后者可進行Unicode編碼，如中文，所以本系統(tǒng)采用PDU模式。

　　GSM模塊采用標準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短信數據格式分析

　　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PDU的編碼和轉碼就變得很重要。中文短信息的實現(xiàn)需要將GB2312的中文編碼轉換為代碼頁為CP936的Unicode編碼，PDU發(fā)送字符串數據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)議標識、數據編碼方案、有效期、用戶數據長度和用戶數據組成。例如：設置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：短信服務中心地址信息的長度，共8個八位字節(jié)（包括91） ；

　　91H：短信服務中心地址格式，用國際格式號碼，在前面加‘+’ ；

　　68 31 08 20 01 05 F0H：短信服務中心地址，8613800210500，補‘F’湊成偶數個；

　　11H：基本參數，協(xié)議數據單元類型，表示發(fā)送，TP-VP用相對格式；

　　00H ：信息參考，00H表示參考本身號碼 ；

　　0DH ：對方手機號數字個數，共13個十進制數 ；

　　91H ：對方手機號，用國際格式號碼，在前面加‘+’ ；

　　68 31 21 43 65 87 F9H：對方手機號（TP-DA），8613123456789，補‘F’湊成偶數個；

　　00H：協(xié)議標識（TP-PID）， 是普通GSM類型，點到點方式；

　　08H：用戶信息編碼方式（TP-DCS），主要用其1個字節(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個字符；04H為8-bit編碼，最多發(fā)140個字符；00H為7-bit編碼，最多發(fā)160個字符；

　　00H：有效期（TP-VP），5分鐘；

　　04H：短信長度（TP-UDL），實際長度4個字節(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：短信服務中心，分析同發(fā)送相同；

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

　　0DH：對方手機號數字個數；

　　91H：對方手機號（TON/NPI），用國際格式號碼（在前面加‘+’）；

　　68 31 67 24 47 63 F0H ：對方手機號（TP-DA），8613764274360，補‘F’湊成偶數個；

　　00H：協(xié)議標識（TP-PID） ，是普通GSM類型，點到點方式；

　　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)送時間（SCTS），07年05月19日13時12分52秒；

　　23H：發(fā)送時間對應的時區(qū)；

　　04H：短信長度（TP-UDL），實際長度4個字節(jié)；

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