Linux-C實現GPRS模塊發送短信


   “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、GSM射頻處理、基帶處理並提供標准接口的功能模塊。GSM模塊根據其提供的數據傳輸速率又可以分為GPRS模塊、EDGE模塊和純短信模塊。短信模塊只支持語音和短信服務。GPRS,可說是GSM的延續。它經常被描述成“2.5G”,也就是說這項技術位於第二代(2G)和第三代(3G)移動通訊技術之間。GPRS的傳輸速率從56K到114Kbps不等,理論速度最高達171k。相對於GSM的9.6kbps的訪問速度而言,GPRS擁有更快的訪問數據通信速度,GPRS技術還具有在任何時間、任何地點都能實現連接,永遠在線、按流量計費等特點。EDGE技術進一步提升了數據傳輸的速率到384K-473K,被稱為"2.75G",數據傳輸速率更2倍於GPRS。目前,國內的GSM網絡普遍具有GPRS通訊功能,移動和聯通的網絡都支持GPRS,EDGE在部分省市實現了網絡覆蓋。

GPRS模塊,是具有GPRS數據傳輸功能的GSM模塊。GPRS模塊就是一個精簡版的手機,集成GSM通信的主要功能於一塊電路板上,具有發送短消息、通話、數據傳輸等功能。GPRS模塊相當於手機的核心部分,如果增加鍵盤和屏幕就是一個完整的手機。普通電腦或者單片機可以通過RS232串口與GPRS模塊相連,通過AT指令控制GPRS模塊實現各種基於GSM的通信功能。

GPRS模塊區別於傳統的純短信模塊,兩者都是GSM模塊,但是短信模塊只能收發短信和語音通訊,而GPRS模塊還具有GPRS數據傳輸功能。”

-----以上內容摘自《百度百科》對GSM的陳述。

在此我們只用到了gprs的短信收發功能。

我們都知道操作ARM有arm匯編指令,Linux系統有shell命令,作為一個模塊化的通信工具,gprs模塊當然也有自己成套的指令體系,那就是我們著名的“AT指令”。AT指令內容相當豐富,涵蓋了語音通話、短信收發、存儲操作、網絡通信等各方面內容甚多,單是熟悉AT指令就得耗費大量的時間和精力,這對於初級的開發者是相當困難的。不過在新世紀的今天我們一切講究效率,在最短的時間內花費最小的勞動投入來達到我們的結果,因此在這里我只列出與我們的需求有關的部分。

環境:

主機環境:Windows XP +ubuntu10.10虛擬機。
        軟件工具:putty 、超級終端(Windows下)或minicom(Linux下);
        硬件工具:串口線、gprs模塊。

一般情況下通過gprs模塊發送短消息分為兩種方式:

1. 以文本方式發送短信;
        2. 以PDU模式發送短信;

其中文本方式發送短信操作比較簡單易於上手,但是缺點是只能發送英文信息。以pdu模式發送短信則相對比較麻煩(其實麻煩的是對於數據的處理,操作本身不麻煩)。下面我就兩種方式做簡單陳述。

在操作之前我們先來簡單測試一下我們的模塊是否能正常工作:

打開超級終端設置波特率(注意是大部分是9600)、1位停止位、8位數據位、無硬件數據流。

在超級終端輸入:
        At
        OK

返回OK則說明你的模塊可以正常工作,否則出現故障。

一、 文本模式下發送短信流程

文本模式下發送信息基本分三步驟:

1. 設置發送模式

AT+CMGF=1
        CMGF為0是以PDU模式發送,為1則是以文本方式發送。

2.接收方電話號碼

AT+CMGS=138XXXXxxxx

3.輸入內容

>hello world !

注意:每敲完一條指令都要按回車,直到返回“>”后開始輸入信息,但是在輸入完短信內容后不能敲回車而應該按組合鍵“ctrl+z”作為結束符。回車鍵在ascii碼中的數值是“\r”,“ctrl+z”在ascii碼中的數值是“0x1a”,所以在編程時可以直接在信息內容后進行字符串拼接。

示例:

=====================================================
        AT
        OK
        AT+CMGF=1
        OK
        AT+CMGS=1380189xxxx
        >hello word !
        =====================================================

提示:AT指令不區分大小寫,所以無論是大寫還是小寫都可以識別。

二、 PDU模式下發送短信流程

Pdu模式發送信息仍然是三步搞定,只不過我們在前期得做一些稍微麻煩的數據轉換工作。

我們先來看流程理清脈絡:

1.AT+CMGF=0 設置為PDU模式發送中文編碼短信
        2.AT+CMGS=信息長度
        3.發送短信

示例:

======================================================================
        AT
        OK
        AT+CMGF=0
        OK
        AT+CMGS=25
        >0891683108100005F011000D91685110906474F90A534E6E058FDC89C1FF01
        ======================================================================

前面的我們容易理解:

“AT+CMGF=0”將發送模式置為PDU模式;
        “AT+CMGS=25”這句CMGS后面跟的不再是電話號碼了,而是“信息長度”,這里我加了雙引號表示有獨特的含義后面解釋。

現在分析最關鍵的地方:

“0891683108100005F011000D91685110906474F90008000A534E6E058FDC89C1FF01”

我們可以將這段頭疼的字符串分為三段:

-----------------------------------------------------------------------------------------
        “0891683108100005F0 ”                                          中心號碼段
        “11000D91685110906474F9000800”                    收信方號碼段
        “0A534E6E058FDC89C1FF01”                                信息段
        -------------------------------------------------------------------------------------------

1. 先來看中心號碼段。

關於什么是中心號碼我想百度比我解釋的更清楚,這里不再贅述了。

我們其實還可以將其再細分:

08        91        683108100005F0
        其中91是國際化的意思,這個作為前綴必須加上。
        683108100005F0是什么意思呢?我們將它奇數位和偶數位反轉看看:

“683108100005F0”
        “8613800100500F”

熟悉嗎?13800100500是中國移動北京地區的中心號碼,86是中國地區的前綴這個大家應該清楚。F呢?因為在進行PDU編碼的時候規定了如果號碼位數是奇數位那么就要在末尾加F進行補齊,由於我們國家的手機號碼位數都是11位,因此要在末尾補F。於是中國移動北京地區的中心號碼加86補齊F再奇偶位反轉最后加91國際化前綴就由原來的:

“13800100500”
        變成了:
        “91683108100005F0”

接着我們數一下它有多少位,16位,16/2=8,所以我們把整個中心號碼組合編碼后的長度除以2,最后以十六進制的表示方式加在它的前端就大功告成了。

“0891683108100005F0”

Ok搞定,下一步繼續。

======================================================================

2. 收信方號碼段。

“11000D91685110906474F9000800”

同樣將其細分:

1100 0D91 685110906474F9 000800
        其中“1100”和“000800”分別是收信方號碼段固定的前綴和后綴,所以一定要記得加上。
        “685110906474F9”不用講了,和中心號碼段一樣的編碼方式,原型是:
        “8615010946479”(華清遠見北京總部執勤電話)。
        “0D91”需要注意一下,其中這里的“91”和中心號碼段的“91”意義不一樣了,這里是表示接收方的設備是手機的意思,“81”則是小靈通。“0D”是一個十六進制數,還原為十進制后是13,什么意思呢?接受方的號碼是“8615010946479”共13位。

因此接收方電話經偶數位<補齊F>

然后<奇數偶數位反轉>

再<加上號碼長度>

最后<加上前后綴>最終由:

“8615010946479”

轉型為:

“11000D91685110906474F9000800”。

======================================================================

3. 信息段。

“0A534E6E058FDC89C1FF01”

信息段是最簡單的,大家需要了解GPRS以PDU模式發送信息時,其內容是以unicode的方式編碼的。

其中:

“534E6E058FDC89C1FF01”
        還原成GB漢字編碼為:
        “華清遠見!”
        其編碼(十六進制)長度是20位,20/2=10,10的十六進制表示方式是0X0A。因此信息段的最終編碼為:
        “0A534E6E058FDC89C1FF01”

4. 組合。

如果把發短信比喻為一次快遞的投遞過程,那么過程如下:

首先是中心號碼(相當於我們的郵局);

接着是接收方號碼段(相當於我們的收信人地址);

最后是信息段(就是你的信件了)。

OK,組合結果就是:

“0891683108100005F011000D91685110906474F90008000A534E6E058FDC89C1FF01”

至此,PDU的編碼就正式結束了。

不過我們還有最后一件事,那就是前面提到的那個“信息長度”。

郵局是國家的公有的,我們無權去干涉,但是收信人和信息是我們自己制定的,因此我們要精確掌握自己所屬的信息。

於是我們將中心號碼段剔除,變為:

“11000D91685110906474F90008000A534E6E058FDC89C1FF01”

計算一下字符串長度,50位。OK,50/2=25。

於是在PDU模式下,我們所謂的“信息長度”:AT+CMGS=25。

回顧一下PDU模式下的發信息流程:

======================================================================
        AT
        OK
        AT+CMGF=0
        OK
        AT+CMGS=25
        >0891683108100005F011000D91685110906474F90A534E6E058FDC89C1FF01
        ======================================================================

一定要記得最后輸完信息編碼后要按“ctrl+z”而不是回車。

最后如果返回值不是ERROR,那么就恭喜你,大功告成了!

另附Linux下GPRS模塊發送短信的C語言代碼,由於時間匆忙沒有注意內存對齊、代碼優化等細節,望廣大讀者見諒,有何疑問或建議請發郵件:

hostfj@163.com 
        farsight.fj@qq.com

以下代碼在ubuntu下通過gcc編譯運行測試通過;

arm-linux-gcc交叉編譯后並在s3c2410下運行測試通過。

======================================================================
        #include <termios.h>
        #include <stdio.h>
        #include <stdlib.h>
        #include <unistd.h>
        #include <fcntl.h>
        #include <string.h>
        #include <sys/types.h>
        #include <sys/stat.h>

struct message_info{
                char cnnu[16];
                char phnu[16];
                char message[128];
        };

struct pdu_info {
                char cnswap[32];
                char phswap[32];
        };
        void serial_init(int fd)
        {
                struct termios options;
                tcgetattr(fd, &options);
                options.c_cflag |= ( CLOCAL | CREAD );
                options.c_cflag &= ~CSIZE;
                options.c_cflag &= ~CRTSCTS;
                options.c_cflag |= CS8;
                options.c_cflag &= ~CSTOPB; 
                options.c_iflag |= IGNPAR;
                options.c_oflag = 0;
                options.c_lflag = 0;

        cfsetispeed(&options, B9600);
                cfsetospeed(&options, B9600);
                tcsetattr(fd,TCSANOW,&options);
        }

void swap(char number[],char swap[])
        {
                char ch1[] = "86";
                char tmp[16];
                int i;

        memset(swap,0,32);
                memset(tmp,0,16);
                strcpy(swap,number);
                strcat(swap,"f");
                strcat(ch1,swap);
                strcpy(swap,ch1);

        for(i = 0;i <= strlen(swap) - 1;i += 2){
                        tmp[i + 1] = swap[i];
                        tmp[i] = swap[i + 1];
                }
                strcpy(swap,tmp);
        }

int send(int fd,char *cmgf,char *cmgs,char *message)
        {
                int nread,nwrite;
                char buff[128];
                char reply[128];

        memset(buff,0,sizeof(buff));
                strcpy(buff,"at\r");
                nwrite = write(fd,buff,strlen(buff));
                printf("nwrite=%d,%s\n",nwrite,buff);

        memset(reply,0,sizeof(reply));
                sleep(1);
                nread = read(fd,reply,sizeof(reply));
                printf("nread=%d,%s\n",nread,reply);

        memset(buff,0,sizeof(buff));
                strcpy(buff,"AT+CMGF=");
                strcat(buff,cmgf);
                strcat(buff,"\r");
                nwrite = write(fd,buff,strlen(buff));
                printf("nwrite=%d,%s\n",nwrite,buff);

        memset(reply,0,sizeof(reply));
                sleep(1);
                nread = read(fd,reply,sizeof(reply));
                printf("nread=%d,%s\n",nread,reply);

        memset(buff,0,sizeof(buff));
                strcpy(buff,"AT+CMGS=");
                strcat(buff,cmgs);
                strcat(buff,"\r");
                nwrite = write(fd,buff,strlen(buff));
                printf("nwrite=%d,%s\n",nwrite,buff);

        memset(reply,0,sizeof(reply));
                sleep(1);
                nread = read(fd,reply,sizeof(reply));
                printf("nread=%d,%s\n",nread,reply);

        memset(buff,0,sizeof(buff));
                strcpy(buff,message);
                nwrite = write(fd,buff,strlen(buff));
                printf("nwrite=%d,%s\n",nwrite,buff);

        memset(reply,0,sizeof(reply));
                sleep(1);
                nread = read(fd,reply,sizeof(reply));
                printf("nread=%d,%s\n",nread,reply);
        }

int send_en_message(int fd,struct message_info info)
        {
                getchar();
                char cmgf[] = "1";
                int conter = 0;
                char cmgs[16] = {'\0'};

        printf("enter recever phnumber :\n");
                gets(info.phnu);
                while(strlen(info.phnu) != 11){
                        if(conter >= 3){
                                printf("conter out !\n");
                                return -1;
                        }
                        printf("number shuld be --11-- bits ! enter agin :\n");
                        gets(info.phnu);
                        conter ++;
                }

        printf("enter you message !\n");
                gets(info.message);
                strcat(info.message,"\x1a");
                strcat(cmgs,info.phnu);

        send(fd,cmgf,cmgs,info.message);
        }

int send_zh_message(int fd,struct message_info info)
        {
                char cmgf[] = "0";
                char cmgs[4] = {'\0'};
                char ch2[] = "0891";
                char ch3[] = "1100";
                char ch4[] = "000800";
                char ch5[] = "0d91";
                char final[128];
                char *message[3] = {
                        "0a5BB691CC7740706BFF01",
                        "0a5BB691CC67098D3CFF01",
                        "1a676866539E4FFF0C4F605988558A4F6056DE5BB65403996DFF01"};
                struct pdu_info pdu;
                int conter = 0,flag,len;
                getchar();
                memset(final,0,80);

                printf("enter your centre phnumber :\n");
                gets(info.cnnu);
                while(strlen(info.cnnu) != 11){
                        if(conter >= 3){
                                printf("conter out !\n");
                                return -1;
                        }
                        printf("number shuld be --11-- bits ! enter agin :\n");
                        gets(info.cnnu);
                        conter ++;
                }

                printf("enter your recever phnumber :\n");
                gets(info.phnu);
                while(strlen(info.phnu) != 11){
                        if(conter >= 3){
                                printf("conter out !\n");
                                return -1;
                        }
                        printf("number shuld be --11-- bits ! enter agin :\n");
                        gets(info.phnu);
                        conter ++;
                }
                printf("choice message :\n");
                printf("1.fire.\n");
                printf("2.thief.\n");
                printf("3.mother@home.\n");
                scanf("%d",&flag);
                swap(info.phnu,pdu.phswap);
                swap(info.cnnu,pdu.cnswap);

        strcpy(final,ch2);
                strcat(final,pdu.cnswap);
                strcat(final,ch3);
                strcat(final,ch5);
                strcat(final,pdu.phswap);
                strcat(final,ch4);
                strcat(final,message[flag - 1]);
                strcat(final,"\x1a");

                len = strlen(ch3)+ strlen(ch4)+ strlen(ch5)+strlen(pdu.phswap)+ strlen(message[flag - 1]);
                puts(final);
                sprintf(cmgs,"%d",len/2);
                puts(final);
                send(fd,cmgf,cmgs,final);
        }

int main()
        {
                int fd;
                char choice;
                struct message_info info;
                fd = open( "/dev/s3c2410_serial1", O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
                if (-1 == fd){
                        perror("Can't Open Serial Port");
                }
                serial_init(fd);
                printf("\n============================================\n");
                printf("\tthis is a gprs test program !\n");
                printf("\tcopyright fj@farsight 2011\n");
                printf("============================================\n");
                printf("enter your selete :\n");
                printf("1.send english message.\n");
                printf("2.send chinese message.\n");
                printf("3.exit.\n");
                choice = getchar();
                switch(choice)
                {
                        case '1': send_en_message(fd,info);
                                break;
                        case '2': send_zh_message(fd,info);
                                break;
                        case '3': break;
                                default : break;
                }
                close(fd);
                return 0;

}


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