C#开发终端式短信的原理和方法

终端短信连接示意图

原理篇

短信编码

　　在收发短信方面，按时间产生先后，共产生了三种模式：Block Mode、基于AT指令的Text Mode、基于AT指令的PDU Modem, Text Mode比较简单，多款诺基亚手机均支持该模式。西门子的手机大多只支持PDU模式，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已取代Block Mode，因我们主要探讨PDU模式的发送。以西门子3508手机为例。

　　 SMS是由Etsi所制定的一个规范（GSM 03.40 和 GSM 03.38）。当使用7-bits编码时，它可以发送最多160个字符;但用8-bit编码，最多可以发送140个字符，通常无法直接通过手机显示;还有用16-bit编码时，最多70个字符，被用来显示Unicode(UCS2)文本信息，可以被大多数的手机所显示。我们今天讨论的是UCS2编码,也就是说，最多只能发送70个字符，不管英文还是中文。

　　现例如我们现在要发送如下信息，向我的手机[phone]发送"你好，Hello!"。在没有发送之前，你要清楚，手机SIM卡所在地的短信中心号，并不是你现在所在地方的短信中心号，像我在深圳，深圳的短信中心号是：8613800755000，即使我现在到外地，短信中心号仍是深圳。从上面我们得到了下面的信息：

　　接收的手机号：[phone]

　　短信中心号：8613800755000

　　短信内容：你好，Hello!

　　在实际使用中，上面这些信息并不为手机所执行，要进行编码手机才会执行，先不管，看看编码后的信息：

0891683108705500F011000D91683117352446F2000800124F60597DFF0C00480065006C006C006F0021

　　看不懂吧，我来解释一下：

　　 08 - 指的是短信中心号的长度，也就是指(91)+( 683108705500F0)的长度

　　 09 - 指的是短信息中心号码类型。91是TON/NPI遵守International/E.164标准，指在号码前需加'+'号；此外还有其它数值，但91最常用。

　　 683108705500F0 - 短信息中心号码。由于位置上略有处理，实际号码应为：8613800731500（字母F是指长度减1）。这需要根据不同的地域作相应的修改。前面的(08)+(91)+( 683108705500F0)实际上就构成了整个短信的一部份，通称短消息中心地址（Address of the SMSC）。

　　 11 - 文件头字节

　　 00 - 信息类型（TP-Message-Reference）

　　 0D - 被叫号码长度

　　 91 - 被叫号码类型

　　其实在实际处理中，我们通常把11000D91写死在程序中，因为在国内，这些数据都是不会改变的。

　　 683117352446F2 -被叫号码，经过了位移处理，实际号码为"8613715342642"。上面的（00）+（0D）+（91）+( 683117352446F2),构成了整个短信的第二部份目的地址（TP-Destination-Address）。

　　 00 - 协议标识TP-PID,这里一般为00

　　 08 - 数据编码方案TP-DCS（TP-Data-Coding-Scheme）,采用前面说的USC2(16bit)数据编码

　　 00 - 有效期TP-VP（TP-Valid-Period）

　　 12-长度TP-UDL（TP-User-Data-Length），也就是4F60597DFF0C00480065006C006C的长度 36 / 2 = 18 的十六进 12

　　 4F60597DFF0C00480065006C006C 006F0021- 这里就是短信内容了，实际内容为:"你好，Hello!"程序实现，请参考本文章所带源程序的PDUdecoding.cs。
AT指令

　　说到AT指令可多了，有厚厚的一本书，不属于我们今天讨论的范围，在这里我仅讨论在发送短信中必须要用的几个AT指令。

　　与SMS有关的GSM AT指令（from GSM07.05）如表1所示：

AT 指令

功 能

AT+CMGC

Send an SMS command（发出一条短消息命令）

AT+CMGD

Delete SMS message（删除SIM卡内存的短消息）

AT+CMGF

Select SMS message formate（选择短消息信息格式：0-PDU;1-文本）

AT+CMGL

List SMS message from preferred store（列出SIM卡中的短消息PDU/text: 0/"REC UNREAD"-未读，1/"REC READ"-已读，2/"STO UNSENT"-待发，3/"STO SENT"-已发，4/"ALL"-全部的）

AT+CMGR

Read SMS message（读短消息）

AT+CMGS

Send SMS message（发送短消息）

AT+CMGW

Write SMS message to memory（向SIM内存中写入待发的短消息）

AT+CMSS

Send SMS message from storage（从SIN|M内存中发送短消息）

AT+CNMI

New SMS message indications（显示新收到的短消息）

AT+CPMS

Preferred SMS message storage（选择短消息内存）

AT+CSCA

SMS service center address（短消息中心地址）

AT+CSCB

Select cell broadcast messages（选择蜂窝广播消息）

AT+CSMP

Set SMS text mode parameters（设置短消息文本模式参数）

AT+CSMS

Select Message Service（选择短消息服务）

表一：相关的GSM AT指令

　　 我现在以实例来说明这些指令的使用方法：

　　 先用手机数据线将手机连接到电脑串口，并将串口的波特率设置为19200,可以开始了。

　　 1、首先测试你的连接及手机是否支持AT指令，请在你的串口调试程序中输入：

　　 AT＜回车＞

　　 屏幕上返回"OK"表明计算机与手机连接正常，那样我们就可以进行其它的AT指令测试了

　　 2、设置短信发送格式

　　 AT+CMGF=1＜回车＞

　　 屏幕上返回"OK"表明现在短信的发送方式为PDU方式，如果是设置为TEXT方式，则，AT+CMGF=0＜回车＞

　　 3、 发送短信

　　 发送内容及手要号仍旧同上面在编码中的一样，编码后，得到要发送的数据如下

0891683108705505F011000D91683117352446F2000800124F60597D002C00480065006C006C006F0021

　　 我们用如下指令来发送

　　 AT+CMGS=33＜回车＞

　　 如果返回"＞",就把上面编码数据输入，并以CTRL+Z结尾，稍等一下，你就可以看到返回OK啦。

　　 说明一下，为什么AT+CMGS=33呢，是这样得来的：

11000D91683117352446F2000800124F60597D002C00480065006C006C006F0021

　　 这一段字符串的长度除以2得到的结果，上面的字符串，短信中心号加上短信内容得到的，怎么得到的，请回顾一下解码部份

　　 在我们前面的讨论中，一条完整的短信发送，只要执行三条AT指令，AT、AT+CMGS=？、AT+CMGS=？就可以了。由于篇幅，我只能在这里提到这么多，大家要是想了解更多，可以向各手机厂商索取AT指令白皮书，里面很详细的。

　　 上面讲到的，只能为我们实际中作准备，我们还必须要一个发送途径，根据我们的需要，我们选择投资最少，实现比较方便的串口通信。注意，串口通过数据线跟手机相连，用AT指令来实现发送短信，在我们选择数据线时，建议购买原厂所配，非原厂所配，在使用过程中，经常出现一些莫明其妙的问题，比如，手机屏幕黑了，手机老是提示电池电量不足之类的。

串口通信

　　 在C#中要实现串口通信，很多人都不知所措，在论坛上经常可以看到"怎么用MSCOMM实现串口通信"、"怎样能过串口与设备相连"诸如此类的问题。其实国外的网友早就把这些列入FAQ中了。

　　 通常，在C#中实现串口通信，我们有四种方法：

　　 第一：通过MSCOMM控件这是最简单的，最方便的方法。可功能上很难做到控制自如，同时这个控件并不是系统本身所带，所以还得注册，不在本文讨论范围。可以访问http://www.devhood.com/tutorials/tutorial_details.aspx?tutorial_id=320 ，一个国外网友的写的教程，作者很热心，我曾有发邮件给他，很快就回复了。

　　 第二：微软在.NET新推出了一个串口控件，基于.NET的P/Invoke调用方法实现，详细的大家可以访问微软网站http://msdn.microsoft.com/msdnmag/issues/02/10/NETSerialComm/default.aspx，方便得到更多资料。

　　 第三：就是用第三方控件啦，可一般都要付费的，不太合实际，不作考虑

　　 第四：自己用API写串口通信，这样难度高点，但对于我们来说，可以方便实现自己想要的各种功能

　　 在本文，我们采用第四种方法来实现串口通信，不过不是自己写，用一个国外网友现成的已经封装好的类库，不过功能简单点，相对我们来说已经够用了。

　　 在整个终端短信的操作过程中，与串口的通信，只用到了四个功能，打开、写、读、关闭串口。下面是类库对这四个功能的定义：

　　 打开串口：

　　 函数原型：public void Open()

　　 说明：打开事先设置好的端口

　　 示例：

using JustinIO;

static JustinIO.CommPort ss_port = new JustinIO.CommPort();
ss_port.PortNum = COM1; //端口号
ss_port.BaudRate = 19200; //串口通信波特率
ss_port.ByteSize = 8; //数据位
ss_port.Parity = 0; //奇偶校验
ss_port.StopBits = 1;//停止位
ss_port.ReadTimeout = 1000; //读超时
try
{
　 if (ss_port.Opened)
　 {
　　 ss_port.Close();
　　 ss_port.Open(); //打开串口
　 }
　 else
　 {
　　 ss_port.Open();//打开串口
　 }
　 return true;
}
catch(Exception e)
{
　 MessageBox.Show("错误：" + e.Message);
　 return false;
}

　　 写串口：

　　 函数原型：public void Write(byte[] WriteBytes)

　　 WriteBytes 就是你的写入的字节，注意，字符串要转换成字节数组才能进行通信

　　 示例：

ss_port.Write(Encoding.ASCII.GetBytes("AT+CGMI/r")); //获取手机品牌

　　 读串口：

　　 函数原型：public byte[] Read(int NumBytes)

　　 NumBytes 读入缓存数，注意读取来的是字节数组，要实际应用中要进行字符转换

　　 示例：

string response = Encoding.ASCII.GetString(ss_port.Read(128)); //读取128个字节缓存

　　 关闭串口：

　　 函数原型：ss_port.Close()

　　 示例：

ss_port.Close();

　　 由于篇幅，以及串口通信涉及内容广泛，我在这里只讲这些。

　　 在上面我们已经把终端短信所需的各种原始技术有所了解，是可以小试牛刀的时候了。

实践篇

　　 在整个开始的时候，你要准备以下软硬件：

　　　 硬件：西门子3508或C35系列手机一个
　　　 西门子手机通信数据线一条
　　　 软件：VS.NET（C#）
　　　 短信编码类库（PDUdecoding.cs）
　　　 串口通信类库（JustinIO.cs）

　　 当所要求的软硬件都准备好后，我们就可以正式开始了。下面以我自己的测试用例为大家详细介绍。

　　 做什么事情都应该有计划，虽然我们的测试用例很简单，但还是画个简单的流程图：



　　 有了流程图，还只是明白了程序怎么运行，再看看界面，会让你更心动的了。


图二、短信终端C#版界面图

　　 再不开始，就有人骂我了。下在我讲的开发环境是在VS.NET(C#)中。COME GO,GO…

　　 步骤一、打开VS.NET，新建项目-＞Visual C#项目-＞Windows应用程序，名称中输入你的工程名就行啦，我的是smsForCsharp

　　 步骤二、参照上面的界面图，设计你的程序界面,下面是我程序中各控件的主要属性

控件名称

控件Name属性

说明

TextBox

targetNumber

接收手机号码

TextBox

CenterNumber

短信中心号

TextBox

smsState

发送短信后，返回的信息。注意设置控件为多行

TextBox

smsContent

短信内容，同样，注意设置为多行

ComboBox

ConnectPort

连接手机的端口，例：COM1/COM2

ComboBox

ConnectBaudRate

串口连接的波特率，在串口通信中很重要的

Button

btnSend

发送按钮

Button

btnConnect

连接按钮，主要用于程序的初始化

Button

btnExit

退出按钮

　　 步骤三、将PDUdecoding.cs与JustinIO.cs拷入刚刚新建工程目录，并打开解决方案资源管理器，右键添加现有项，选中两个文件就行了，这里再打开类视图，里面是不是多了两个类，JustinIO与SMS类啊，如图三，要是没有，那你再试。


图三，添加类后的类视图

　　 步骤四、引用命名空间，用代码查看方式打开Form1.cs(这里以我电脑为准，如果你自己更改过，请以你电脑为准)，在代码前面加上

using JustinIO;
using SMS;
using System.IO;
using System.Text;

　　 步骤五、在smsFormCsharp类中，添加两个字段ss_port、sms，分别为JustinIO及SMS的对象,如下



　　 步骤六、添加串口初始化代码,如下:

/// ＜summary＞
/// 初始化串口
/// ＜/summary＞
public bool InitCom(string m_port, int m_baudrate)
{
　 ss_port.PortNum = m_port;//串口号
　 ss_port.BaudRate = m_baudrate;//波特率
　 ss_port.ByteSize = 8;//数据位
　 ss_port.Parity = 0;//
　 ss_port.StopBits = 1;//停止位
　 ss_port.ReadTimeout = 1000;//读超时
　 try
　 {
　　 if (ss_port.Opened)
　　 {
　　　 ss_port.Close();
　　　 ss_port.Open();
　　 }
　　 else
　　 {
　　　 ss_port.Open();//打开串口
　　 }
　　 return true;
　 }
　 catch(Exception e)
　 {
　　 MessageBox.Show("错误：" + e.Message);
　　 return false;
　 }
}

　　 将上述代码直接拷入你的程序中，并确保添加在Main主函数的后面，按F5,调试应该没什么问题，不过上面还没有实际任何看得见的功能，仅仅是打开了串口而以。

　　 步骤七、打开串口后，我们就应该初始化程序，取得手机的名牌，型号，以及短信中心号，双击连接按钮，并把下面代码拷入程序中：

/// ＜summary＞
/// 初始化代码，并获取手机相关信息
/// ＜/summary＞
/// ＜param name="sender"＞＜/param＞
/// ＜param name="e"＞＜/param＞
private void btnConnect_Click(object sender, System.EventArgs e)
{
　 bool opened = InitCom(ConnectPort.SelectedItem.ToString(),Convert.ToInt32(ConnectBaudRate.SelectedItem.ToString()));//打开并初始化串口
　 bool Connected = false;
　 if (opened)
　 {
　　 ss_port.Write(Encoding.ASCII.GetBytes("AT+CGMI/r")); //获取手机品牌
　　 string response = Encoding.ASCII.GetString(ss_port.Read(128));
　　 if (response.Length ＞ 0)
　　 {
　　　 ConnectState.Text = response.Substring(10,7);
　　　 Connected = true;
　　 }
　　 else
　　 {
　　　 ConnectState.Text = "与手机连接不成功";
　　　 Connected = false;
　　 }
　　 ss_port.Write(Encoding.ASCII.GetBytes("AT+CGMM/r"));//获取手机型号
　　 response = Encoding.ASCII.GetString(ss_port.Read(128));
　　 if(response.Length ＞ 0)
　　 {
　　　 ConnectState.Text =ConnectState.Text+ " " + response.Substring(10,5) + " 连接中......";
　　　 Connected = true;
　　 }
　　 else
　　 {
　　　 ConnectState.Text = "与手机连接不成功";
　　　 Connected = false;
　　 }
　　 ss_port.Write(Encoding.ASCII.GetBytes("AT+CSCA?/r"));//获取手机短信中心号
　　 response = Encoding.ASCII.GetString(ss_port.Read(128));
　　 if(response.Length ＞ 0)
　　 {
　　　 CenterNumber.Text = response.Substring(20,13);
　　　 Connected = true;
　　 }
　　 else
　　 {
　　　 Connected = false;
　　 }
　　 if (Connected == true)
　　 {
　　　 btnConnect.Enabled = false;
　　　 btnSend.Enabled = true;
　　 }
　　 else
　　 {
　　　 btnConnect.Enabled = true;
　　　 btnSend.Enabled = false;
　　 }
　 }
}

　　 到这里，你可以按F5,编译调试，通过，在确保你的手机与电脑连接正常下，点击连接按钮看看，是不是像我的一样,手机型号及短信中心号者正常显示出来了。


图四、连接后程序界面

　　 步骤八、看到上在的结果，是不是感觉到离成功发送短信很近啦，看这么长的文章，费了大家不少时间，再不亮出发短信部份，对不起大家了。

　　 双击发送按钮，将下面代码拷入程序中。

/// ＜summary＞
/// 发送短信
/// ＜/summary＞
/// ＜param name="sender"＞＜/param＞
/// ＜param name="e"＞＜/param＞
private void btnSend_Click(object sender, System.EventArgs e)
{
　 string decodedSMS = sms.smsDecodedsms(CenterNumber.Text,targetNumber.Text,smsContent.Text);
　 byte[] buf =Encoding.ASCII.GetBytes(String.Format("AT+CMGS={0}/r",sms.nLength));
　 ss_port.Write(buf);
　 string response = Encoding.ASCII.GetString(ss_port.Read(128));
　 string SendState = "";
　 if( response.Length ＞ 0 && response.EndsWith("＞ "))
　 {
　　 ss_port.Write(Encoding.ASCII.GetBytes(String.Format("{0}/x01a",decodedSMS)));
　　 SendState = "发送成功!";
　 }
　 else
　 {
　　 SendState = "发送失败";
　 }

　 string Result = String.Format("{0},{1},{2}，/n/r",targetNumber.Text,smsContent.Text,SendState);
　 smsState.Text += Result;
}

　　 快按F5吧!神啊，快通过吧！不用求神了，已经通过了，现在你就可以发短信了，请确保手机可以正常连接电脑。按连接，然后填入你要的发送的目标手机号，并在内容中添入你要发送的内容，发送吧！成功了！成功了是这样子的！看你的跟我的一样吗？


图五、发送成功

　　 还有一些事 不要忘了，记得添加退出代码。双击退出，添加下面代码:

/// ＜summary＞
/// 关闭串口，退出程序
/// ＜/summary＞
/// ＜param name="sender"＞＜/param＞
/// ＜param name="e"＞＜/param＞
private void btnExit_Click(object sender, System.EventArgs e)
{
　 ss_port.Close();
　 Application.Exit();
}

　　 到这里都告一个段落了，所有的功能都完成了！不过由于这仅仅是一个演示用例，还有很多没有考虑，像串口通信中的，在实际操作不可这样操作的，应该用多线程来处理，一个专门用来读串口，一个专门用来写串口。还有程序中很多防出错代码没有添加进去，希望有心有朋友添加，并公布出来，这也是我写这篇文章希望看到的结果。请勿将本程序直接用于实际中，真诚提醒你！

　　 终于写完了，我也放松了许多，本来很早就应该完成了，因为一些个人原因，没有及时写完，向那些曾经问过我相关问题，没有及时回复的朋友，抱歉一声，希望你们继续支持我！

调试环境 ：

　　 Windows 2000 Professional、Visual Studio.NET、西门子3508手机、西门子专用数据线。
常见问题 ：

　　 第一， 手机品牌，因为不同产商的手机，对AT指令的支持不同，所以请选择适合你手机AT指令，像NOKIA的就只能用TEXT模式的AT指令。

　　 第二， 数据线，问题出得最多的地方也就是数据，如果接上数据线后，你的手机显示为黑屏，建议你换数据线。

　　 第三， 手机SIM卡上的短信中心号设置，请确保在你的手机上可以发送短信。

　　 第四， 请你先用串口调试工具调试手机与电脑的连接，这样对你整个工作都是一个保证。