VC++下应用AT命令对短信息的编程

 

　　前面数次连载我们以较长的篇幅讲解了串口通信的硬件原理、DOS平台控制以及基于WIN32 API、控件和第三方类的串口编程。作为本系列文章的最后一次连载，本章将给出一个典型的应用实例：西门子短信服务模块TC35的串口控制。

　　1.短信控制终端

　　作为短信 (Short Message Service，SMS)一族，想必你有这样的体会：用手机编辑短信息十分不便、容易出错，而且修改费时，若能用计算机来收发短信则方便许多。注意，本文所说的用计算机收发短信并不是说通过"网易短信王"等方式在Internet上收发短信，而是直接用计算机控制运行了GSM通信系统的短信终端进行收发，因而其收发短信的原理与手机是本质相同的。

　　实际上，一大堆的垃圾短信也是采用这种短信终端发出来的！

　　我们来介绍一款GSM模块，它就是西门子公司的TC35，它由GSM基带处理器、电源专用集成电路、射频电路和闪速存储器等部分组成，负责处理GSM蜂窝设备中的音频、数据和信号，内嵌的软件部分执行应用接口和所有GSM协议栈的功能。TC35支持中文短信息，工作在EGSM900和GSM1800双频段，电源范围为3.3~5.5V，可传输语音和数据信号，消耗功率在EGSM900(4类)和GSM1800(1类)分别为2W和1W，通过接口连接器和天线连接器分别连接SIM卡读卡器和天线。TC35的数据接口(CMOS电平)通过AT命令可双向传输指令和数据，可选波特率为300bit/s~115kbit/s，自动波特率为1.2k~115kbit/s。它支持文本和PDU格式的，可通过AT命令或关断信号实现重启和故障恢复。

　　我们需要利用以TC35模块为主的硬件组成一个TC35终端设备，并与电脑通过RS-232C串口相连，并自行编制在PC上运行的短信息收发软件，就可以组成一个短信收发系统。TC35终端电路如下图所示：

 

 

TC35的控制主要包含如下几类指令：

　　（1）初始化指令

　　设置短消息发送格式AT+CMGF=1<CR>，设置1代表PDU模式，<CR>是回车符号，也就是0x0d，指令正确则模块返回<CRLF>OK<CRLF>，<CRLF>是回车换行符号。

　　（2）设置/读取短消息中心

　　短消息中心号码由移动运营商提供。

　　设置短消息中心的指令格式为：

　　AT+CSCA=″[phone]″(短消息中心)<CR>

　　设置正确则模块返回<CRLF>OK<CRLF>。

　　读取短消息服务中心则使用命令：

　　AT+CSCA=?<CR>

　　TC35模块应该返回：

　　<CRLF>+CSCA:″8613800531500″<CRLF>。

　　（3）设置短消息到达自动提示

　　设置短消息到达自动提示的指令格式为：

　　AT+CNMI=1,1,0,0,1<CR>

　　设置正确则TC35模块返回：

　　<CRLF>OK<CRLF>。

　　设置此命令可使模块在短消息到达后向串口发送指令：

　　<CRLF>+CMTI:″SM″,INDEX(信息存储位置)<CRLF>。

　　通过TC35发送短消息的方法为：

　　PC上的控制软件按照PDU的格式发送和接收数据，短消息的内容可以是中文或者其他字符。在PDU模式，如果发送短消息，则首先发送短消息数据的长度：

　　AT+CMGS=<length><CR>

　　等待TC35模块返回ASCII字符">"，则可以将PDU数据输入，PDU数据以<Z>(也就是0x1a)作为结束符。短消息发送成功，模块返回：

　　<CRLF>OK<CRLF>

 

通过TC35接收短消息的方法为：

　　短消息到来后，串口上会接收到指令

　　<CRLF>+CMTI:″SM″,INDEX(信息存储位置)<CRLF>

　　PC上的控制软件通过读取PDU数据的AT命令

　　AT+CMGR=INDEX<CRLF>

　　将TC35模块中PDU格式的短消息内容读出。如果用+CMGL代替+CMGR，则可一次性读出全部短消息。

　　通过TC35删除短消息的方法为：

　　PC上的控制软件收到一条短消息并处理后，需要将其在SIM卡上删除，以防止SIM卡饱和。删除短消息的指令为：

　　AT+CMGD=INDEX<CR>

　　删除后模块返回

　　<CRLF>OK<CRLF>

　　2.程序实例

　　由于本文的宗旨在于讲解串口通信，因此，我们屏蔽图形用户界面的细节，制作一个简单的短信收发软件，它包含了控制短信终端的所有串口通信内容。实际上，一个理想的短信收发软件的界面应类似于Outlook或Foxmail，包含收件箱、发件箱、已发送短信箱等内容，但是这些东西都与我们要介绍的串口通信无关，因此，下面的软件界面虽"败絮其外"，但仍可称得上"金玉其中"：

　　关于界面上控件的描述如下：

BEGIN
　EDITTEXT IDC_SMSCONTENT_EDIT,39,61,242,38,ES_AUTOHSCROLL
　PUSHBUTTON "发送",IDC_SEND_BUTTON,316,80,45,18
　GROUPBOX "接收短消息",IDC_STATIC,28,124,361,167
　LTEXT "对方手机号",IDC_STATIC,41,35,42,11
　EDITTEXT IDC_PHONENUM_EDIT,88,30,192,17,ES_AUTOHSCROLL
　PUSHBUTTON "清除",IDC_CLEAR_BUTTON,316,30,45,18
　GROUPBOX "发送短消息",IDC_STATIC,29,19,361,95
　LISTBOX IDC_RECVSMS_LIST,43,137,331,127,LBS_SORT |
　LBS_NOINTEGRALHEIGHT | WS_VSCROLL | WS_TABSTOP
　PUSHBUTTON "接收",IDC_RECV_BUTTON,77,269,55,16
　PUSHBUTTON "清空",IDC_DELETEALL_BUTTON,273,268,45,14
END

对话框类的消息映射为：

BEGIN_MESSAGE_MAP(CSMSControlDlg, CDialog)
//{{AFX_MSG_MAP(CSMSControlDlg)
　ON_WM_SYSCOMMAND()
　ON_WM_PAINT()
　ON_WM_QUERYDRAGICON()
　ON_BN_CLICKED(IDC_CLEAR_BUTTON, OnClearButton)
　ON_BN_CLICKED(IDC_SEND_BUTTON, OnSendButton)
　ON_BN_CLICKED(IDC_RECV_BUTTON, OnRecvButton)
　ON_BN_CLICKED(IDC_DELETEALL_BUTTON, OnDeleteallButton)
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP()

　　感谢《通过串口收发短消息》一文的作者bhw98，他为我们编写了数个独立于操作系统平台的C函数，使得我们可以在应用程序中直接对这些函数进行调用。在本控制软件中，也对这些函数进行了充分利用。

　　下面是对本例程软件的主要数据结构和核心函数的介绍：

　　数据结构

// 用户信息编码方式
#define GSM_7BIT 0
#define GSM_8BIT 4
#define GSM_UCS2 8
// 短消息参数结构，编码/解码共用
// 其中，字符串以0结尾
typedef struct
{
　char SCA[16]; //短消息服务中心号码(SMSC地址)
　char TPA[16]; //目标号码或回复号码(TP-DA或TP-RA)
　char TP_PID; //用户信息协议标识(TP-PID)
　char TP_DCS; //用户信息编码方式(TP-DCS)
　char TP_SCTS[16]; //服务时间戳字符串(TP_SCTS),接收时用到
　char TP_UD[161]; //原始用户信息(编码前或解码后的TP-UD)
　char index; //短消息序号，在读取时用到
} SM_PARAM;

　　发送短消息

　　发送按钮对应的函数为CSMSControlDlg::OnSendButton，它读取用户输出并根据目标电话号码和短信息内容形成SM_PARAM(源PDU参数)的内容，接着进行发送：

 

void CSMSControlDlg::OnSendButton()
{
　// TODO: Add your control notification handler code here
　//获得用户输入
　CString desPhoneNum;
　CString smsContent;
　GetDlgItemText(IDC_PHONENUM_EDIT,desPhoneNum);
　GetDlgItemText(IDC_SMSCONTENT_EDIT,smsContent);
　//填充SM_PARAM结构体内容
　SM_PARAM smParam;
　smParam = CreateSMPARAMStruct(desPhoneNum,smsContent);
　//发送短信息
　gsmSendMessage(smParam);
}

　　其中调用的gsmSendMessage函数体现了串口通信的核心内容，它按照第1节阐述的GSM模块发送短消息的串口控制流程进行短信的发送：

BOOL gsmSendMessage(const SM_PARAM *pSrc // pSrc:源PDU参数指针)
{
　int nPduLength; // PDU串长度
　unsigned char nSmscLength; // SMSC串长度
　int nLength; //串口收到的数据长度
　char cmd[16]; //命令串
　char pdu[512]; // PDU串
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　char ans[128]; //应答串
　nPduLength = gsmEncodePdu(pSrc, pdu); //根据PDU参数，编码PDU串
　strcat(pdu, "x01a"); //以Ctrl-Z结束
　gsmString2Bytes(pdu, &nSmscLength, 2); //取PDU串中的SMSC信息长度
　nSmscLength++; //加上长度字节本身
　//命令中的长度，不包括SMSC信息长度，以数据字节计
　sprintf(cmd, "AT+CMGS=%d
", nPduLength / 2-nSmscLength); // 生成命令
　WriteComm(cmd, strlen(cmd)); //先输出命令串
　nLength = ReadComm(ans, 128); //读应答数据
　
　//根据能否找到"
> "决定成功与否
　if (nLength == 4 && strncmp(ans, "
> ", 4) == 0)
　{
　　WriteComm(pdu, strlen(pdu)); //得到肯定回答，继续输出PDU串
　　nLength = ReadComm(ans, 128); //读应答数据
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　//根据能否找到"+CMS ERROR"决定成功与否
　　if (nLength > 0 && strncmp(ans, "+CMS ERROR", 10) != 0)
　　{
　　　return TRUE;
　　}
　}
　return FALSE;
}

 

读取短消息

　　点击"接收"按钮会通过gsmReadMessage函数的调用获得所有短消息，最后在列表控件中显示所有短信：

void CSMSControlDlg::OnRecvButton()
{
　// TODO: Add your control notification handler code here
　SM_PARAM smParam[100];//短信缓冲区
　int smsNum;//短信条数
　smsNum = gsmReadMessage(smParam);//读取短信
　//显示短信
　for(int i=0;i<smsNum;i++)
　{
　　m_recvlist.AddString(CString(smsNum[i].TPA)+smsNum[i].TP_UD);
　}
}

　　其中调用的gsmReadMessage函数完成最核心的短信接收功能，它按照第1节阐述的GSM模块接收短消息的串口控制流程进行短信的接收：

// 参数：pMsg短消息缓冲区，必须足够大
// 返回：短消息条数
int gsmReadMessage(SM_PARAM* pMsg)
{
　int nLength; //串口收到的数据长度
　int nMsg; //短消息计数值
　char* ptr; //内部用的数据指针
　char cmd[16]; //命令串
　char ans[1024]; //应答串
　nMsg = 0;
　ptr = ans;
　sprintf(cmd, "AT+CMGL
"); // 生成命令，用+CMGL可一次性读出全部短消息
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　WriteComm(cmd, strlen(cmd)); //输出命令串
　nLength = ReadComm(ans, 1024); //读应答数据
　//根据能否找到"+CMS ERROR"决定成功与否
　if(nLength > 0 && strncmp(ans, "+CMS ERROR", 10) != 0)
　{
　　//循环读取每一条短消息,以"+CMGL:"开头
　　while((ptr = strstr(ptr, "+CMGL:")) != NULL)
　　{
　　　ptr += 6; //跳过"+CMGL:"
　　　sscanf(ptr, "%d", &pMsg->index); //读取序号
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　ptr = strstr(ptr, "
"); // 找下一行
　　　ptr += 2; //跳过"
"
　　　gsmDecodePdu(ptr, pMsg); // PDU串解码
　　　pMsg++; //准备读下一条短消息
　　　nMsg++; //短消息计数加1
　　}
　}
　　return nMsg;
}

删除短消息

　　我们可以在读取完所有短信息后调用gsmDeleteMessage函数在GSM模块上删除那些已经被接收到PC上的短信息，它按照第1节阐述的GSM模块删除短消息的串口控制流程进行短信的删除：

// index: 短消息序号，从1开始
BOOL gsmDeleteMessage(const int index)
{
　int nLength; //串口收到的数据长度
　char cmd[16]; //命令串
　char ans[128]; //应答串
　sprintf(cmd, "AT+CMGD=%d
", index); // 生成命令
　//输出命令串
　WriteComm(cmd, strlen(cmd));
　//读应答数据
　nLength = ReadComm(ans, 128);
　//根据能否找到"+CMS ERROR"决定成功与否
　if (nLength > 0 && strncmp(ans, "+CMS ERROR", 10) != 0)
　{
　　return TRUE;
　}
　return FALSE;
}

　　在PC控制软件的短信列表框中删除所有短消息的"清空"按钮函数为：

void CSMSControlDlg::OnDeleteallButton()
{
　// TODO: Add your control notification handler code here
　m_recvlist.ResetContent();
}

　　设置/读/写串口

　　在应用程序启动与退出及gsmSendMessage、gsmReadMessage和gsmDeleteMessage函数中广泛使用的串口相关函数用WIN32 API实现：

// 串口设备句柄
HANDLE hComm;
// 打开串口
// pPort: 串口名称或设备路径，可用"COM1"或"\.COM1"两种方式，建议用后者
// nBaudRate: 波特率
// nParity: 奇偶校验
// nByteSize: 数据字节宽度
// nStopBits: 停止位
BOOL OpenComm(const char *pPort, int nBaudRate, int nParity, int nByteSize, int
nStopBits)
{
　DCB dcb; //串口控制块
　COMMTIMEOUTS timeouts =
　{
　　//串口超时控制参数
　　100, //读字符间隔超时时间: 100 ms
　　1, //读操作时每字符的时间: 1 ms (n个字符总共为n ms)
　　500, //基本的(额外的)读超时时间: 500 ms
　　1, //写操作时每字符的时间: 1 ms (n个字符总共为n ms)
　　100
　}; //基本的(额外的)写超时时间: 100 ms
　hComm = CreateFile(pPort, //串口名称或设备路径
　　GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, //读写方式
　　0, //共享方式：独占
　　NULL, //默认的安全描述符
　　OPEN_EXISTING, //创建方式
　　0, //不需设置文件属性
　　NULL); //不需参照模板文件
　if (hComm == INVALID_HANDLE_VALUE)
　　return FALSE;
　//打开串口失败
　GetCommState(hComm, &dcb); //取DCB
　dcb.BaudRate = nBaudRate;
　dcb.ByteSize = nByteSize;
　dcb.Parity = nParity;
　dcb.StopBits = nStopBits;
　SetCommState(hComm, &dcb); //设置DCB
　
　SetupComm(hComm, 4096, 1024); //设置输入输出缓冲区大小
　SetCommTimeouts(hComm, &timeouts); //设置超时
　return TRUE;
}
// 关闭串口
BOOL CloseComm()
{
　return CloseHandle(hComm);
}
// 写串口
// pData: 待写的数据缓冲区指针
// nLength: 待写的数据长度
void WriteComm(void *pData, int nLength)
{
　DWORD dwNumWrite; //串口发出的数据长度
　WriteFile(hComm, pData, (DWORD)nLength, &dwNumWrite, NULL);
}
// 读串口
// pData: 待读的数据缓冲区指针
// nLength: 待读的最大数据长度
// 返回:实际读入的数据长度
int ReadComm(void *pData, int nLength)
{
　DWORD dwNumRead; //串口收到的数据长度
　ReadFile(hComm, pData, (DWORD)nLength, &dwNumRead, NULL);
　return (int)dwNumRead;
}

　　编/解码GSM短消息

　　陷于本文的篇幅，这里只给出编解码函数的原型，具体请参看GSM标准及《通过串口收发短消息》一文。

// UCS2编码返回:目标编码串长度
int gsmEncodeUcs2(const char *pSrc, // 源字符串指针
　unsigned char *pDst, // pDst:目标编码串指针
　int nSrcLength // nSrcLength:源字符串长度
);
// UCS2解码返回:目标字符串长度
int gsmDecodeUcs2(const unsigned char *pSrc, //源编码串指针
char *pDst, // pDst: 目标字符串指针
int nSrcLength // nSrcLength: 源编码串长度
);
//可打印字符串转换为字节数据返回:目标数据长度
//如："C8329BFD0E01" --> {0xC8, 0x32, 0x9B, 0xFD, 0x0E, 0x01}
int gsmString2Bytes(const char *pSrc, // pSrc: 源字符串指针
unsigned char *pDst, // pDst: 目标数据指针
int nSrcLength // nSrcLength: 源字符串长度
);
// 字节数据转换为可打印字符串返回:目标字符串长度
// 如：{0xC8, 0x32, 0x9B, 0xFD, 0x0E, 0x01} --> "C8329BFD0E01"
int gsmBytes2String(const unsigned char *pSrc, // pSrc: 源数据指针
char *pDst, // pDst: 目标字符串指针
int nSrcLength // nSrcLength: 源数据长度
);

　　3.总结

　　串口编程的核心在于串口通信方式（发送、接收和握手）的控制，而具体的应用领域反而是次要的。掌握了根本的原理，就可以灵活地将其应用于任意领域，综合实例中的例子"短信控制终端"只是冰山一角。