（光学工程专业论文）smsmms在无线远程监控系统的应用.pdf

摘要 摘要 随着无线通信技术的迅速发展，以g s m 、g p r s 为代表的第2 代、2 5 代移 动通信技术已逐渐趋于成熟，同时第3 代移动通信技术在中国也即将开始运营。 s m s ( s h o r tm e s s a g i n gs e r v i c e ) 删s ( m u l t i m e d i am e s s a g i n gs e r v i c e ) 已经开始 应用到无线远程监控系统。它利用现有的中国移动网络，以其低廉的价格、广泛 的覆盖范围和良好的通用性，在远程监控领域有着很好的发展前景。 本论文是a t m 机图像监控系统的一部分，主要任务是设计出以s m s 删s 为报 警消息的监控系统，以达到无人监控，但客户端又能够迅速做出反应的安防效果。 s m s 删s 是基于电信系统的数据传输协议，内部集成了多个专用和通用的协议和 技术。在嵌入式系统下实现s m s 删s 收发的关键技术是把s m s 删s 协议进行研究， 整理出每个字节的发送顺序和交互过程，然后在嵌入式系统中等效实现。 本文以此为出发点主要完成了如下工作： l 、在分析无线远程监控技术原理和s m s m m s 技术发展和现状的基础上，提 出了基于s m s 删s 的无线远程监控系统的总体方案。 2 、深入分析和研究了短信、彩信的结构、发送流程和封装，了解发送p d u 协议数据单元的细节和过程。 3 、根据图像监控的要求，完成了基于c m o s 图像传感器和d s p 数据处理器的 无线远程监控系统硬件电路，并进行了初步调试。 4 、完成了p c 机上w i n d o w s 系统v c + + 6 0 环境下通过m s c o m i d 控件实现短信 的收发程序的编制和调试；完成了p c 机上直接读写r s 2 3 2 串行端口实现 短信收发程序的编制和调试；为嵌入式系统下通过控制t m s 3 2 0 v c 5 5 0 2 的u a r t 的短信收发奠定了基础。 关键词：s m s 姗s 无线远程监控r s 2 3 2 嵌入式系统u a r t a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y , t h e2a n d 2 5g e n e r a t i o nm o b i l ec o m m u n i c a t i o n ，w h i c ht a k eg s m a n dg p r sa sr e p r e s e n t a t i v e s r e s p e c t i v e l y , h a v et r e n d e d t om a t u r eg r a d u a l l y a n dt h e3g e n e r a t i o nt e c h n o l o g yw i j j a l s ob er e a d yt oi m p l e m e n t s m s m m sh a v eb e e na p p l i e di nw i r e l e s sr e m o t e m o n i t o r s v s t e m u s i n gt h ee x i s t i n gc h i n am o b i l e ，i th a sag o o df u t u r ei nr e m o t em o n i t o r f i e i d b yi t si n e x p e n s i v ep r i c e ，w i d e s p r e a dc o v e rs c o p ea n dg o o d v e r s a t i l e t h i sp a p e ri sap a r to fi m a g em o n i t o r i n gs y s t e mf o ra t m i t sm a i nt a s ki s t o d e s i g nam o n i t o r i n gs y s t e m ，w h i c hg i v e sa na l a r mm e s s a g eb ys m s m m s i no r d e rt o a c h i e v eas a f es i t u a t i o nt h a tn o b o d ym o n i t o r i n g ，b u tt h ec l i e n tr e s p o n d i n gt og u a r d a g a i n s tt h ee m e r g e n c yr a p i d l y s m s m m s a r ed a t at r a n s m i s s i o np r o t o c o l s ，w h i c h b a s e d0 nt e l e c o ms y s t e m t h e yh a v ei n t e g r a t e ds e v e r a li n t e r n a ls p e c i a la n d u n i v e r s a i p r o t o c o l sa n dt e c h n o l o g y t h ek e yt e c h n o l o g yt or e c e i v ea n d t r a n s m i ts m s m m si n e m b e d d e ds y s t e mi st h a tr e s e a r c h i n gs m s m m s p r o t o c o l ，g e t t i n gt h et r a n s m i t t i n g o r d e ra n di n t e r a c t i v ep r o c e s so fe a c hb y t ea n dt h e na c h i e v i n gi ne m b e d d e ds y s t e m e q u i v a l e n t l y m a j o rw o r ko f t h i sd i s s e r t a t i o n ： 1 b a s e do nt h ep r i n c i p l eo fw i r e l e s s r e m o t em o n i t o r i n gt e c h n o l o g ya n d s m s m m s d e v e l o p m e n tp r e s e n ts i t u a t i o n ，a m a i ns c h e m eo fw i r e l e s s r e m o t em o n i t o r i n gs y s t e mb a s e do ns m s m m s h a sb e e np r o p o s e d 2 a n a l y s i n ga n dr e s e a r c h i n gt h es t r u c t u r e s ，s e n d i n gp r o c e s sa n de n c a p s u i a t l o n o fs m sa n dm m s ，t h ed e t a i la n dp r o c e s so fs e n d i n gp d u h a v eb e e nk n o w n 3 a c c o r d i n g t o i m a g em o n i t o r i n g ，w i r e l e s s r e m o t em o n i t o r i n gs y s t e ms h a r d w 踟ec i r c u i tb a s e do nc m o si m a g es e n s o ra n dd s pd a t ap r o c e s s i n g s e n s o rh a sb e e nd o n e 4 s m s ，s e n d i n ga n dr e c e i v i n gp r o g r a m m e d a n dd e b u g g e di n w i n d o w s v c 抖6 0b ym s c o m mi np ch a v eb e e nc o m p l e t e d s m s s e n d i n ga n d r e c e i v i n gp r o g r a m m e da n dd e b u g g e db yc o n t r o l l i n gr s 2 3 2 s e r i a lp o r ti np c h a v e b e e nc o m p l e t e dt o o i t e s t a b l i s h e saf o u n d a t i o nt o c o n t r o l t m s 3 2 0 v c 5 5 0 2u a r tt or e c e i v ea n ds e n ds m si n e m b e d d e ds y s t e m - i i a b s t r a c t k e yw o r d s ：s m s m m s ，w i r e l e s sr e m o t em o n i t o r i n g ，r s 2 3 2 ，e m b e d e ds y s t e m ， u a i u u i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得丞洼太堂或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：冲窀各殳 签字日期：加7 年2 ，月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解云洼太堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权丞洼太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 乙 月千z 成 年 专唧 名 期 签 日 师 字 导 签叉日 亟乙 - 砀 月 审_ 氰 年 签可， 糍 岬 作 ： 文 期 论 日 倒 字 学 整 第一章绪论 第一章绪论 1 1 课题的研究背景 1 1 1 有线监控和无线监控 监控系统允许用户从一个或多个远程设备实时收集数据或发送控制命令给 这些设备。一般情况下，用户无须照看这些远程设备，远程设备的距离可以从数 米至数千公里，又称监视控制和数据采集系统。监控系统按数据传输媒介的不同 分为有线系统和无线系统【l j 。有线监控的优势在于数据传输的可靠性，但大容量 系统初始投资费用一般比较昂贵，线路容易遭到人为破坏。有线通信方式只适应 于小区域、短距离的监控系统，并且对监控环境要求比较高，对大城市的全局监 控管理采用有线通信方式几乎是不可能的，可以想象在一个大城市里布放一套监 控传输通信网络将是一件费钱费力费时的事情，其布局固定性无法解决城市布局 迅速发展变化的要求。对于许多监控现场，由于需要监控的区域广、监控的对象 种类繁多，因而需要花费大量的人力、物力和财力进行设备的维护。而且还存在 着某些容易发生突发性事件的领域，如容易发生火灾和洪灾的场所，由于这些事 件发生的概率相对较小，且具有随机性和不确定性，如果在现场实施人员值守是 不现实的。同时，在许多条件恶劣、人们不易到达或不能时刻停留的地方偶尔采 集一些现场数据，这时如果进行大量的布线工作则是不经济、不合理的。 随着经济的迅速发展，生产自动化程度的不断提高，使得无人职守的工业控 制远程现场也不断增多。用于监控这些现场的远程监控系统也越来越被普遍采 用。远程监控系统监控终端产生的监控信息要上传给主控机，同时主控机也需要 向各个终端发送相关的控制命令，所以远程监控系统需要合适的数据传输子系统 来执行数据传输任务，如果选择有线方式来传输，则需要在方圆几十公里的范围 内铺设专线光缆，其成本显然非常的高；如果使用公用电话线路，那么系统的使 用成本则较高；如果使用其他有线数据传输网，同样存在着覆盖网络不到或者使 用成本过高的弊端。但是，如果利用工业无线信道以无线方式组网，就能克服有 线传输系统的缺点。 有线监控系统和无线监控系统因为具有不同的建网方式，而具有不同的应用 特点。一般说来，在以下应用场合下，适合采用有线方式搭建监控系统：( 1 ) 被 第一章绪论 监控设备居处易于布线，通信电路丰富：( 2 ) 被监控设备不具有移动性；( 3 ) 被监 控信息量大，或监控动作比较频繁等情形。而无线监控系统则在以下情况更具有 优势：( 1 ) 被监控设备居处布线成本高，但被移动基站信号覆盖；( 2 ) 被监控设备 处于移动工作状态；( 3 ) 被监控信息一次传输数据量相对比较小，监控量一般状 态下变化缓慢，不需要频繁数据采集和传输。本系统主要应用于机关、企业、银 行、汽车、智能小区、广场等安防领域的监控，在出现异常情况时，把异常情况 及时通知给户主或相关负责人，客户终端处于移动状态且信息传输量比较小，因 此采用无线的监控方式比较合适。 1 1 2 无线通信技术的发展 目前，无线通信技术正以惊人的速度迅速发展。以g s m 2 】( g l o b a ls y s t e mf o rm o b i l ec o m m u n i c a t i o n s ，全球移动通讯系统) 为代表的2 g ( s e c o n dg e n e r a t i o n ，第二 代移动通信系统) 技术早已经广泛应用，它对移动通信发展的重大贡献是使用s i m 卡，轻小手机和大量用户的网络支撑能力，但其数据速率只有9 6 k b s 。使用 s i m 卡作为移动通信用户个人身份和通信记录的载体，为移动通信管理、运营和 服务带来极大便利。值得一提的是其增值业务s m s 引( s h o r tm e s s a g i n gs e r v i c e ， 短消息服务，即短信) ，这个术语最早出现在上世纪8 0 年代初期，但一直到了 9 0 年代早期才开始进入商用市场，并且一直到1 9 9 9 年，该业务才在世界各国迅 速蔓延，并持续爆炸性的增长趋势，它可以通过手机等移动设备发送文本型消息。 我国每年的短信量是惊人的，据中国移动相关人士透露，2 0 0 6 年春节期间的短 信发送量，其中，从除夕至大年初七，中国移动发送短信9 5 亿条，仅除夕当天 其短信量就达1 9 亿条。这个数字相对于2 0 0 5 年春节手机短信发送量8 4 亿条来 说增长了约1 1 ，而2 0 0 5 年又比2 0 0 4 年的7 8 亿条增长了7 7 左右。此前，中 国联通已公布其统计数，即从除夕至大年初七的八天时间，联通用户手机短信发 送量达到了3 l 亿条，比去年同期增长了2 0 。这样，中国移动和中国联通春节 假期八天时间总共发送短信1 2 6 亿条，而2 0 0 5 年两者用户加起来的短信发送量 为1 1 0 亿条。 可刚进入2 1 世纪，人们又提出e m s ( e n h a n c e dm e s s a g es e r v i c e 增强消息息 服务) ，除文本之外，它可提供简单的图片和声音的消息服务，在2 0 0 1 年六月份， 几家手机巨头联合起来要统一e m s 的标准，并且要生产具有这种功能的手机，可 是因为没有n o k i a 的支持，不久就不了了之。那么手机业的龙头老大_ n o k i a 为什 么不支持e m s 呢? 因为以g p r s 引( g e n e r a lp a c k e tr a d i os e r v i c e ，通用分组无线业 务) 为代表的2 5 g 技术已经迅速发展，它是基于2 g 与3 g 之间的过渡类型，比 2 g 在速度、带宽上有所提高。可使现有g s m 网络轻易地实现与高速数据分组的 2 第一章绪论 简便接入，理论最高数据速率为1 7 1 2 k b s ，基本能够满足图片、网页的传输速 率要求。所以n o k i a 认为删s ( m u l t i m e d i am e s s a g i n gs e r v i c e ，多媒体消息服务， 即彩信) 时代将很快来临，没有必要再生出一个过渡性标准。删s 是目前短信技 术开发的最高标准，甚至被吹捧为无线通信技术中最伟大的一个发明。它最大的 特色就是支持多媒体功能，它可以完全整合视频片段、图片、声音和文字，传送 方式除了在手机间传送外，还可以是手机与电脑间的传送。通过适当的客户终端， m m s 可支持发送和接收双向信息传输。m m s 服务是一种非实时的服务，其类似 于许多当前信息传送系统。m m s 可以实现接收新邮件提示，内容适配，与其他 消息服务系统( 如s m s 和电子邮件，语音信箱) 的互连，以及用户的个性化服 务。随着手机上网业务广泛使用，彩信正慢慢成为人们日常生活交流的一部分了。 同时3 g 网络也正在世界范围内兴起，其最基本的特征应当是智能信号处理技术， 实现基于话音业务为主的多媒体数据通信，更高的频谱效率、更高的服务质量及 低成本。实现全球无线覆盖，真正实现任何人，在任何地点、任何时间与任何人 都能便利的通信。目前，传输速率达到1 0 0 m b s 的4 g 通信系统，也已经处在概 念阶段。 无线通信技术的迅速发展使得以短信、彩信方式的无线监控系统成为可能， 并且g s m g p r s 网络通信以其更加低廉的价格和永远在线的性能有着不可估量的 发展前景。无线远程监控系统是在传统监控系统的基础上，结合当前蓬勃发展的 无线通信技术和信息处理技术而发展起来的新型监测控制系统，基于g s m g p r s 的s m s m m s 的监控系统将是未来无线监控的发展趋势。 一般而言，现有的无线远程监控系统，大都符合“控制中心一监测站的构 建模式 5 1 。控制中心是整个系统运作的核心，负责收集各监测站上传的监测信息， 发送各种操作命令以控制监测站的行为。监测站被布放于远离控制中心的各监测 点处，负责完成信息的采集和响应控制中心发出的控制命令。控制中心可用普通 微机、工作站或工控机实现，软件开发可靠基于现有的w i n d o w s 或u n i x 操作系 统。监测站的设计实现可根据不同的应用目的和应用环境，采用特定的技术形式， 比如单片机、d s p 或者i n t e lx 8 6 系列的微处理器等。监控到的信息根据不同的 客户要求，发送到不同的客户终端，如终端计算机，个人手机。无线远程监控系 统的组网方式也很灵活，可利用现有的无线通信网，如g s m g p r s 网络，c d m a 移动网络等，只要中国移动、联通网络覆盖的地方都可以监控。近年来，中国移 动的移动通信网络已经覆盖全国大部分县市乡镇，使中国移动的移动通信网络人 口覆盖率达到了9 7 ，这在国际上已经是一个比较高的覆盖水平，如果有特殊 用途或者地方偏远，也可单独搭建专门的无线局域网。 第一章绪论 1 2 无线远程监控系统发展现状 随着经济的发展，银行、交通、铁路、商场、公安、小区安全、保安、博物 馆、仓库、宾馆、楼宇以及军事设施等领域对于安全的防范和现场记录报警系统 的需求越来越大，要求也越来越高。传统的模拟时代的视频监控系统由于其机动 性差，只能对固定的目标事先布线，视频通过同轴电缆进行传输。前些年，网络 迅速发展，以网络为传媒介质的全数字时代的视频监控系统得到广泛运用，但由 于仍然没有摆脱布线的瓶颈，机动性仍然不高。 而无线监控系统由于具有有线监控系统所不可替代的优势迅速在各行各业 中得到了广泛应用。以往的无线监控系统主要应用于航空航天和军事领域。我国 “七五 、“八五”期间，经过长期的国内外调研，确定了瞄准世界先进水平，以 扩大灵活性为核心，采用标准化、系列化、总线模块化、小型化的设计思路。多 年来，我国在无线监控系统这一领域中取得了飞越性的发展，使得我国在监控技 术的重要方面进入世界先进行列，并为国家的航空航天和军事现代化的发展做出 了巨大的贡献1 6 j 。 近些年来，随着无线通信网络的广泛普及，这项技术正逐渐向民用方向发展， 并且己被许多工矿、森林、小区、银行等企事业单位所采用。目前，在监控领域 被广泛应用的通讯方式是电路型无线m o d e m 通讯和短信方基于g p r s 的通讯设备监 控系统设计式通讯，后台架构一般为c s 方式，前台一般为单片机。比较成熟的 产品有：无线路灯监控系统、交通车辆远洋船舶远程控制系统、油田油井监控 系统、远程水文监测系统、电力电量无线监控系统等等。这些监控系统一般都是 采用短信，并且实时性不好，软件架构落伍，操作复杂。而当前的监控需求已逐 渐变化为声音、图像、远程、多点对多点，高实时性等，对现有的监控方式提出 了挑战。用户的要求也越来越苛刻，他们想在任何地方都可以看到监控现场的状 态，以便做出及时的反应。基于这种现状，本文设计了一种基于g p r s ，利用d s p 控制g s m g p r s 模块把监控信息以短信和彩信的方式发送给终端客户的监控系 统，客户能够根据事先设定的监控条件及时掌握现场信息。 1 3 本课题研究的意义 顾名思义，s m s 删s 的无线远程监控系统是为了安全防范而设计的。安全防 范是公安保卫部门使用的术语，是指以维护社会公共安全为目的，防入侵、防被 盗、防破坏、防火和安全检查等措施。安全防范是杜绝偷盗和破坏行为的方法， 4 第一章绪论 它本身具有威慑作用，让潜在的入侵者在没有行动之前，即认为该系统难以攻破， 使其在入侵者的眼中成为没有诱惑力的目标。安全防范对偷盗和破坏行为还有制 止作用，虽然系统反应发生在入侵行动之后，只要入侵信息能够及时传送，公安 机关就能够在最短时间内控制现场，犯罪分子得逞的可能性大大降低。即使犯罪 分子逃脱，监控系统也保留着直接的犯罪证据。 本论文s m s 删s 的无线远程监控系统，是基于a t m 自动取款机的监控系统， 客户可以根据不同要求设定监控触发条件，当满足触发条件时，比如夜间犯罪分 子的入侵，系统就自动把监控信息通过无线网络发送给终端用户的相关负责人， 用户通过判断及时处理事件。系统最大的特点是及时性，一旦有入侵的突发事件， 能够在第一时间通知当事人，起到监控的作用。从监控效果来看，s m s 姗s 的无 线远程监控系统，既保留传统监控方法的，并且可广泛应用于机关、企业、银行、 汽车、智能小区、广场等安防领域，对公安机关取证和侦破案件有着重要的意义。 1 4 本文完成的主要工作 1 、在分析无线远程监控技术原理和s m s 删s 技术发展和现状的基础上，提 出了基于s m s 脚s 的无线远程监控系统的总体方案。 2 、深入分析和研究了短信、彩信的结构、发送流程和封装，了解发送p d u 协议数据单元的细节和过程。 3 、根据图像监控的要求，完成了基于c m o s 图像传感器和d s p 数据处理器的 无线远程监控系统硬件电路，并进行了初步调试。 4 、完成了p c 机上w i n d o w s 系统v c + + 6 0 环境下通过m s c o m m 控件实现短信 的收发程序的编制和调试；完成了p c 机上直接读写r s 2 3 2 串行端口实现 短信收发程序的编制和调试；为嵌入式系统下通过控制t m s 3 2 0 v c 5 5 0 2 的u a r t 的短信收发奠定了基础。 第二章s m s 和i v i j v l s 模块原理 2 1s m s 结构 第二章s m s 和m m s 模块原理 大多数人对发送s m s 消息的基本方法很熟悉，下面是发送s m s 消息的步骤，如 图2 - 1 所示，基本步骤包括： ( 1 ) 消息发送者根据接收者的号码向接收者发送短消息； ( 2 ) 手机中包含s m s c 的相关消息，并且消息被送往s m s c ； ( 3 ) s m s c 把消息转发给接收者。 s 卜1 sc e n t e r 图2 - 1s m s 短信发送流程 如果出于某些原因，消息不能到达接收者，s m s c 会把消息储存一段时间， 并且如果可能的话，稍后再发。如果消息在一定的时间内仍发送不出去，s m s c 将删j 除这条短消息。 短消息发送模式有三种：b l o c k 模式、基于a t 指令的文本模式和基于a t 指 令的p d u 模式。b l o c km o d e 目前很少用了。t e x tm o d e 是纯文本方式，可使用不 同的字符集，从技术上说也可用于发送中文短消息，但国内手机基本上不支持， 主要用于欧美地区。p d um o d e 被所有手机支持，可以使用任何字符集，这也是 手机默认的编码方式，并且p d u 模式格式固定，比较适合于编程，所以该系统中 采用了p d u 模式。p d u 串表面上是一串a s c i i 码，由0 一9 、a 一f 这些数字和字母组成。它们是8 位字节的十六进制数，或者b c d 码十进制数。p d u 串不仅包含可显示的消息本身，还包含很多其它信息，如s m s 服务中心号码、目 标号码、回复号码、编码方式和服务时间等。发送和接收的p d u 串，结构是不完 全相同的。在p d um o d e 中，可以采用三种编码方式来对发送的内容进行编码， 第二章s m s 和m m s 模块原理 它们是7 - b i t 、8 - b i t 和u c s 2 编码。7 - b i t 编码用于发送普通的a s c i i 字符，它 将一串7 - b i t 的字符( 最高位为0 ) 编码成8 - b i t 的数据，每8 个字符可“压缩” 成7 个；8 - b i t 编码通常用于发送数据消息，比如图片和铃声等；而u c s 2 编码 用于发送u n i c o d e 字符。 比如发送：s m s c 号码是+ 8 6 1 3 8 0 0 2 2 0 5 0 0 ( 天津移动短信中心号码) ，对方 号码是13 9 2 0 0 2 2 7 4 0 ，消息内容是“天津大学! ”。 p d u 串是：0 89 1 6 83 10 82 00 20 5f 01 10 00 d9 16 83 12 90 02 24 7f 00 00 8 0 0o a5 92 96 d2 55 92 75 b6 60 02 1 分段分析如下，表2 一l v l 8 1 ： 分段含义说明 0 8s m s c 地址信息的长度共8 个八位字节( 包括9 1 ) 9 1s m s c 地址格式( t o n n p i )用国际格式号码( 在前面加+ ) 6 83 10 82 00 2 0 5f os l j s c 地址8 6 1 3 8 0 0 2 2 0 5 0 0 。补f 凑成偶数 个 1 1基本参数( t p - 町i 、f p )发送，t p v p 用相对格式 0 0消息基准值( t p - 职)0 o d目标地址数字个数共1 3 个十进制( 不包括9 l 和。f ) 9 1目标地址格式( t o n n p i )用国际格式号码( 在前面加+ ) 6 8 3 l2 90 0 2 2 4 7 f 0目标地址( t p - d a )8 6 1 3 9 2 0 0 2 2 7 4 0 ，补f 凑成偶数个 0 0协议表示( t p - p i d )是普通g s m 类型，点到点方式 0 8用户信息编码方式( t p - d c s )u c s 2 编码 0 0有效期( t p - v p )5 分钟 o a用户信息长度( t p u d l )实际长度l o 个字节 5 9 2 9 6 d 2 5 5 9 2 7 5 8 6 6 0 0 21用户信息( t p - u d )“天津大学! ” 表2 一l 发送短信p d u 各字段含义 7 第二章s m s 和m m s 模块原理 s m s c 地址格式( t o n n p i ) 说明：9 1 一短信息中心号码类型。9 1 是t o n n p i 遵 守i n t e r n a t i o n a l e 1 6 4 标准，指在号码前需加+ 号。 具体格式如表2 - 2 所示：o x 9 1 = 1 0 0 1 0 0 0 1 b i tn o 765432lo n a m e1数值类型 号码鉴别 表2 - 2s 惦c 地址格式说明 数值类型( t y p eo fn u m b e r ) ：o o 卜未知，0 0 1 一国际，0 1 卜国内，1 1 1 一 留作扩展； 号码鉴别( n u m b e r i n gp l a ni d e n t i f i c a t i o n ) ：0 0 0 卜未知，0 0 0 l i s d n 电话号码( e 1 6 4 e 1 6 3 ) ，11 l1 一留作扩展： 基本参数( t p m t i v f p ) 说明：t p _ m t i v f p 是以位图形式表示信息内容。 具体格式如表2 3 所示：o x l1 = 0 0 0 1 0 0 0 1 b i tn o 7 65 43210 n a m et p r pt p - u d h it p - s p rt p - 叩t p - r dt p 喵r i v a l u e0001o0o1 表2 - 3s r s c 基本参数( t p - - f f i v f p ) 说明 应答路径t p r p ( t p r e p l y p a t h ) ：o 一不设置：1 一设置 用户数据头标肿p u d h l ( t p u s e r - d a t a - h e a d e r - l n d i c a t o r ) ：卜不含 任何头信息：1 一含头信息 状态报告要求一t p s p r ( t p s t a t u s r e p o r t r e q u e s t ) ：o 一需要报告：1 一 不需要报告 有效期格式t p v p f ( t p - v a l i d i t y - p e r i o d - f o r m a t ) ：o o 一不提供( n o t p r e s e n t ) ：1 卜整型( 标准) ：0 1 一预留：1 1 一提供8 位字节的一半( s e m i - o c t e t r e p r e s e n t e d ) 拒绝复制t p r d ( t p - r e j e c t d u p l i c a t e s ) ：o 一接受复制：l 一拒绝复制 信息类型提示一t p i ( t p - b t e s s a g e - t y p e i n d i c a t o r ) ：0 0 - - 读出( d e l i v e r ) ： 0 l 一提交( s u b m i t ) 协议标识t p - p i d ( t p p r o t o c 0 1 一i d e n t i f i e r ) 说明： 8 第二章s m s 和m m s 模块原理 表2 - 4 协议标识t p - p i d b i tn o 7 与b i tn o 6 ： ( 一般将这两位置为0 0 ) 0 卜如下面定义的分配，参 见g s m 0 3 4 0 协议标识完全定义；0 1 1 卜预留；1 1 一为服务中心( s c ) 特殊用途 分配b i tn o ( - - b i tn o 5 。 b i tn o 5 ：卜不使用远程网络，只是短消息设备之间的协议；l 使用远程 网络。 b i tn o 卜b i t sn o 4 ： 0 0 0 0 卜隐含；0 0 0 0 1 一电传；0 0 0 1 0 - - g r o u p3 t e l e f a x ；0 0 1 0 卜语音：0 0 1 0 1 一欧洲无线信息系统( e i 岫s ) ；0 0 1 1 卜国内系 统；1 0 0 0 1 一任何基于x 4 0 0 的公用信息处理系统；1 0 0 1 0 - - e m a i l 。 数据编码方案t p - d c s ( t p d a t a - c o d i n g - s c h e m e ) b i tn 0 765432lo 表2 - 5 数据编码方案t p - d c s b i tn o 7 与b i tn o 6 ：一般设置为0 0 ； b itn o 5 - o 文本未压缩；l 一文本用g s m 标准压缩算法压缩； b i tn o 4 ：卜表示b i tn o 1 、b i tn o 0 为保留位，不含信息类型信息；1 一 表示b i tn o 1 、b i tn o 0 含有信息类型信息； b i tn o 3 与b i tn o 2 ：0 0 一默认的字母表( 7 b i t 编码) ；0 1 - 8 b i t ；l o - u s c 2 ( 1 6 b i t ) 编码；1 1 一预留； b i tn o 1 - 与b i tn o o - 0 0 _ c l a s so ；0 1 - - - c l a s s1 ；1 0 _ 弋l a s s2 ( s i m 卡特 定信息) ；1 1 一c l a s s3 。 以上是发送s m sp d u 的基本编码规则，接收稍微有些不同，如表2 - 6 。 分段含义说明 0 8 s m s c 地址信息的长度共8 个八位字节( 包括9 1 ) 9 1 s m s c 地址格式( t o n n p i )用国际格式号码( 在前面加+ ) 6 83 10 82 0 0 2 0 5f o s m s c 地址8 6 1 3 8 0 0 2 2 0 5 0 0 ，补f 凑成偶数 个 9 第二章s m s 和m m s 模块原理 8 4基本参数( t p - m t i 舢s r p ) 接收，无更多消息，有回复地址 o d回复地址数字个数 共1 3 个十进制( 不包括9 l 和f ) 9 1回复地址格式( t o n n p i ) 用国际格式号码( 在前面加+ ) 6 83 12 90 0 2 2 4 7 f o回复地址( t p d ) 8 6 1 3 9 2 0 0 2 2 7 4 0 ，补f 凑成偶数个 0 0 协议表示( t p - p i d ) 是普通g s m 类型，点到点方式 0 8用户信息编码方式( t p d c s )u c s 2 编码 7 01 01 01 16 24 20 8时间戳( 僻s c t s ) 2 0 0 7 - 0 1 - 0 1i i ：2 6 ：2 40 8 时区 0 6用户信息长度( t p u d l ) 实际长度6 个字节 7 53 35 4o c 5 b6 6 用户信息( t p - u d ) “申同学” 表2 - 6 接收短信p d u 各字段含义 比如接收：s m s c 号码是+ 8 6 1 3 8 0 0 2 2 0 5 0 0 ，对方号码是1 3 9 2 0 0 2 2 7 4 0 ，消息内 容是“申同学”。 手机接收到的p d u 串是：0 89 16 83 10 82 00 20 5f o8 4o d9 16 83 12 90 02 2 4 7 f 00 00 87 01 01 0l l6 24 20 80 67 53 35 4o c5 b6 6 2 2s m sp d u 编码格式 在上述说明中提到了在p d um o d e 中，可以采用三种编码方式来对发送的内容 进行编码，它们是7 一b i t 、8 - b i t 和u c s 2 编码。7 - b i t 编码用于发送普通的a s c i i 字符，它将一串7 - b i t 的字符( 最高位为0 ) 编码成8 - b i t 的数据，每8 个字符可“压 缩成7 个；8 - b i t 编码通常用于发送数据消息，比如图片和铃声等；而u c s 2 编码 用于发送u n i c o d e 字符。p d u 串的用户信息( t p - u d ) 段最大容量是1 4 0 字节，所以在 这三种编码方式下，可以发送的短消息的最大字符数分别是1 6 0 、1 4 0 和7 0 。这里， 将一个英文字母、一个汉字和一个数据字节都视为一个字符。 ( 1 ) 7 - b it 编码【9 】 短信息内容为“h e l l ow o r l d ! ”。缺省的g s m 字符集为7 位编码，可以简单 地理解为a s c i i 码( a s c i i 值小于8 0 h e x ，因此，b i t 8 被忽略) ，依次将下一7 位编 码的后几位逐次移至前面，形成新的8 位编码，参见表2 - 7 箭头指示。需要注意的 是第9 行，移位计数已达7 位，则直接将本编码前加0 。g s m 并非支持所有的a s c i i 第二章s m s 和m m s 模块原理 字符显示。 7 - b i t 的字符集与a n s i 标准字符集不完全一致，在0 x 2 0 以下也排布了一些可 打印字符，但英文字母、阿拉伯数字和常用符号的位置两者是一样的。用上面介 绍的算法收发纯英文短消息，一般情况应该是够用了。如果是法语、德语、西班 牙语等，含有“a 、“6 一这一类字符，则要按上面编码的输出去查表。 绷叼丫挣瞄c i l 玛8 ，二穗勰7 经二遵砑蜂1 0 蹙搀磁蹙恁缔酶 | i l i镌o 1 0 01 0 0 0i o ol i 瑚j j i 1 0 0 0他 毫舒 9 l 1 0 8 i o i i l o o l o i7 尸够l l i o 如 一 ，l簖们i o i l i l ol i 7 夕l 伽ll o l i9 r 4 l o c 铆l o l l 1 1 0l 瑚7 ，垃丛t 1 0 i f 1 ) 气 o f0 1 1 0 l l l l l l o 髓l l p _ 巷0 9 0 0 1 1 0 确 6 磷i 滗j 2 0o o i o o o o l 蚴7 ，似舭叫挫0 l s d ws - o 1 0 10 i i l1 0 1q l l l7 夕l i 簪ti l l ld f eo盯o l i o l l l l 1 1 0 n l l 夕0 1 l l l o 刁 q f 7 2 铆l l l o 1 1 夕铃l io l l o 警 l ol簖o i l 0 1 1 0 d1 1 0l l 魍ill i粥 l d喇臼l l o 毗0 0 l l o i 睑魈o i 1 2 2 io o l 0o 0 0 1 0 1 0 蚴l 表2 7 ：7 b i t 编码 ( 2 ) 8 一b i t 编码 8 - b i t 编码通常用于发送数据消息，比如图片和铃声等；8 - b i t 编码其实没有 规定什么具体的算法。 ( 3 ) u c s 2 编码 u c s 2 编码是将每个字符( 1 - 2 个字节) 按照i s o i e c l 0 6 4 6 的规定，转变为1 6 位的u n i c o d e 宽字符。在w i n d o w s 系统中，特别是在2 0 0 0 x p 中，可以简单地调 用a p i 函数实现编码和解码。如果没有系统的支持，比如用单片机控制g s m 模 块收发短消息，只好用查表法解决了。 需要注意的是，p d u 串的用户信息长度( t p - u d l ) ，在各种编码方式下意义有 所不同。7 - b i t 编码时，指原始短消息的字符个数，而不是编码后的字节数。8 - b i t 编码时，就是字节数。u c s 2 编码时，也是字节数，等于原始短消息的字符数的两 倍。如果用户信息( t p - u d ) 中存在一个头( 基本参数的t p - u d h i 为1 ) ，在所有编码 方式下，用户信息长度( t p u d l ) 都等于头长度与编码后字节数之和。如果采用g s m 0 3 4 2 所建议的压缩算法( t p d c s 的高3 位为0 0 1 ) ，则该长度也是压缩编码后字节 数或头长度与压缩编码后字节数之和。 第二章s m s 和m m s 模块原理 2 3a i 指令介绍【l o 】 a t 即a t t e n t i o n ，a t 命令集是从t e r m i n a le q u i p m e n t 或d t e ( d a t at e r m i n a l e q u i p m e n t ) 向t a ( t e r m i n a la d a p t e r ) 或d c e ( d a t ac i r c u i tt e r m i n a t i n g e q u i p m e n t ) 发送的通过t e 发送a t 命令来控制m s ( m o b il es t a t i o n ) 的功能与g s m 网 络业务进行交互。用户可以通过a t 命令进行呼叫、短信、电话本、数据业务、补 充业务、传真等方面的控制。9 0 年代初，a t 指令仅被用于m o d e m 操作。没有控制 移动电话文本消息的先例，只开发了一种叫s m sb l o c km o d e 的协议，通过终端设 备( t e ) 或电脑来完全控制s m s 。几年后，主要的移动电话生产厂商诺基亚、爱立 信、摩托罗拉和肝共同为g s m 研制了一整套a t 指令，其中就包括对s m s 的控制。 a t 指令在此基础上演化并被加入g s m0 7 0 5 标准以及现在的g s m 0 7 0 7