短信猫短信的接收和发送实现文献综述

毕业设计（论文）文献综述（包括国内外现状、研究方向、进展情况、存在问题、参考依据等）文献综述PAGE11短信猫短信的接收和发送实现

全球数字移动通信系统(GlobalSystemforMobileCommunication,GSM)是目前国内覆盖范围最广、系统可靠性最高,话机拥有量最大的数字移动蜂窝通信系统。与常规VHFPUHF无线通信网、800兆集群无线通信网比较,具有通信范围大,可靠性高,易于维护等特点,而且能够减少各专用通信网基站的重复投资建设,在民用和商用领域具有非常重要的作用。短消息业务(ShortMessageService,SMS)与语音传输和传真一样,同为GSM数字蜂窝移动通信网络提供的主要业务。它通过无线控制信道传输,经短消息中心完成存储和转发功能,每条短信的最大信息量为160个ASCII字符。短消息服务是GSM系统中惟一的需要建立端到端信道的业务,即使移动台已经处于电路通信状态,还能同时提供短消息服务。如果传送失败,接收方没有回答确认消息,网络会保留所传的消息,一旦网络发现接收方能够接通时,就会重发消息,以确保接收方能够收到,而且还可以通知发送方消息发送成功。因此,短消息服务具有覆盖范围广,在线保持后不需再拨号即可自动传送,费用低廉,稳定性高等优势,特别适用于需频繁远距离传送小流量数据的领域。无线MODEM无线通讯模块便是在这种背景下研发出的通讯产品。应用开发商通过它使自己的设备增添无线通讯能力，从而开发出各种各样的应用。该模块采用发展最成功的无线通讯技术，能提供短消息数据通讯功能,同时也可按照需求配备话音通讯功能。1短信猫的硬件连接短信猫的硬件接口主要有USB和COM串口两种形式,这里主要研究COM串口短信猫。硬件连接流程为:首先利用串口连接器短信猫与PC机;其次把SIM卡插入短信猫的通信插卡槽,然后接通短信猫外接电源。其具体硬件连接如图1.1所示。图1.1短信猫的硬件连接短信猫功能GSMModem能提供短消息﹑语音通讯和数据通讯三大功能。其中，短消息业务使它获得最广泛的应用，所以也将GSMModem简称为短信猫。接口GSMModem主要提供RS232接口、USB接口配件GSMModem配件由主机、天线、数据线（串口线/USB连接线）、电源适配器等组成。电路GSMModem电路主要由GSM模块和其外围电路组成。GSM模块将GSM射频芯片，基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一块线路板上，具有独立的操作系统、GSM射频处理、基带处理并提供标准接口的功能模块。外围电路由电阻、电容、二极管、三极管、电感、MCU、稳压IC、电平转换芯片、SIM卡座、DC座、串口、USB等组成。短信猫,是一种工业级GSMMODEM,通过串口与计算机连接,通过AT指令控制进行短信收发的设备。国内目前应用较多的短信猫是以SIEMENS或WAVECOM模块为核心组装而成的。一般情况下,短信猫的短信应用开发都遵循如图1.2所示的开发框架。图1.2短信猫的短信应用开发框架2系统结构系统总体架构上采用C/S和B/S相结合的体系,系统由GSMModem、短信服务器、短信数据库和若干客户端构成。系统的总体结构如图2.1所示。短信息服务器一端主要负责GSMModem控制、短信息编码和解码、收发、管理等功能,远程客户端，可以通过Socket、WebService、Remoting、MSM或短信数据库等机制来实现短信的接收和发送功能。其中GSMModem控制和短信收发模块是系统核心模块,它通过读写终端设备端口来向GSMModem发送AT指令,从而实现短信的收发。程序中使用队列、事件和多线程等机制来保证短信的正常收发。图2.1系统总体结构一般PC都有串口、USB接口，硬件短信猫也有USB接口，利用短信猫的数据线将PC机的USB接口与短信猫的数据口连接起来，为PC与短信猫之间提供了数据通信的物理链路,为串口通信。PC通过向短信猫发送AT指令来控制手机，在此基础上实现短信息的收发操作。系统在实现底层通信操作时采用了分层实现的思想，这样可以将任务分层处理，使底层具有模块性，也为软件的功能扩展提供良好的接口,因此，利用串口资源来开发PC机和MODEM设备之间的通信应该是最方便和快捷的。系统底层数据通信的分层模型如图4.1所示。图4.1系统底层数据通信的分层模型在系统底层数据通信的分层模型中，USB接口通信层主要是完成数据通信的任务，这一层包括通信帧格式、通信速度等的处理，该层为它的上一层提供数据通信的通道，进行数据的收发处理。AT指令分析层主要完成各个AT指令的分析，即按照AT指令进行数据封装，将封装后的数据交给下一层进行数据发送或者接收来自下层的数据，并对接收到的数据进行解包，再将接收到的数据交给上层处理。最后PDU编码解码层则是按照用户的需求对短信内容进行编码，然后交给AT指令层处理这些已经编译成可以通过短信猫发送的传输码，或者接收AT指令层解包的数据，对其进行解码，翻译成短信内容。3系统关键技术短信息系统要通过AT指令来控制GSMModem,并且要针对短信终端设备兼容的编码规范,对收发的短信息进行编码和解码操作,通过使用队列技术来保证正常的并发访问。为了能让别的系统方便地使用短信息系统提供的各种功能,还需要使用WebService或Socket等技术提供短信息系统的调用接口,供外部调用使用。AT命令集是调制解调器通信接口的工业标准，是调制解调器可以识别并执行的命令。AT指令集是从数据终端设备（计算机）向终端适配器（短信猫）发送的。诺基亚、爱立信、摩托罗拉和惠普共同为GSM研制了一整套AT指令集，形成了GSM07.05以及GSM07.07技术规范。其中包括对SMS的控制。PDU模式正是基于AT指令集的。3.1短信息编码和解码对SMS的控制共有3种实现途径:BlockMode、基于AT命令的TextMode和基于AT命令的PDUMode。使用BlockMode需要手机生产厂家提供驱动支持。TextMode比较简单,但这种模式只能发送ASCII码,不能发送中文的Unicode码。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。前,PDU已取代BlockMode,因此主要探讨PDU模式。在PDU模式中，有三种编码方式来对发送的内容进行编码，们是7-bit、8-bit和UCS2编码。7-bit编码用于发送普通的ASCII字符，它将一串7-bit的字符(最高位为0)编码成8-bit的数据。8-bit编码通常用于发送数据消息，比如图片和铃声等；而UCS2编码用于发送Unicode字符。Unicode是一种所有的字符都使用两个字节编码的编码模式。Unicode带来的好处是突破ASCII码字符数的限制，支持全球多种语言字符集。所以采用UCS2编码后，每个汉字或英文字母占2个字节，TP-UD字段最大可以容纳70个字符，这就是我们常说的每条短信最多容纳70个汉字。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160、140和70。3.1.1发送短消息的PDU发送短信息的PDU编码主要包含这些内容:短信息中心(SMSC)号码信息、短信息首字节、短信息索引号、目标号码信息、协议标示符、数据编码方式、校验周期、短信息长度和内容。SMSC号码信息可以省略,此时SMSC号码长度等于0,发送短信息时使用内设的SMSC号码,在SMSC号码长度字节(00)后直接跟着TPDU。其中SMSC号码和目标号码是以十进制半八位字节编码,短信息内容是以十六进制七位字节或Unicode编码,其他信息是以十六进制八位字节编码。UDP编码首先将要发送的短信内容逐字转化为十进制的Unicode码，再把这些Unicode码转换为十六进制。结合实例分析一条已发送的中文短信息的PDU编码,见表3.1。表3.1SMS-SUBMITPDUPDU字符串：0011FF0B813111055190F10008A7106D4B8BD5003100320033006100620063字节含义八位字节描述Address–Length00短消息中心号码长度First–Octet11短消息的首字节TP–MRFFTP-Message-Reference以十六进制表示的短信息索引号，超过255的索引号都以FF表示。TP–DA0B目标号码长度81目标号码类型，这里的81表示号码未加国家标示符3111055190F1目标号码，这里实际号码是最后补充位FTP–PID00TP-PID协议标示符TP–DCS08TP-DCS数据编码方式，这里设置的是Unicode编码TP–VPA7TP-Validity-Period信息有效期TP–UDL10TP-UDL短信息内容的长度，由于在TP、DCS中制定了UCS2编码，所以这里的长度是八位字节数。如果是七位字节编码，这将是把七位字节编码的字符转换成八位字节编码的字节数。TP–UD6D4B8BD5003100320033006100620063TP-UD短信息内容，这里的实际内容是：测试123abc例如发送:SMSC号码是+8613800472500,对方号消息内容是“Hello!”。则从手机发出的PDU串是:0891683108402705F011000D91683108742264F800000006C8329BFD0E01对照规范,具体分析如表3.2所示。在Windows自带的小工具“超级终端”中键入指令：AT+CMGC=30来发送一条短消息。数字30是上述PDU编码的长度(60)除以2。屏幕返回：>这时将上面的PDU编码输入，用CTRL+Z终止。屏幕返回：+CMGC:16OK这时目标手机就接到了你发送的短信，内容是“hello”。表3.2pdu分析分段含义说明08SMSC地址信息的长度共8个八位字节（包括91）91SMSC地址格式（TON/NPO）用国际格式号码（在前面加+）683108402705F0SMSC地址8613800472500，补F凑成偶数11基本参数（TP-MTVVFP）发送，TP-VP用相对格式00消息基准值（TP-MR）00D目标地址数字个数共13歌十进制数（不包括91和F）91目标地址格式（TON/NPI）用国际格式号码（在前面加+）683108742269F8目标地址（TP-DA）8613804722468，补F凑成偶数00协议标识（TP-PID）是普通GSM类型，点到点方式00用户信息编码方式（TP-DCS）7-bit编码00有效期（TP-VP）5分钟06用户信息长度（TP-UDL）实际长度6个字节C8329BFD0E01用户信息（TP-UD）“Hello”3.1.2接收短消息的PDU接收短信息的PDU编码包括以下内容:短信息中心(SMSC)号码、短信息首字节、发送者号码信息、协议标示符、数据编码方式、短信息时间戳、短信息长度和内容。其中SMSC号码和发送者号码是以十进制半八位字节编码,短信息内容是以十六进制七位字节或Unicode编码,其他信息是以十六进制八位字节编码。一条接收到的中文短信息的PDU解码见表3.3。表3.3SMS-DELIVERPDUPDU字符串：0891683108701705F0040D91683179684193F20008705050320583000C4F60597DFF0C9A6C61673002字节含义八位字节描述AddressoftheSMSC08短消息中心号码长度91短消息中心号码类型（91表示国际号码格式）683108701705F0以十进制的半八位字节表示的短信息中心号码，由于号码长度是奇数11，所以在最后一位补上F形成正确的格式。这里的实际号码是：8613800771500First–Octet04短消息的首字节TP–OA6D以十六进制数表示的发送者号码的长度91发送者号码的地址类型（91表示国际号码格式）683179684193F2以十进制的半八位字节表示的发送者号码，由于号码长度是奇数11，所以在最后一位补上F形成正确的格式。这里的实际号码是：8613978614392TP–PID00TP-PID协议标示符TP–DCS08TP-DCS数据编码方式，这里设置的是Unicode解码TP–SCTS70505032058300TP-SCTS以半八位字节表示的短消息时间戳。这里的时间是：2007-05-0523：50：38TP–UDLOCTP-UDL短信息内容的长度，由于在TP、DCS中制定了UCS2编码，所以这里的长度是八位字节数。如果是七位字节编码，这将是把七位字节编码的字符转换成八位字节编码的字节数。TP–UD4F60597DFF0C9A6C61673002TP-UD短信息内容，这里的实际内容是：你好，马慧。例如接收:SMSC号码是+8613800472500,对方号码消息内容是“你好!”。手机接收到的PDU串可以是:0891683108402705F0840D91683108742264F8000830302180635480064F60597D0021对照规范,具体分析如表3.4所示:表3.4分析分段含义说明08SMSC地址信息的长度共8个八位字节（包括91）91SMSC地址格式（TON/NPI）用国际格式号码（在前面加+）683108402705F0SMSC地址8613800472500，补F凑成偶数84基本参数（TP-MTI/MMS/RP）接收，无更多消息，有回复地址0D回复地址数字个数共13歌十进制数（不包括91和F）91回复地址格式（TON/NPI）用国际格式号码（在前面加+）683108742269F8回复地址（TP-RA）8613804722468，补F凑成偶数00协议标识（TP-PID）是普通GSM类型，点到点方式08用户信息编码方式（TP-DCS）是普通GSM类型，点到点方式30302180635480时间戳（TP-SCTS）2003-3-1208:36:45+8时区06用户信息长度（TP-UDL）实际长度6个字节4F60597D0021用户信息（TP-UD）“你好”3.2AT指令AT指令是用在手机上运行的指令。一般的GSMModem（如手机）都支持GSM07.05所定义的AT命令集的指令。当MODEM处于命令状态时,接收端机发送来的AT开头的指令,称为AT指令,当AT下达后,MODEM可自动判断发送端机的速率,即通信波特率不依MODEM的设定,可根据系统的数据量设定为9600bits或19200bits等。可以用AT指令控制GMSMODEM连接电脑发送短信。表3.5对本系统用到的几条主要的AT进行了介绍。表3.5常用AT指令AT指令功能AT+CMGCSendanSMScommand（发出一条=短消息命令）AT+CMGDDeleteSMSmessage（删除SIM卡内存的短消息）AT+CMGFSelectSMSmessageformat（选择短消息信息格式，0-PDU;1-文本）AT+CMGLListSMSmessagefrompreformedstore（列出SIM卡中的短消息PDU/text：0/RECUNREAD:未读；1/RECREAD:已读；2/STOUNSENT:待发；3/STOSENT:已发；4/ALL:全部的）AT+CMGRReadMSmessage（读取消息）AT+CMGSSendSMSmessage（发送短消息）AT+CMGWWriteSMSmessagetomemory（向SIM内存中写入待发的短消息）AT+CMSSSendSMSmessagefromstorage（从SIM内存中发送短消息）AT+CNMINewSMSmessageindications（显示新受到的短消息）AT+CPMSPreformedSMSmessagestorage（选择短消息内存）AT+CSCASMSservicecenteraddress（短消息中心地址）AT+CSCBSelectcellbroadcastmessages（选择蜂窝冠博消息）AT+CSMPSetSMStextmodeparameters（设置短消息文本模式参数）AT+CSMSSelectMessageService（选择短消息服务）4研究的具体内容和方向MicrosoftVisualC++6.0软件的MFC库和DLL动态链接库的应用开发和短消息AT指令的应用及短消息传送的编译码原理和应用短消息操作功能的软件实现。5短信猫的C++语言实现设计VisualC++(以下简称VC),是美国Microsoft公司推出的新一代程序设计语言，它所包含的MFC类库封装了几乎所有的Windows应用编程接口（API）,利用这个类库容易开发面向对象的Windows应用程序，并且能够获得开发效率高、可靠性和可复用性强等好处.VC的MFC类提供两组重要的类—-应用结构类和可视对象类，以这些类为基础容易构造一个Windows应用程序的主体框架和用户界面。VC应用程序开发工具包括:AppWizard，ClassWizard和AppStudio。在VisualC＋＋中，CString类作为MFC封装，考虑了对BSTR数据类型的支持，并且支持使用ANSI字符、Unicode字符数据以及BSTR类型数据赋值；并且可以使用Alloc－SysString函数返回一个BSTR数据，但是同样需要使用API函数SysFreeString将其删除。在VisualC＋＋中．NET，CString类作为ATL（活动模版库）封装，类的支持Unicode类型数据（包含支持ANSI和Unicode的模版类定义），同时支持变体型数据初始化，因此在COM编程中其使用就更为灵活。但不支持象在VC＋＋中的直接的BSTR数据赋值操作，可以通过定义一VARIANT类型的变量进行赋值初始化操作。5.1单发/群发处理短信的发送是首先把用户在客户端输入的内容,接收方的手机号码、短信内容等信息直接传递到服务器端。到了服务器端首先判断要发送给多少个人,同时判断要发送的短信内容是否有超过70字,若超过则将短信内容以七十个字以内为一条,分为若干条。然后将短信内容进行PDU编码,再逐个发送。6研究工作进展状况1、使用MicrosoftVisualC++6.0软件编写一个串口程序，与短信猫进行串口连接。2、使用MicrosoftVisualC++6.0软件编写一个简单的串口设置程序，来定义串口的属性。3、使用MicrosoftVisualC++6.0软件编写数据编解码程序，进行简单的文本数据的发送和接收。4、使用MicrosoftVisualC++6.0软件编写支持中文的编解码程序，进行中文和文本信息的发送和接收。5、使用MicrosoftVisualC++6.0软件编写动态链接库和其他附加的功能控件（如设置启动界面、登入界面、信息存储等）.6、使用MicrosoftVisualC++6.0软件使用皮肤文件来美化界面程序。7系统可能存在的关键问题1、短信发送和接收时编码和解码问题和短信猫的AT指令使用问题。2、短信群发时的短信和短信之间发送间隔问题。3、对短信发送及接收等的状态栏显示控制问题。4、短信收发和通讯录数据的保存和重载问题――即数据库的使用。参考文献葛磊蛟，姚素娟，毛一之，李歧.基于C#.NET的GSMMODEM短信猫应用设计开发[J].河北工业大学电气与自动化学院.王华，岳丽全，岳志高.MSComm控件在VC++6.0串口通信中的应用[J].长春工程学院学报(自然科学版)，2009年第10卷第1期.任丽红，张晓燕.在VC++中开发串口类及串口通信应用程序.北京石油化工学院学报，第9卷第2期,2001年12月.李继容，张先勇.手机短信的收发管理系统中几个关键技术的实现[J].五邑大学信息学院2009年第06期第42卷，总第210期.李继容，何湘初.基于GSM的家校短信管理系统的设计[J].农业网络信息，2008(05):177-179.ETSIGSM03.38.DefaultCharacterSet[S].ETSIGSM03.40.TechnicalrealizationoftheShortMessage.李保风，郭新志.手机短信编解码分析及其c++程序实现[J].安阳工学院,2009年2月.吴刚，朱一.短信服务PDU收发技术研究.装备指挥技术学院[J].文章编号:1672-545X（2008）12-0075-03.ETSIGSM03.41.TechnicalrealizationoftheShortMessage.杨子华，胡倩，凌江荣.基于智能手机平台的SMS系统设计与实现[J].通信技术.2007,40(9):71-72.马慧，陈阳平，谢强.基于GSMModem终端的短信系统研究与实现[J].南京航空航天大学、信息科学与技术学院,2008年6月中国制造业信息化第37卷第11期.孙英.短信收发中的PDU编码分析[J].内蒙古科技大学,No.1,the131thissueJan.2007.李继容，张先勇.基于GSM的短信收发管理系统的实现[J].五邑大学信息学院,2009年第05期,第42卷总第209期.秦晓.VisualC++的Windows应用程序设计[J].中国科学院软件研究所,1995.2.卜登立.VC＋＋编程中Unicode编码的使用研究[J].2009年4月第四期.赵大成，贾海燕.手机短信收发的AT指令控制[J].信息工程大学学报第5卷第2期,2004年6月.吴刚，朱一.短信服务PDU收发技术研究[J].装备指挥技术学院,北京.《装备制造技术》2008年第12期.基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统