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[默认分类] Linux-C实现GPRS模块发送短信

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  • TA的每日心情
    开心
    2021-12-13 21:45
  • 签到天数: 15 天

    [LV.4]偶尔看看III

    发表于 2018-3-16 13:24:08 | 显示全部楼层 |阅读模式

       “GSM模块,是将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。GSM模块根据其提供的数据传输速率又可以分为GPRS模块、EDGE模块和纯短信模块。短信模块只支持语音和短信服务。GPRS,可说是GSM的延续。它经常被描述成“2.5G”,也就是说这项技术位于第二代(2G)和第三代(3G)移动通讯技术之间。GPRS的传输速率从56K到114Kbps不等,理论速度最高达171k。相对于GSM的9.6kbps的访问速度而言,GPRS拥有更快的访问数据通信速度,GPRS技术还具有在任何时间、任何地点都能实现连接,永远在线、按流量计费等特点。EDGE技术进一步提升了数据传输的速率到384K-473K,被称为"2.75G",数据传输速率更2倍于GPRS。目前,国内的GSM网络普遍具有GPRS通讯功能,移动和联通的网络都支持GPRS,EDGE在部分省市实现了网络覆盖。

    GPRS模块,是具有GPRS数据传输功能的GSM模块。GPRS模块就是一个精简版的手机,集成GSM通信的主要功能于一块电路板上,具有发送短消息、通话、数据传输等功能。GPRS模块相当于手机的核心部分,如果增加键盘和屏幕就是一个完整的手机。普通电脑或者单片机可以通过RS232串口与GPRS模块相连,通过AT指令控制GPRS模块实现各种基于GSM的通信功能。

    GPRS模块区别于传统的纯短信模块,两者都是GSM模块,但是短信模块只能收发短信和语音通讯,而GPRS模块还具有GPRS数据传输功能。”

    -----以上内容摘自《百度百科》对GSM的陈述。

    在此我们只用到了gprs的短信收发功能。

    我们都知道操作ARM有arm汇编指令,Linux系统有shell命令,作为一个模块化的通信工具,gprs模块当然也有自己成套的指令体系,那就是我们著名的“AT指令”。AT指令内容相当丰富,涵盖了语音通话、短信收发、存储操作、网络通信等各方面内容甚多,单是熟悉AT指令就得耗费大量的时间和精力,这对于初级的开发者是相当困难的。不过在新世纪的今天我们一切讲究效率,在最短的时间内花费最小的劳动投入来达到我们的结果,因此在这里我只列出与我们的需求有关的部分。

    环境:

    主机环境:Windows XP +ubuntu10.10虚拟机。
            软件工具:putty 、超级终端(Windows下)或minicom(Linux下);
            硬件工具:串口线、gprs模块。

    一般情况下通过gprs模块发送短消息分为两种方式:

    1. 以文本方式发送短信;
            2. 以PDU模式发送短信;

    其中文本方式发送短信操作比较简单易于上手,但是缺点是只能发送英文信息。以pdu模式发送短信则相对比较麻烦(其实麻烦的是对于数据的处理,操作本身不麻烦)。下面我就两种方式做简单陈述。

    在操作之前我们先来简单测试一下我们的模块是否能正常工作:

    打开超级终端设置波特率(注意是大部分是9600)、1位停止位、8位数据位、无硬件数据流。

    在超级终端输入:
            At
            OK

    返回OK则说明你的模块可以正常工作,否则出现故障。

    一、 文本模式下发送短信流程

    文本模式下发送信息基本分三步骤:

    1. 设置发送模式

    AT+CMGF=1
            CMGF为0是以PDU模式发送,为1则是以文本方式发送。

    2.接收方电话号码

    AT+CMGS=138XXXXxxxx

    3.输入内容

    >hello world !

    注意:每敲完一条指令都要按回车,直到返回“>”后开始输入信息,但是在输入完短信内容后不能敲回车而应该按组合键“ctrl+z”作为结束符。回车键在ascii码中的数值是“\r”,“ctrl+z”在ascii码中的数值是“0x1a”,所以在编程时可以直接在信息内容后进行字符串拼接。

    示例:

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

    提示:AT指令不区分大小写,所以无论是大写还是小写都可以识别。

    二、 PDU模式下发送短信流程

    Pdu模式发送信息仍然是三步搞定,只不过我们在前期得做一些稍微麻烦的数据转换工作。

    我们先来看流程理清脉络:

    1.AT+CMGF=0 设置为PDU模式发送中文编码短信
            2.AT+CMGS=信息长度
            3.发送短信

    示例:

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

    前面的我们容易理解:

    “AT+CMGF=0”将发送模式置为PDU模式;
            “AT+CMGS=25”这句CMGS后面跟的不再是电话号码了,而是“信息长度”,这里我加了双引号表示有独特的含义后面解释。

    现在分析最关键的地方:

    “0891683108100005F011000D91685110906474F90008000A534E6E058FDC89C1FF01”

    我们可以将这段头疼的字符串分为三段:

    -----------------------------------------------------------------------------------------
            “0891683108100005F0 ”                                          中心号码段
            “11000D91685110906474F9000800”                    收信方号码段
            “0A534E6E058FDC89C1FF01”                                信息段
            -------------------------------------------------------------------------------------------

    1. 先来看中心号码段。

    关于什么是中心号码我想百度比我解释的更清楚,这里不再赘述了。

    我们其实还可以将其再细分:

    08        91        683108100005F0
            其中91是国际化的意思,这个作为前缀必须加上。
            683108100005F0是什么意思呢?我们将它奇数位和偶数位反转看看:

    “683108100005F0”
            “8613800100500F”

    熟悉吗?13800100500是中国移动北京地区的中心号码,86是中国地区的前缀这个大家应该清楚。F呢?因为在进行PDU编码的时候规定了如果号码位数是奇数位那么就要在末尾加F进行补齐,由于我们国家的手机号码位数都是11位,因此要在末尾补F。于是中国移动北京地区的中心号码加86补齐F再奇偶位反转最后加91国际化前缀就由原来的:

    “13800100500”
            变成了:
            “91683108100005F0”

    接着我们数一下它有多少位,16位,16/2=8,所以我们把整个中心号码组合编码后的长度除以2,最后以十六进制的表示方式加在它的前端就大功告成了。

    “0891683108100005F0”

    Ok搞定,下一步继续。

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

    2. 收信方号码段。

    “11000D91685110906474F9000800”

    同样将其细分:

    1100 0D91 685110906474F9 000800
            其中“1100”和“000800”分别是收信方号码段固定的前缀和后缀,所以一定要记得加上。
            “685110906474F9”不用讲了,和中心号码段一样的编码方式,原型是:
            “8615010946479”(华清远见北京总部执勤电话)。
            “0D91”需要注意一下,其中这里的“91”和中心号码段的“91”意义不一样了,这里是表示接收方的设备是手机的意思,“81”则是小灵通。“0D”是一个十六进制数,还原为十进制后是13,什么意思呢?接受方的号码是“8615010946479”共13位。

    因此接收方电话经偶数位<补齐F>

    然后<奇数偶数位反转>

    再<加上号码长度>

    最后<加上前后缀>最终由:

    “8615010946479”

    转型为:

    “11000D91685110906474F9000800”。

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

    3. 信息段。

    “0A534E6E058FDC89C1FF01”

    信息段是最简单的,大家需要了解GPRS以PDU模式发送信息时,其内容是以unicode的方式编码的。

    其中:

    “534E6E058FDC89C1FF01”
            还原成GB汉字编码为:
            “华清远见!”
            其编码(十六进制)长度是20位,20/2=10,10的十六进制表示方式是0X0A。因此信息段的最终编码为:
            “0A534E6E058FDC89C1FF01”

    4. 组合。

    如果把发短信比喻为一次快递的投递过程,那么过程如下:

    首先是中心号码(相当于我们的邮局);

    接着是接收方号码段(相当于我们的收信人地址);

    最后是信息段(就是你的信件了)。

    OK,组合结果就是:

    “0891683108100005F011000D91685110906474F90008000A534E6E058FDC89C1FF01”

    至此,PDU的编码就正式结束了。

    不过我们还有最后一件事,那就是前面提到的那个“信息长度”。

    邮局是国家的公有的,我们无权去干涉,但是收信人和信息是我们自己制定的,因此我们要精确掌握自己所属的信息。

    于是我们将中心号码段剔除,变为:

    “11000D91685110906474F90008000A534E6E058FDC89C1FF01”

    计算一下字符串长度,50位。OK,50/2=25。

    于是在PDU模式下,我们所谓的“信息长度”:AT+CMGS=25。

    回顾一下PDU模式下的发信息流程:

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

    一定要记得最后输完信息编码后要按“ctrl+z”而不是回车。

    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模块发送短信的C语言代码,由于时间匆忙没有注意内存对齐、代码优化等细节,望广大读者见谅,有何疑问或建议请发邮件:

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

    以下代码在ubuntu下通过gcc编译运行测试通过;

    arm-linux-gcc交叉编译后并在s3c2410下运行测试通过。

    ======================================================================
            #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;
                            tmp = 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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