【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 可以隨時(shí)發(fā)送短消息，可以說(shuō)是 24小時(shí)在線(xiàn)。另外，短消息服務(wù)中心能夠存儲(chǔ)信息，對(duì)由于關(guān)機(jī)或其它原因而沒(méi)有收到的短消息臨時(shí)存儲(chǔ)，只要提交短消息時(shí)間有效期設(shè)置恰當(dāng)， 4 等到再開(kāi)機(jī)后仍然可以接收此短消息。 (4)多種數(shù)據(jù)承載能力。 短消息服務(wù)有三種模式 :塊模式、文本模式和 PDU （ Protocol Description Unit）模式。其中， PDU模式時(shí)下最為流行，它可以傳輸文字、聲音及圖像，特別是現(xiàn)在彩信的出現(xiàn)使人們可以 傳輸彩色照片。 隨著短消息協(xié)議的發(fā)展，短消息將來(lái)能支持更多樣化的數(shù)據(jù)。 短消息的這些優(yōu)點(diǎn)是目前很多無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊所不能及的。短消息業(yè)務(wù)獲得了巨大的成功，但其也存在一些弊端與不足之處，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面 [6]： (1)短消息服務(wù)中心處理能力不夠，每秒只能處理幾百條短消息。特別在各個(gè)節(jié)日，像春節(jié)、元旦等，短消息業(yè)務(wù)量急速上升，存在著很長(zhǎng)的延時(shí)，嚴(yán)重時(shí)短消息中心發(fā)生阻塞，服務(wù)質(zhì)量下降。 (2)每條短消息長(zhǎng)度有限。超過(guò) 140個(gè)字節(jié)的短消息則需拆分成多條消息子段傳輸，增加了服務(wù)的成本，并且不利于收信者的查看。 (3)垃圾 短信泛濫，對(duì)人們的正常生活造成一定影響。 短信息技術(shù)分析 [7] AT(Attention)指令集 單片機(jī)與 TC35模塊通信是通過(guò) AT指令。由 AT指令可以進(jìn)行呼叫、短信、電話(huà)本、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、補(bǔ)充業(yè)務(wù)、傳真等方面的控制。 AT指令集中有多套指令，包括呼叫控制命令、網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)命令、安全性命令、電話(huà)本命令、短消息命令、補(bǔ)充業(yè)務(wù)命令、數(shù)據(jù)命令、傳真命令、串口控制命令。本系統(tǒng)中只涉及到短消息和串口的命令控制。 一般的 AT命令都由 AT開(kāi)頭，除了發(fā)送短消息最后是以 Ctrl+Z結(jié)束外，其余的都是以 回車(chē)符 CR結(jié)束的。響應(yīng)形式都是 CRLFresponseCRLF。 下 表 1列 出了 AT命令的語(yǔ)法規(guī)則 [8]。 表 1 AT命令的語(yǔ)法規(guī)則 類(lèi)型 格式 功能 測(cè)試命令 AT+CXXX=? 模塊返回由相應(yīng)命令或內(nèi)部處理設(shè)置的參數(shù)和值范圍列表 讀命令 AT+CXXX? 模塊返回當(dāng)前設(shè)置的參數(shù)或參數(shù)值 寫(xiě)命令 AT+CXXX=?? 模塊返回用戶(hù)定義的參數(shù)值 執(zhí)行命令 AT+CXXX 讀取在 GSM 內(nèi)部處理器的不變參數(shù) 5 單片機(jī)通過(guò)串行接口直接向 TC35模塊發(fā) AT命令，能完成多種功能。如網(wǎng) 絡(luò)登錄讀取SIM卡上的電話(huà)號(hào)碼、發(fā)送 SMS消息、接收 SMS消息等。這樣就可以方便簡(jiǎn)潔地實(shí)現(xiàn)短消息的收發(fā)、查詢(xún)和管理。由于本設(shè)計(jì)只涉及短信開(kāi)發(fā)，下面只 列出 與短消息相關(guān)的一些常用的 AT指令，如 表 2所示。 表 2 與短消息相關(guān) AT指令 AT指令 功能 AT+CMGC 發(fā)出一條短消息命令 AT+CMGD 刪除 SIM卡內(nèi)存的短消息 AT+CMGF 選擇短消息信息格式 :0PDU。1文本 AT+CMGL 列出 SIM卡中的短消息 AT+CMGR 讀短消息 AT+CMGS 發(fā)送短消息 AT+CMGW 向 SIM內(nèi)存中寫(xiě)入待發(fā)的短消息 AT+CMSS 從 SIM內(nèi)存中發(fā)送短消息 AT+CNMI 顯示新收到的短消息 AT+CPMS 選擇短消息內(nèi)存 AT+CSCA 短消息中心地址 AT+CSMP 設(shè)置短消息文本模式參數(shù) AT+CSMS 選擇短消息服務(wù) 短消息模式及編碼方式 3個(gè)模式，用于移動(dòng)臺(tái)和終端設(shè)備之間通過(guò)異步接口傳送 SMS短消息。主要分為 :Block模式、 Text模式和 PDU(Protocol Data Unit協(xié)議數(shù)據(jù)單元 )模式。其中 Block模式已逐漸被 PDU模式所取代。而 Text模式收發(fā)短信原理簡(jiǎn)單 ,程序?qū)崿F(xiàn)起來(lái)比較容易 ,但其顯著的缺點(diǎn)是只能收發(fā)英文信息而不能收發(fā)中文信息。 PDU模式則完全可以解決這個(gè)問(wèn)題 ,通過(guò) PDU編碼的短消息內(nèi)容不僅可以是英文而且也可以是中文 [7]。 PDU 模式下短消息采用了三種編碼方式 ,即 7bit、 8bit 和 USC2 編碼。 7Bit 編碼用于收發(fā)普通的 ASCII 字符 (如英文字符 ),8Bit 編碼通常用于收發(fā)數(shù)據(jù)消息 ,USC2 編碼用 6 于收發(fā) Unicode 字符 (如中文字符 ) [4]。 (1)7Bit 編碼：先將 8bit 數(shù)據(jù)所有的最高 位去掉 ,形成 7bit 數(shù)據(jù) ,接下來(lái)將第二個(gè)字節(jié)的最低位補(bǔ)充到第一個(gè)字節(jié)的最高位上 ,形成第一個(gè)新的 8bit 數(shù)據(jù)的字節(jié) ,依次將下一 7bit 數(shù)據(jù)的后幾位逐次移到前面，形成 8bit 數(shù)據(jù)。該方式最大發(fā)送短消息的字符數(shù)為 160 個(gè)。 (2)8Bit編碼：通常用于發(fā)送二進(jìn)制數(shù)據(jù) (0x00OxFF)信息，比如鈴聲、圖片等。每個(gè)字節(jié)按 16進(jìn)制格式發(fā)送，接收方與發(fā)送方應(yīng)協(xié)調(diào)一致。如 0x86按十六進(jìn)制格式為“ 86” ,實(shí)際發(fā)送“ 68”。此模式最大發(fā)送字符數(shù)為 140個(gè)。 (3)Unicode編碼： Unicode是統(tǒng)一字符編碼標(biāo)準(zhǔn)，采用 雙字節(jié)對(duì)字符進(jìn)行編碼，最大發(fā)送字符數(shù)為 70。 Unicode編碼特點(diǎn)是所有的字符都是以?xún)蓚€(gè)字節(jié)表示，不僅中文使用兩個(gè)字節(jié)表示，而且英文也使用兩個(gè)字節(jié)表示。 一般的 PDU 編碼由 A B C D E F G H I J K L M 十三項(xiàng)組成 [9]： A：短信息中心地址長(zhǎng)度， 2 位十六進(jìn)制數(shù) (1字節(jié) )。 B：短信息中心號(hào)碼類(lèi)型， 2 位十六進(jìn)制數(shù)。 C：短信息中心號(hào)碼， B+C的長(zhǎng)度將由 A中的數(shù)據(jù)決定。 D：文件頭字節(jié)， 2位十六進(jìn)制數(shù)。 E：信息類(lèi)型， 2位十六進(jìn)制數(shù)。 F：被叫號(hào)碼長(zhǎng)度， 2位十六進(jìn)制數(shù)。 G：被叫號(hào)碼類(lèi)型， 2位十六進(jìn)制數(shù)，取值同 B。 H：被叫號(hào)碼，長(zhǎng)度由 F中的數(shù)據(jù)決定。 I：協(xié)議標(biāo)識(shí)， 2位十六進(jìn)制數(shù)。 J：數(shù)據(jù)編碼方案， 2位十六進(jìn)制數(shù)。 K：有效期， 2位十六進(jìn)制數(shù)。 L：用戶(hù)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度， 2位十六進(jìn)制數(shù)。 M：用戶(hù)數(shù)據(jù)，其長(zhǎng)度由 L中的數(shù)據(jù)決定。 下面以發(fā)送的字符串是“ hello hello”為例 , PDU編碼如下： 08 91 683108807105F0 04 0D C8 683199701352F6 00 00 40112150750321 0A E8329BFD4697D9EC37 PDU編碼各組成部分的描述如下表 3所示。 7 表 3 PDU各組成部分說(shuō)明 分段 說(shuō)明 08 SMSC(Short Message Service Center短消息服務(wù)中心號(hào)碼 )的長(zhǎng)度 91 SMSC的地址類(lèi)型 (91表示國(guó)際號(hào)碼 ) 683108807105F0 服務(wù)中心號(hào)碼 (實(shí)際號(hào)碼是 8613800817500)。由實(shí)際號(hào)碼高位和低位交換后得到 ,由于服務(wù)中心號(hào)碼是一個(gè)奇數(shù)(13),加入 F來(lái)補(bǔ)齊 8位 04 SMS DELIVER的第一個(gè) 8位，即 文件頭字節(jié) 0D 發(fā)送號(hào)碼的長(zhǎng)度 C8 發(fā)送號(hào)碼的地址類(lèi)型 683199701352F6 被叫手機(jī)號(hào)碼 ,編碼類(lèi)似服務(wù)中心 00 協(xié)議標(biāo)識(shí) 00 數(shù)據(jù)編碼方案 (00:表示 7bit編碼 08:表示 UCS2編碼 ) 40112150750321 時(shí)間郵戳 (消息到達(dá)短信中心的時(shí)間 ,即表示 20201112 05:57:30) 0A 用戶(hù)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 E8329BFD4697D9EC37 用戶(hù)數(shù)據(jù) 3 系統(tǒng)硬件介紹及設(shè)計(jì) 在上面系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)分析一節(jié)中，已對(duì)系統(tǒng)的整體硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。此處對(duì)硬件結(jié)構(gòu)組成部分 TC35 通信模塊電路、電源電路和單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)介 紹。系統(tǒng)整體框圖如上面圖 2 所示。 系統(tǒng)電源電路 電源電路主要是由 L7805和 LM317這兩個(gè)三端穩(wěn)壓電源模塊構(gòu)成的。 L7805將輸入的直流電壓穩(wěn)壓在 +5V，輸出為整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)提供工作電壓，保證單片機(jī)系統(tǒng)的正常工作。LM317是個(gè)可調(diào)穩(wěn)壓器 ,它的可調(diào)范圍是 + +37V,此處通過(guò) 1K和 輸出電壓為 +,輸出連接到 ZIF(Zero Insertion Force)連接器的 15引腳，為 TC35模塊提供穩(wěn)定的電源。電路如圖 3所示。 8 圖 3 供電電源電路 TC35 模塊及 其外圍電路介紹 TC35模塊介紹 目前，市場(chǎng)上可供選擇的 GSM 模塊較多，國(guó)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)始使用的 GSM 模塊有 Fal的 A2D 系列、 Wavee 的 WMO2 系列、 SIEMENS 的 TC3X 系列、愛(ài)立信的 DM10/DM20 系列、中興的 ZXGM18 系列等，而且這些模塊的功能、用法差別不大。其中西門(mén)子的 TC35 系列模塊性?xún)r(jià)比很高，并已經(jīng)有國(guó)內(nèi)的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備入網(wǎng)證 [2]。所以本設(shè)計(jì)選用的是西門(mén)子TC3X 系列的 TC35。 TC35模塊是高性能通信模塊，主要由 GSM基帶處理器、 GSM射頻模塊、供電模塊 (ASIC)、閃存、 ZIF連接器、天線(xiàn)接口六部分組成。作為 TC35核心的基帶處理器主要處理 GSM終端內(nèi)的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)信號(hào)，并涵蓋了蜂窩射頻設(shè)備中所有的模擬和數(shù)字功能。它由一個(gè)混合了信號(hào)基帶 IC，包括所有蜂窩系統(tǒng)模擬和數(shù)字功能的單個(gè)芯片組成，核心是 C166MCU處理器和數(shù)字信號(hào)處理器，用來(lái)控制模塊內(nèi)的各種信號(hào)的傳輸、轉(zhuǎn)換、放大等處理過(guò)程。 GSM射頻部分是一個(gè)單片收發(fā)器 SMARTi，它由一個(gè)外差式接收器、上變頻調(diào)制環(huán)路發(fā)送器、一個(gè)射頻鎖相環(huán)路和一個(gè)全集成中頻合成器功能塊組成，共同完成對(duì)射頻信號(hào)的接收、發(fā)送等處理。由于 GSM 模塊電流變化非常大，空閑時(shí)電流小于 3mA，在通話(huà)期間電流最大可達(dá)到 2A，這就對(duì)供電電路提出了較高要求。 GSM模塊電源 ASIC部分使用線(xiàn)性電壓調(diào)節(jié)器把外部輸入電源電壓 VBATT+進(jìn)行穩(wěn)壓處理后供 GSM基帶處理器和 GSM射頻部分用。 GSM射頻部分的功率放大器對(duì)電源電壓要求不高，所以直接使用外部的輸入電壓 VBATT+。 SRAM用來(lái)存儲(chǔ)一些用戶(hù)配置信息、電話(huà)本和其他信息 [10][11]。 TC35模塊的 結(jié)構(gòu)如圖 4所示。 9 圖 4 TC35模塊結(jié)構(gòu)圖 TC35模塊主要特點(diǎn)如下 表 4所示 。 表 4 TC35主要特性表 特性 說(shuō)明 支持業(yè)務(wù) 語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、短消息、傳真業(yè)務(wù) 電源 單電源，范圍 頻段 雙頻 900MHz、 1800MHz 發(fā)射功率 2W（ 900MHz）、 1W（ 1800MHz） 工作電流損耗 正常電流 270mA3OOmA、峰值電流 待機(jī)狀態(tài) 10mA、省電狀態(tài) 3mA. 短消息 支持 TEXT和 PDU模式 通訊接口 RS232（指令和數(shù)據(jù)雙向傳送） 串口通訊波特率 300bps230Kbps(自動(dòng)波特率范圍 ) SIM卡操作電壓 3V/ SIM卡連接方式 外接 天線(xiàn) 由天線(xiàn)連接器連接外部天線(xiàn) 溫度范圍 工作溫度： 200C至 +550C 儲(chǔ)存溫度： 300C至 +850C 外型尺寸 功能 電話(huà)簿功能、多方通話(huà)、漫游檢測(cè) SIEMENS GSM 模塊 TC35 天線(xiàn)插 GSM 射頻部分 FLASH GSM 基帶處 理器 40 腳 ZIF 連 接 器 電源 ASIC 天線(xiàn) 10 TC35共有 40個(gè)引腳，通過(guò)一個(gè) ZIF連接器引出。這 40個(gè)引腳可以劃分為 5類(lèi)，即電源、數(shù)據(jù)輸入 /輸出、 SIM卡、音頻接口和控制。各引腳功能如 表 5所示 [6]。 表 5 TC35模塊引腳功能表 分類(lèi) 引腳號(hào) 引腳功能 電源 1－ 5 電源電壓輸入端 VBATT+ 6－ 10 地（ GND） 1 12 充電引腳 13 對(duì)外輸出電壓 (供外電路使用 ) 14 ACCU/TEMP接負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻 SIM卡 24 CCIN 25 CCRST 26 CCIO, 27 CCCLK 28 CCVCC 29 CCGND 音頻接口 33－ 40 語(yǔ)音接口、接電話(huà)手柄 控制 15 啟動(dòng)線(xiàn) /IGT 30 RTC backup 31 Power down 32 SYNC 數(shù)據(jù)輸入/輸出 16 DSR0 17 /RING0 18 RXD0 19 TXD0 20 CTS0 21 RTS0 22 DTR0 23 DCD0 11 TC35模塊外圍電路 TC35 模塊外圍電路由 IGT(Ignition)啟動(dòng)電路、 SYNC(Synchronization)指示燈電路、 SIM (Subscriber Identification Module)卡電路組成。 (1)IGT 啟動(dòng)電路： 對(duì) TC35模塊的控制， IGT信號(hào)非常的重要 ，只有正確的 IGT信號(hào)才可以使 TC35模塊正常的運(yùn)行。模塊的時(shí)序 如圖 5所示。 圖 5 TC35啟動(dòng)時(shí)序圖 啟動(dòng)時(shí)序圖如