深入浅出VC++串口编程之短信应用开发

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=″+8613800531500″(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,273,268,45,14END　　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_MAPEND_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/r", 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"/r/n> "决定成功与否　if (nLength == 4 && strncmp(ans, "/r/n> ", 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/r"); // 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, "/r/n"); // 找下一行　　　ptr += 2; // 跳过"/r/n"　　　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/r", 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, intnStopBits){　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