GSM设备短信收发实验

1、深 圳 大 学 实 验 报 告 课程名称： 移动通信 实验项目名称：GSM设备短信收发实验 学院： 信息工程学院 专业： 通信工程 指导教师： 王滔滔 报告人：陈凯铭 学号：2012130201 班级： 02 实验时间： 实验报告提交时间： 教务处制一、实验目的1. 了解GSM网络中短消息业务的组成结构；2. 了解GSM网络中短消息收发的过程；3. 熟悉短消息的数据格式；4熟悉GSM模块进行短信收发的AT命令。二、实验原理短信业务（Short Messaging Service，SMS）当前最流行的一种消息技术，是GSM中唯一不要求建立端-端业务路径的业务，是非对称的。移动电话之间通过它可以相

2、互收发短消息，短消息的内容可以是文本、数字或二进制非文本数据简单方便易用，这种短信的长度被限定在140字节之内。消息的传输总是由处于GSM外部的短消息服务中心（SMSC）进行中继，消息有目的地或起源地，但只与用户和SMSC有关，而与其他GSM基础设施无关。SMS有两大突出优点：（1）存储转发机制。SMS传送数据包的工作由移动网络中的短消息中心而不是终端用户来完成，如果用户不在服务区内，短消息就被存储在短消息中心，等用户出现之后再转发给他，这是GPRS等业务所不具备的。（2）传递确认机制。在电路交换数据环境中，连接是端到端的，所以用户能够知道连接是否完成，以及数据传递的情况，但在GPRS环境中，

3、附属于GPRS承载体的终端是“永远在线”的，它在任何时候都准备透明地(相对于用户而言)传送或接收数据，这样一来，检查数据包是否发送成功的任务就落到了用户头上，对于每一次分组数据业务，其相应的成本也会比SMS高。短消息业务包括点对点短消息业务和小区广播短消息业务。点对点短消息业务是指将一条消息从一个实体发送到指定的目的地址的业务。小区广播业务是指通过基站向指定区域内的所有用户发送短消息的业务。SMS使用7号信令（SS7）信道来传输数据分组，允许一个用户在话音或数据呼叫的同时接收一个文本消息。图5-16-1为SMS网络的组成结构框图。为了实现短消息业务，移动通信实体和短消息服务中心(SMSC)之间

4、需要交换必要的信令，包括移动台发出消息的传送过程和移动台接收消息的过程。图5-16-1 SMS网络结构移动台发出消息的传送过程：该过程是把从一个用户发送到短消息服务中心（SMSC）。当移动用户发送已调短消息时，处理该用户请求的服务MSC则从访问位置寄存器(VLR)中申请有关用户的相关信息。当VLR返回相关信息后，服务MSC向关口MSC转发短消息。通过关口MSC把短消息发送给SMSC。SMSC收到短信后，向关口MSC确认，关口MSC再向服务MSC发送转发完成的确认消息。最后服务中心告知移动用户短消息已转发完成。具体过程如图5-16-2所示。图5-16-2 由移动台发出短消息的传送过程移动台接收消

5、息的传送过程：该过程是从SMSC转发一条或多条短消息至一个移动用户。SMSC将需要转发的短消息先发送给关口MSC。关口MSC根据所收到的短消息内容，向HLR查询，以获得将短消息传送到相应服务MSC的路由信息。根据所获得的路由信息，关口MSC将短消息转发到相应的MSC。然后服务MSC向VLR申请所要接收短消息用户的信息。VLR收到此消息后，则开始寻找移动用户的过程。一旦找到用户， VLR回送给服务MSC申请用户信息的确认。服务MSC则开始向用户转发短消息。转发结束后，用户发一确认的消息至服务MSC。最后由关口局MSC向SMSC送确认信息，表明短消息已成功的转发。具体过程如图5-16-3所示。图5

6、-16-3 由移动台接收短消息的传送过程由于移动台不可达等原因，MSC不能向移动台发送短消息，则短消息将在SMSC保存一段时间。当服务MSC检测到某一用户可以到达时，即向VLR会发送接入请求，SMSC收到确认消息，则触发新的传送尝试。本实验采用了GSM模块来完成和移动网络的接入。利用对GSM模块的接口进行改造后，和单片机在物理层上互联。由单片机通过AT指令控制GSM模块的工作，并通过键盘选择相应的操作，通过液晶来显示短信的收发内容。点对点收发短消息分为三种模式：Block模式、Text模式和PDU模式。Block模式应用很少，逐渐被PDU模式代替。Text模式发送短信开发起来相对容易，是一种不

7、错的选择，使用Text模式开发只能发送ASCII码，对于中文的Unicode码不能发送。PDU模式开发起来比较复杂，并且需要编写专门的函数来本转换为PDU格式， PDU模式收发短信可以使用三种编码: 7-bit、8-bit和UCS2编码。 7-bit编码用于发送普通的ASCII字符，8-bit编码通常用于发送数据消息，UCS2编码用于发送Unicode字符。我们要实现中文短信的发送,所以选择UCS2,即中文Unicode码。接收到的PDU串不仅仅包含了消息，而且还有很多发送者的信息， SMS服务中心，时间标志等等。这些都是以8位字节的16进制数，或者半8位字节的十进制数。发送的PDU的编码格式

8、大致包含以下字段:“ 短消息中心长度”+“短消息中心国家编码”+“短消息中心”+“状态报告”+“分割符”+“目标号码的长度（14位）”+“国家编码”+“目标号码”+ “TP-PID.协议标识”“短信内容编码格式”“有效期标志”“短消息内容长度”“消息内容”。PDU编码格式中也可以使用默认的短信中心，则不需要字段23。但是PDU格式的第一个字段则为“00”，表示默认短消息中心。例如一个PDU编码串为：0891683110301405F031000D91683136326449F00008A7044F60597D（1）08 SMSC地址信息的长度(91683110301405F0共八位字节)（2）

9、91 SMSC地址格式，短消息中心有国家编码，没有为81 （3）683110301405F0 SMSC地址(8613010341500南京联通的短信服务中心号码)（4）31 基本参数(TP-MTI/VFP)，需要状态报告为31，不需为11（5）00分割符（6）0D 目标SIM卡号码长度(683159717456F4按阿拉伯数字个数计13位，F为填充)（7）91 SMSC地址格式，目标SIM卡编码有国家编码，没有为81（8）683136326449F0 对方手机SIM卡号(+8613632346940)（9）00 TP-PID.协议标识,一般为00（10）08 短信内容的编码格式，bit7编码是

10、00,UCS2编码是08（11）A7 有效期TP-VP（TP-Valid-Period） VP value(&h) 相应的有效期 00 to 8F (VP+1)*5 分钟 90 to A7 12小时+(VP-143)*30分钟 A8 to C4 (VP-166)*1天 C5 to FF (VP-192)*1 周（12）04 正文4字节（13）4F 60 59 7D 你好 短消息内容的Unicode编码使用默认的短信中心时，上述PDU编码串变为0031000D91683136326449F00008A7044F60597D即上述第（1）段变为00，没有（2）（3）两段，其它各段完全一样。

11、上述的（3）和（8）字段的号码经过了位移处理，并填充F以确保该字段号码位数为偶数。其中（1）（3）段又简称SMSC地址，（4）（13）简称为TPDU。AT命令说明AT+CSCA=nnnn设置短消息中心，nnnn为消息中心号码AT+CPMS=“nn“,“nn“,“nn“设置存储区：nn=SM时选择SIM卡，nn=ME选择机身AT+CMGS= “nnnn”TEXT模式发送短信，nnnn为电话号码AT+CNMI=a,b,c,d,e新消息提示,实验中设置为: 1,1,0,0,1AT+CPMF=n设置短信收发方式：n=1为TEXT模式，n=0为PDU模式AT+CMGR=n读取当前存储区的第n条短信AT+

12、CMGD=n删除当前存储区的第n条短信AT+CSDH=n设置短信返回方式：n=0为简单模式，n=1为详细模式下面是本实验收发短信用到的AT命令。三、实验准备1.将实验箱关机，在实验箱右下的A扩展接口安插上“GSM开发模块”，将麦克风和耳机与“GSM开发模块”进行连接。用配套的RS232连接线连接“GSM开发模块”和计算机。2. 正确插入SIM卡，打开移动实验箱电源，等待初始化完成；3. “GSM开发模块”右上角的“MCU-GSM”指示灯先亮几秒后熄灭，然后“PC-GSM”对应的指示灯亮；注意：如果“MCU-GSM”指示灯始终亮，则表明“GSM开发模块”的速率不是1200bps，此时，首先按“G

13、SM开发模块”左下角的“工作方式选择”按钮，使模块右上角“PC-GSM”对应的指示灯亮。然后按照 “实验十五 GSM模块配置实验”的“三、实验内容”的“3. GSM通信速率设置”将其速率设置为1200 bps。4. 若“GSM开发模块”运行正常，右下角的“RUN”指示灯将在一阵常亮和一阵快闪烁后变为慢闪烁，此时表示SIM卡用户已正常注册网络可以使用了。否则请管实验箱电源，检测天线连接是否正常，检测SIM安装是否正常，更换SIM卡。四、实验内容（一）在移动实验箱上收发短信在移动实验箱上收发短信时，GSM的短信收发，是由移动实验箱上的SYS单片机通过AT命令自动完成的，不再需要用户编写和解读AT命

14、令了。1. 按“GSM开发模块”左下角的“工作方式选择”按钮，使模块右上角“SYS-GSM”对应的指示灯亮，此时实验箱上的主单片机和“GSM开发模块”上的GSM模块连接；2. 先按键盘上的“菜单”键，再按键盘上的“短信”键，则液晶上显示如下：GSM短信收发实验1 发送2接收3. 选择1，则进入短信发送界面，输入接收短信的移动台（或手机）号码（11位），然后按下“/确认”键，表示确认，并进入短信编辑方式选择状态；按下“1”键进入“选择短信序号”方式，显示屏显示短信编号和内容，可以通过“/确认”键和“/取消”键查看更多的短信。按下相应的数字编号选择要发送的短信内容，并启动短信发送程序；按下“2”键

15、进入“编辑数字短信”方式，可以用键盘输入数字，输入完毕后按下“/确认”键，启动短信发送程序；按下“3”键进入“编辑数字短信”方式，此时数字19分别代表字母AI，可以用键盘输入字母，输入完毕后按下“/确认”键，启动短信发送程序；成功发送后，液晶上会显示“发送成功”。观测接收移动台（或手机）是否收到短信，并比较接收短信的内容与发送的短信是否一致，并获知发送移动台号码。4. 选择2，则移动台进入短信接收界面，等待短信的接收。从其他移动台（或手机）编辑短信，发送一条短信。观测接收移动台是否收到了短信，和发送方的发送内容是否一致？能否从接收的内容中得知发送方的号码？注：移动台作为接收方时，可以接收任意的

16、字符短信（包括英文、数字等），但是由于液晶屏的显示有限，字符不要超过16个。对应中文短信，可以显示“你好”、“您好”和“工作顺利”，其他的中文短信显示对应的Unicode编码（每个汉字4个字符）。（二）在PC机上收发短信在PC机上发送AT命令控制GSM模块进行短信收发实验时，可以使用各种串口调试软件。下面以本实验箱配套的“移动GSM短信软件”来说明用AT命令控制GSM模块收发短信的过程。如图5-16-4所示。图5-16-4 移动GSM短信软件（AT命令输入）1收发短信的准备（1）按“GSM开发模块”左下角的“工作方式选择”按钮，使模块右上角“PC-GSM”对应的指示灯亮，此时计算机和“GSM开

17、发模块”上的GSM模块连接；（2）运行计算机上的移动GSM短信软件，得到如图5-16-4界面，否则在该软件的“仪器”菜单中点击“PC<>GSM”， 或者点击“切换到PC<>GSM”按钮。选择正确的COM口（默认为COM1），波特率为1200；如图5-16-5 移动GSM短信软件（波特率设置）。图5-16-5 移动GSM短信软件（波特率设置）（3）设置GSM模块命令返回结果码为字符模式；A 在命令输入框中输入:ATV1B 按下“Enter”键或点击“发送命令”按钮C 接收信息框中显示GSM模块返回结果码为：OK（4）设置短消息中心（现在的SIM卡都已设置该号码，可以省略本

18、步骤）A 在命令输入框中输入：AT+CSCA=”nnnnn” (nnnn为短信中心号码，引号为英文字符）；B 按下“Enter”键或点击“发送命令”按钮C 接收信息框中显示GSM模块返回消息为：OK（5）设置短信存储区域短信可存储在SIM卡上，也可存储在GSM模块上，可通过命令进行设置。A 在命令输入框中输入：AT+CPMS=”ME”,”ME”,”ME” （SM表示存储区域为SIM卡，ME表示存储区域为GSM模块本身）B 按下“Enter”键或点击“发送命令”按钮C 接收信息框中显示GSM模块返回消息为：OK（6）设置短消息到达时GSM发送提示信息设置短消息到达时，GSM将发送提示信息，提示信

19、息指明存储区域和序号，这样便于读取接收到的短信内容。A 在命令输入框中输入：AT+CNMI=1,1,0,0,1B 按下“Enter”键或点击“发送命令”按钮C 接收信息框中显示GSM模块返回消息为：OK（7）设置短消息模式 短消息模式可设置为Text模式和PDU模式。AT命令AT+CMGF=n，n为0表示PDU模式，n为1表示TEXT模式。发送英文短消息选择Text模式。A 在命令输入框中输入：AT+CMGF=1B 按下“Enter”键或点击“发送命令”按钮C 接收信息框中显示GSM模块返回消息为：OK2用AT命令控制GSM接收短信过程如下（1）GSM模块接收短消息 通过上述第（6）步的设置，

20、当GSM模块收到短信时，将会送出提示信息，这时在“移动GSM短信软件”的接收信息框中会显示收到的提示信息，如：+CMTI: "ME",2其中“ME”表示短消息存储在GSM本身的存储区中，“2”表示这是GSM存储区中接收到第2条短消息。（2）用TEXT模式读取短消息A、在命令输入框中输入：AT+CMGF=1 （设置读取模式为TEXT模式）B、按下“Enter”键或点击“发送命令”按钮C、接收信息框中显示GSM模块返回消息为：OKD、在命令输入框中输入：AT+CMGR=2 （读取第2条短信）E、按下“Enter”键或点击“发送命令”按钮F、接收信息框中显示GSM模块返回消息为：

21、+CMGR: "REC UNREAD","+8613570844317","07/11/07,10:25:43+32"Good morning."REC UNREAD"表示这是第1次读取收到的短消息。如果不是第1次读取则变为"REC READ""+8613570844317"为发送短消息方的电话号码"07/11/07,10:25:43"为短消息发出时间年月日时分秒，+32表示东8区（区数乘4）Good morning. 为短消息内容G、如果接收到中文短信，

22、则接收信息框中显示GSM模块返回消息为：+CMGR: "REC UNREAD","+8613570844317","07/11/07,10:27:58+32"4F60597D其它字段含义和F相同，4F60597D “你好”2个汉字的Unicode编码（3）用PDU模式读取短消息A 在命令输入框中输入：AT+CMGF=0 （设置读取模式为PDU模式）B 按下“Enter”键或点击“发送命令”按钮C 接收信息框中显示GSM模块返回消息为：OKD 在命令输入框中输入：AT+CMGR=1 （读取第1条短信）E 按下“Enter”键或点击“发送

23、命令”按钮F 接收信息框中显示GSM模块返回消息为：+CMGR: 1,240891683108200505F0040D91683118055781F9000870117001728523044F60597D第一行表明这是第一条短信，第二行是接收到的PDU字符串，说明如下：（1）08 SMSC地址信息的长度(91683108200505F0共八位字节)（2）91 SMSC地址格式，短消息中心有国家编码 （3）683108200505F0 SMSC地址京移动的短信服务中心号码)（4）04 表明接收到的是一条完整短信（5）0D 目标SIM卡号码长度(683118055781

24、F9按阿拉伯数字个数计13位，F为填充)（6）91 SMSC地址格式，目标SIM卡编码有国家编码（7）683118055781F9 对方手机SIM卡号(+6813815075189)（8）00 TP-PID.协议标识,一般为00（9）08 短信内容为UCS2编码（10）70117001728523 为短消息发出的时间和短消息中心的时区数乘4这里表示年月日时分秒分别为：07/11/07,10:27:58 东8区标志32。当然，这些信息经过了位移。（11）04 正文4字节（12）4F60597D 你好 短消息内容的Unicode编码（4）删除短消息 A 在命令输入框中输入：AT+CMGD=2 B

25、按下“Enter”键或点击“发送命令”按钮C GSM模块存储区中第2条短消息将被删除3用AT命令控制GSM发送短信过程如下（1）用TEXT模式发送英文短消息A 在命令输入框中输入：AT+CMGF=1 （设置发送模式为TEXT模式）B 按下“Enter”键或点击“发送命令”按钮C 接收信息框中显示GSM模块返回消息为：OKD 在命令输入框中输入：AT+CMGS=”nnnnnnnn” (nnnnnnnn为电话号码, 引号为英文字符）E 按下“Enter”键或点击“发送命令”按钮F 接收信息框中显示GSM模块返回消息为：>G GSM信息内容框中输入短消息：How are you?H 点击“发送

26、GSM消息内容”按钮（注意，如果用WINDOWS自带的“超级终端”软件，则应在G的短消息之后再输入Ctrl+Z）I GSM模块将输入短消息内容发送出去（几秒钟），并返回发送短信的存储位置和命令执行结果标志。如：+CMGS: 22OK（2）用PDU模式发送中文短消息A 在命令输入框中输入：AT+CMGF=0 （设置发送模式为PDU模式）B 按下“Enter”键或点击“发送命令”按钮C 接收信息框中显示GSM模块返回消息为：OKD GSM信息内容框中输入短消息的PDU串：0891683108200505F011000D91683118055781F9000800064F60597D00210891683108200505F011000D91683118055781F9000800064F60597D0021123456789要用自己的SIM卡发送短信，应该在上述PDU段中相应修改第3段，第6段，第8段和第9段。在上述PDU串中，第3段为本地