GSM Modem核心模塊采用Wavecom公司的無(wú)線(xiàn)CPU模塊Q24PL001,。在Q24PL001模塊中，OpenAT與應(yīng)用程序的結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖2所示,。Q24PL001集成了ARM7內(nèi)核的32位CPU,，內(nèi)嵌OpenAT操作系統(tǒng)內(nèi)核，支持OpenAT嵌入式應(yīng)用程序設(shè)計(jì),。

3  基于短信遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
如圖3所示,，基于GSM網(wǎng)絡(luò)的短信遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)通常包括以下幾個(gè)部分：GSM Modem、上位機(jī)監(jiān)控終端,、移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的GSM網(wǎng)絡(luò)和GSM終端等,。

在一般產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,，GSM Modem作為發(fā)送GSM短信息的工具使用。PC機(jī)通過(guò)RS232串口與GSM
Modem相連,，根據(jù)通信協(xié)議處理短信數(shù)據(jù)將處理好的短信數(shù)據(jù)包打包,，通過(guò)RS232串口發(fā)送一系列標(biāo)準(zhǔn)Ar指令控制GSM Modem，由其將短信數(shù)據(jù)包發(fā)送至終端系統(tǒng),。本文重點(diǎn)研究簡(jiǎn)化上位機(jī)軟件,，將數(shù)據(jù)處理過(guò)程交給GSM Modem嵌入式系統(tǒng)軟件處理的方法。
4  GSM短信遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的通信報(bào)文設(shè)計(jì)
對(duì)于GSM遠(yuǎn)程通信系統(tǒng),，數(shù)據(jù)通信報(bào)文并無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),，設(shè)計(jì)者可以根據(jù)具體情況自由設(shè)計(jì)不同通信終端之間的數(shù)據(jù)通信報(bào)文。由于GSM網(wǎng)絡(luò)的短信數(shù)據(jù)通信接收端可以通過(guò)普通手機(jī)實(shí)現(xiàn)短信接收,，所以必須在短信數(shù)據(jù)通信報(bào)文設(shè)計(jì)中進(jìn)行數(shù)據(jù)加密設(shè)計(jì),，以防止非法用戶(hù)對(duì)GSM短信數(shù)據(jù)通信報(bào)文的破解和濫用，保證整個(gè)SMS短信控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性,。為了便于介紹,，在此以非加密的GSM短信數(shù)據(jù)通信報(bào)文為例，介紹GSM短信通信報(bào)文的設(shè)計(jì),。
一個(gè)常用GSM短信數(shù)據(jù)通信報(bào)文設(shè)計(jì)格式如下：

其中,，以$S作為短信數(shù)據(jù)通信報(bào)文的幀頭字節(jié)；6個(gè)字符作為接收端的認(rèn)證密碼,；S／T代表本報(bào)文的發(fā)送方為GSMModem(S)或短信終端(T),；報(bào)文內(nèi)容受短信數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的限制，一般在100字節(jié)以下,；以#作為報(bào)文的結(jié)束符,。
基于如上報(bào)文定義，一條上位機(jī)發(fā)出的SMS報(bào)文示例如下：
$S000000S0000AA100RlY2W3R4Y5G6Y7W5B#

其中,，$S為數(shù)據(jù)幀頭,；000000為SMS終端默認(rèn)的認(rèn)證密碼；S表明本數(shù)據(jù)來(lái)自GSM
Modem,；0000為服務(wù)器設(shè)備ID編號(hào),；AA表示當(dāng)前數(shù)據(jù)命令；10為十六進(jìn)制數(shù)據(jù)0x10,，表示當(dāng)前數(shù)據(jù)內(nèi)容長(zhǎng)度字節(jié),；0R1G2W3R4G5G6Y7W為報(bào)文內(nèi)容；5B為校驗(yàn)碼,；#為結(jié)束符,。
同理，短信終端返回至GSM Modem的SMS報(bào)文示例為：
$S888888T0055CC1930RX1YX2YX3YX4YX5Y6Y7YXEF#
其中，$S為數(shù)據(jù)幀頭,；888888為SMS上位機(jī)服務(wù)器端默認(rèn)的認(rèn)證密碼,；T表明數(shù)據(jù)來(lái)自短信終端；0055為終端設(shè)備ID編號(hào),；CC表示當(dāng)前返回?cái)?shù)據(jù)命令；19為十六進(jìn)制數(shù)據(jù)0x19,，表明當(dāng)前返回?cái)?shù)據(jù)內(nèi)容長(zhǎng)度字節(jié),；30RX1YX2YX3YX4YX5Y6Y7YX為返回?cái)?shù)據(jù)內(nèi)容；EF為校驗(yàn)碼,；#為結(jié)束符,。
5 GSM Modem短信數(shù)據(jù)通信報(bào)文處理流程
采用常規(guī)的上位機(jī)軟件來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，將數(shù)據(jù)通信報(bào)文整理好后再根據(jù)一系列的AT命令組合發(fā)送至GSM
Modem,，同時(shí)還需要解析來(lái)自若干個(gè)SMS終端的數(shù)據(jù)通信報(bào)文,。常規(guī)上位機(jī)服務(wù)器端軟件處理短信數(shù)據(jù)的流程如圖4所示。

上位機(jī)軟件數(shù)據(jù)處理過(guò)程中,，需要不停地對(duì)GSMModem進(jìn)行操作,，響應(yīng)GSM Modem接收到的數(shù)據(jù)，處理發(fā)送數(shù)據(jù)包,。在整個(gè)過(guò)程中,，GSM Modem只作為數(shù)據(jù)傳輸工具，不參與任何的數(shù)據(jù)處理,；而一般的SMS遠(yuǎn)程監(jiān)控通信系統(tǒng)的通信報(bào)文多達(dá)幾十乃至上百條,，會(huì)導(dǎo)致上位機(jī)軟件工作量非常大。為了便于上位機(jī)程序簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā),，結(jié)合Q24PL001模塊自身支持OpenAT嵌入式軟件的特點(diǎn),，將短信數(shù)據(jù)通信報(bào)文的發(fā)送處理和接收解析流程嵌入GSMModem內(nèi)，只保留一些簡(jiǎn)單的AT命令接口給上位機(jī)軟件控制,，大大減小了上位機(jī)軟件的工作量,。
6  基于OpenAT的通信協(xié)議報(bào)文封裝
OpenAT嵌入式操作系統(tǒng)是為廣泛的基于GSM／GPRS的模塊系統(tǒng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，用于實(shí)現(xiàn)嵌入式的短信數(shù)據(jù)通信協(xié)議報(bào)文封裝,，可以大大提高GSM Modem硬件系統(tǒng)的資源利用率,。基于OpenAT的程序設(shè)計(jì)流程分為SIM卡服務(wù)聲明,、短信服務(wù)聲明,、發(fā)送數(shù)據(jù)包處理和接收數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)解析等部分。
6.1  SlM卡初始化程序
在OpenAT嵌入式程序中,，啟動(dòng)SIM卡初始化的聲明函數(shù)為adl_simSubscribe(bpt_SimInitHandler,，"
")。其中，bpt_SimInitHandler為SIM卡
聲明返回函數(shù)：

其中,，事件ADL_SIM_EVENT_FULL_INIT表明SIM的初始化完成,。
6.2  短信服務(wù)初始化程序
在OpenAT嵌入式程序設(shè)計(jì)中，當(dāng)返回函數(shù)返回狀態(tài)為ADL_SIM_EVENT_FULL_INIT時(shí),，表明系統(tǒng)SIM卡初始化過(guò)程成功完成,，系統(tǒng)可以進(jìn)入短信聲明流程。短信功能聲明函數(shù)為：
ptk_SmsHandler=adl_smsSubscribe((adl_smsHdlr_f)bpt_SmsDataHandler,，＼(adl_smsCtrlHdlr_f)bpt_SmsCtrlHandler,，ADL_SMS_MODE_TEXT)；
其中,，ptk_SmsHandler為短信聲明函數(shù)返回句柄,；bpt_SmsDataHandler為短信數(shù)據(jù)處理返回函數(shù)；bpt_SmsCtrlHandler為短信發(fā)送狀態(tài)事件返回函數(shù),；ADL_SMS_MODE_TEXT參數(shù)表示采用TEXT模式進(jìn)行短信數(shù)據(jù)傳輸,。bpt_SmsDataHandler短信數(shù)據(jù)返回函數(shù)定義如下：

在該函數(shù)中，smsTel為接收到的短信電話(huà)號(hào)碼,，smsTimeLength為T(mén)EXT模式下的短信時(shí)間戳,，smsText為接收到的短信數(shù)據(jù)內(nèi)容。
SmsCtrlHandler短信發(fā)送事件返回狀態(tài)定義如下：

其中,，ADL_SMS_EVENT_SENDING_OK事件表明短信發(fā)送成功,。

6.3  SMS通信協(xié)議發(fā)送實(shí)現(xiàn)
對(duì)示例通信報(bào)文$S000000S0000AA100R1Y2W3R4Y5G6Y7W5B#來(lái)說(shuō)，報(bào)文的頭和尾以及S服務(wù)器標(biāo)志為固定字節(jié),；000000為終端訪問(wèn)密碼,，從Q24PL001模塊內(nèi)部Flash中調(diào)用；服務(wù)器ID碼0000及終端SIM卡號(hào)碼,，同樣從內(nèi)部Flash中通過(guò)OpenAT嵌入式API函數(shù)adl_flhRead函數(shù)調(diào)用,；命令字AA為固定命令字節(jié)；報(bào)文內(nèi)容通過(guò)AT命令接收自上位機(jī)軟件,。
該數(shù)據(jù)通信協(xié)議發(fā)送時(shí)通過(guò)OpenAT嵌入式API函數(shù)adl_smsSend()函數(shù)發(fā)送,。adl_smsSend函數(shù)定義如下：
adl smsSend(ptk SmsHandler，Telephone,，Message,，ADL_SMS_MODE_TEXT)
其中，ptk_SmsHandler為6.2節(jié)中短信聲明返回句柄,；Telephone參數(shù)為目標(biāo)的SIM卡號(hào)碼,；Message為封裝好的SMS短信數(shù)據(jù)通信報(bào)文；ADL_SMS_MODE_TEXT表明采用TEXT格式的短信傳輸,。
6.4  數(shù)據(jù)通信協(xié)議的接收處理
對(duì)于GSM Modem接收到的短信數(shù)據(jù)報(bào)文的處理,，相當(dāng)于發(fā)送短信數(shù)據(jù)報(bào)文的解包過(guò)程，主要過(guò)程在GetSmsDataPackage()函數(shù)中實(shí)現(xiàn)。處理后數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)軟件格式為：
RES：0001,，8,，30RX1YX2YX3YX4YX5Y6Y7Y
返回?cái)?shù)據(jù)通過(guò)串口發(fā)送至上位機(jī)，上位機(jī)軟件直接接收該字符串,，即完成短信數(shù)據(jù)的接收過(guò)程,。
7  GSM Modem AT命令設(shè)計(jì)
利用OpenAT操作系統(tǒng)自定義AT命令設(shè)計(jì)接口，定義GSM Modem對(duì)上位機(jī)的數(shù)據(jù)通信接口,。AT命令聲明函數(shù)如下：
adl_atCmdSubscribe("AT+SETDIS",，(adl_atCmdHandler_t)SetMode，ADL_CMD_TYPE_PARA∣ADL_CMD_TYPE_READ∣0x0041),；
其中，參數(shù)"AT+SETDIS"為自定義的AT命令接口,；SetMode為該AT命令的返回函數(shù),；第3個(gè)參數(shù)為當(dāng)前AT命令的類(lèi)型，ADL_CMD_TYPE_PARA為鍵入?yún)?shù)型,，ADL—CMD—TYPE—READ為讀參數(shù)型,，0x0041為AT命令類(lèi)型值，根據(jù)函數(shù)規(guī)定設(shè)置,。
在SETDIS命令中,，以“AT+SEDDIS=X，Y”類(lèi)型為自定義命令的訪問(wèn)接口,。在返回函數(shù)中,，第1個(gè)參數(shù)X作為SMS通信協(xié)議的命令字參數(shù)，第2個(gè)參數(shù)Y作為SMS通信協(xié)議的數(shù)據(jù)報(bào)文內(nèi)容參數(shù),。SMS數(shù)據(jù)報(bào)文目標(biāo)接收終端SIM卡號(hào)碼由“AT+SETTEL”命令預(yù)設(shè),，該命令定義如下：
adl_atCmdSubscribe("AT+SETTEL"，(adl_atCmdHandler_t)SetTel,，ADL_CMD_TYPE_PARA∣ADL_CMD_TYPE_READ∣0x0041)}
該命令用于首次設(shè)置GSM Modem,，將所有接收終端SIM卡號(hào)存入Q24PL001內(nèi)部Flash內(nèi)，以ID號(hào)標(biāo)識(shí),。
上位機(jī)通過(guò)串口鍵人“AT+SETDlS=0,，"0R1Y2W3R4 Y5G6Y7W"”，則GSM
Modem立即向相應(yīng)ID為0的終端發(fā)出數(shù)據(jù)包為$S000000S0000AA100R1Y2W3R4Y5G6Y7W5B#完整數(shù)據(jù),。

8  上位機(jī)軟件的操作實(shí)現(xiàn)
相對(duì)于復(fù)雜的數(shù)據(jù)報(bào)文運(yùn)算,，以及復(fù)雜的AT命令發(fā)送GSM短信數(shù)據(jù)包的上位機(jī)軟件系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，將短信數(shù)據(jù)報(bào)文封裝進(jìn)GSM Modem后,，對(duì)GSM Modem的控制操作變得簡(jiǎn)單,，只需要一條簡(jiǎn)單的AT命令，即可實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的短信數(shù)據(jù)包的傳輸。同樣對(duì)于接收到的數(shù)據(jù),，GSMModem完成數(shù)據(jù)包解包后,，立即通過(guò)RS232串口輸出簡(jiǎn)潔的響應(yīng)字符串，大大簡(jiǎn)化了上位機(jī)軟件的處理,。經(jīng)過(guò)對(duì)GSM Modem進(jìn)行短信協(xié)議報(bào)文封裝后的上位機(jī)軟件處理流程如圖5所示,。

結(jié)  語(yǔ)
在系統(tǒng)穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性要求較高的通信領(lǐng)域中，相比在上位機(jī)軟件中進(jìn)行協(xié)議處理,，將GSM Modem進(jìn)行嵌入式報(bào)文封裝處理簡(jiǎn)單而又高效,。另外，在很多無(wú)人值守的服務(wù)端平臺(tái),，只要保持GSM Modem開(kāi)機(jī),，數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)處理即可以直接由GSM Modem完成，而無(wú)需上位機(jī)電腦開(kāi)機(jī),，既方便了用戶(hù)操作,，又保證了SMS通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性。該設(shè)計(jì)已經(jīng)應(yīng)用于南寧及深圳市智能交通誘導(dǎo)系統(tǒng)中,，均取得較好的效果,。