摘  要： 介紹了SerialPort類常用的屬性和方法，對(duì)操作無線通信模塊M1206的主要AT命令格式及功能進(jìn)行了描述，針對(duì)短信傳輸采用的PDU數(shù)據(jù)格式單元及編碼方式進(jìn)行了闡述，重點(diǎn)論述了在C#語言中，使用SerialPort類發(fā)送短信的程序設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)方法。在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序開發(fā)中，使用短信收發(fā)功能完成信息發(fā)布，具有極高的應(yīng)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：SerialPort類；串口通信；無線通信模塊；短信

　基于GSM短信業(yè)務(wù)已經(jīng)滲透于生活的各個(gè)領(lǐng)域，為每個(gè)人所熟知和使用。本文介紹了使用.NET中提供的SerialPort類的屬性和方法驅(qū)動(dòng)無線通信模塊，使用AT命令實(shí)現(xiàn)短信收發(fā)。在學(xué)生學(xué)分預(yù)警網(wǎng)絡(luò)軟件開發(fā)中，設(shè)計(jì)學(xué)分預(yù)警短信發(fā)送功能，當(dāng)學(xué)生每學(xué)期的學(xué)分集低于教學(xué)計(jì)劃規(guī)定學(xué)分時(shí)，程序立即啟動(dòng)短信發(fā)送功能，提醒學(xué)生注意修訂后續(xù)的學(xué)習(xí)計(jì)劃，避免影響學(xué)生如期畢業(yè)，達(dá)到了預(yù)期的目的。
1 SerialPort類介紹
　基于無線通信模塊的短信收發(fā)的核心技術(shù)是實(shí)現(xiàn)串口通信。.NET Framework4.0類庫中System.IO.Ports命名空間，包含了控制串口通信的SerialPort類，該類提供了同步I/O和事件驅(qū)動(dòng)I/O、對(duì)中斷狀態(tài)的訪問以及對(duì)串口驅(qū)動(dòng)程序?qū)傩缘脑L問，使用該類可方便地實(shí)現(xiàn)所需要串口通信的多種功能[1]。
1.1 SerialPort類常用的屬性
　SerialPort類提供串行通信端口號(hào)，波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、校驗(yàn)位等屬性的設(shè)置，其中：
PortName：設(shè)置通信端口，如COM1、COM2等。
　BaudRate：設(shè)置通信格式中的波特率（即串口通信的速率），因進(jìn)行串口通信的雙方其波特率需要相同。如果用PC機(jī)連接其他非PC系統(tǒng)，波特率則決定于非PC系統(tǒng)。本軟件使用無線通信模塊的波特率是2 400 b/s。
　Parity：設(shè)置奇偶校驗(yàn)位，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為枚舉類型。枚舉元素為：Odd、Even、Mark、None、Space。
　DataBits：數(shù)據(jù)位長(zhǎng)度，取值為５、７、８。
　StopBits：停止位，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為枚舉類型。枚舉元素為：None、One、OnePointFive、Two。
對(duì)于兩個(gè)進(jìn)行串行通信的端口，這些參數(shù)必須匹配。
1.2 SerialPort類的常用方法
1.2.1 串口的打開和關(guān)閉
　SerialPort類提供Open（）和Close（）方法來實(shí)現(xiàn)串口的打開或關(guān)閉。
1.2.2 數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收
　SerialPort類提供Write（）和WriteLine（）方法發(fā)送數(shù)據(jù)，其中：Write（）方法用于發(fā)送字節(jié)數(shù)組、字符數(shù)據(jù)或字符。WriteLine（）方法可發(fā)送字符串，當(dāng)發(fā)送完數(shù)據(jù)后，會(huì)將換行符作為數(shù)據(jù)也發(fā)送給對(duì)方。
SerialPort類提供Read（）和ReadLine（）方法接收數(shù)據(jù)，其中：Read（）方法接收數(shù)據(jù)時(shí)，需要定義一個(gè)字節(jié)或數(shù)組變量來保存讀取的數(shù)據(jù)，結(jié)果返回實(shí)際讀取的字節(jié)或字符數(shù)。ReadLine（）方法接收數(shù)據(jù)時(shí)，讀取數(shù)據(jù)直至遇到一個(gè)換行符，然后返回一個(gè)字符串代表一行信息接收完成。
2 SerialPort類的應(yīng)用
2.1無線通信模塊
　WaveCom公司推出的GSM/GPRS的無線通信模塊M1206，它支持GSM07.05短信協(xié)議和GSM07.07接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，支持移動(dòng)、聯(lián)通以及小靈通用戶收發(fā)短信，適用于各行各業(yè)各個(gè)領(lǐng)域作為無線數(shù)據(jù)通信、短信息通告和短信查詢等應(yīng)用。
2.1.1 操作無線通信模塊M1206的主要AT命令集及功能描述
　無線通信模塊與計(jì)算機(jī)之間的通信協(xié)議是一些AT指令集，每個(gè)指令以AT+開頭，以回車結(jié)尾。每個(gè)命令執(zhí)行成功與否都有相應(yīng)的返回[2]。在短信收發(fā)軟件中常用的AT指令如下：
　ATE0：檢測(cè)無線通信模塊M1206，關(guān)閉命令回顯。返回OK，說明GSM工作正常。
　AT+CMGF=0：設(shè)置發(fā)送和接收短消息方式命令。當(dāng)值為“０”時(shí)為PDU模式，短信息正文經(jīng)過USC2編碼轉(zhuǎn)換為16 bit的Unicode碼后被傳送，最多70個(gè)字符；當(dāng)值為“１”時(shí)為TEXT模式，此時(shí)只可傳送140個(gè)字符，由于短信息的內(nèi)容均為８ bit表示的ASCII碼，實(shí)現(xiàn)方法比PDU方式簡(jiǎn)單。
　AT+CMGS=<PDU的十進(jìn)制長(zhǎng)度>：發(fā)送短消息命令，模塊M1206收到此命令后，若響應(yīng)正常，則返回“>”提示符，這時(shí)便可發(fā)送數(shù)據(jù)信息，并以Ctrl/Z（ASCII=0x1A）結(jié)束。
　AT+CSMP＝<fo>，<vp>，<pid>，<dcs>：用于設(shè)置文本模式參數(shù)，其中：<fo>設(shè)置使用短信提交，<vp>設(shè)置短信息的有效周期，<pid>為協(xié)議標(biāo)識(shí)符，<dcs>設(shè)置短信息的編碼方案。
AT+CNMI=1，1，0，0，1：設(shè)置新消息指示方式命令。此命令使M1206收到短信時(shí)返回的命令為"+CMTI：   "SM"，短信息索引號(hào)"。
　AT+CMGR=<index>：接收短消息命令，index為最新收到的短信息索引號(hào)。
發(fā)送短信息時(shí)使用的控制符：結(jié)束符（<CR>）十六進(jìn)制的0x0D；發(fā)送符（<Ctrl/Z>）十六進(jìn)制的0x1A。
2.1.2 無線通信模塊的硬件連接
　PC機(jī)通過RS232串口與無線通信模塊M1206連接，將SIM卡插入無線通信模塊的插卡槽，最后接通無線通信模塊外接電源。觀察指示燈，若指示燈開始閃爍，證明無線通信模塊連接正確，可以使用；若指示燈不亮，則需要檢查無線通信模塊的連接是否正確，或者無線通信模塊是否完好。
2.2 短信傳輸數(shù)據(jù)單元格式的解析及編碼
　短信發(fā)送的常用編碼格式有兩種：Text模式和PDU（Protocol Description Unit）模式。Text模式收發(fā)短信代碼簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)起來比較容易，但不支持中文短信；PDU 模式既支持英文，又支持中文。目前，PDU模式應(yīng)用最為廣泛，中國移動(dòng)和中國聯(lián)通都提供支持PDU模式的短消息業(yè)務(wù)。PDU模式收發(fā)短信可以使用3種編碼：7 bit、8 bit和UCS2編碼。7 bit編碼用于發(fā)送普通的ASCII字符，8 bit編碼通常用于發(fā)送數(shù)據(jù)消息，UCS2編碼用于發(fā)送Unicode字符。本文收發(fā)短信軟件采用PDU模式的UCS2編碼方式。
2.2.1 PDU數(shù)據(jù)單元格式解析
　PDU數(shù)據(jù)單元不僅包含可傳輸?shù)南⒈旧?，還包括其他很多信息。如：SMS服務(wù)中心號(hào)碼、目標(biāo)號(hào)碼、回復(fù)號(hào)碼、編碼方式和服務(wù)時(shí)間等[3]。PDU數(shù)據(jù)包格式有：SCA、PDU-type、MR、DA、PID、DCS、VP、UDL、UD。分別描述如下：
　SCA（Service Center Address）短消息服務(wù)中心地址，包含三個(gè)部分：①Length是服務(wù)中心地址長(zhǎng)度，取值為00時(shí)，表示使用SIM卡上設(shè)置的短信中心號(hào)碼。②Type是短信中心地址的類型，取值為81時(shí)為國內(nèi)號(hào)碼；取值為91時(shí)為國際號(hào)碼。③服務(wù)中心地址。
　PDU-type：設(shè)置PDU類型。取值為51時(shí)，代表有報(bào)頭短信；取值為11時(shí)，代表普通短信。
MR：是消息參考。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，用于設(shè)置目的地址號(hào)碼長(zhǎng)度。值為0x0D時(shí)，表示目的地址號(hào)碼長(zhǎng)度為13。    DA：目的地址。取值為91時(shí)，表示目標(biāo)號(hào)碼是國際號(hào)碼（帶+號(hào)）；如果為81時(shí)，則表示是本地號(hào)碼。
　PID：協(xié)議標(biāo)識(shí)。值為00時(shí)，表示普通GSM類型，點(diǎn)到點(diǎn)方式。
　DCS：數(shù)據(jù)編碼方案。用于設(shè)置短消息內(nèi)容的編碼方式。取值為08時(shí)，是UCS2編碼，用于漢字；取值為00時(shí)，用于英文字符；取值為04時(shí)，用于圖片等數(shù)據(jù)。
　VP：短信有效期。取值為00時(shí)，表示短信有效期為5 min。
UDL：用戶數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。使用UCS2編碼方式時(shí)，則表示后面用戶數(shù)據(jù)段的長(zhǎng)度（即UD的字節(jié)數(shù)）。
UD：用戶數(shù)據(jù)，即傳輸數(shù)據(jù)內(nèi)容Unicode編碼。
2.2.2 發(fā)送消息內(nèi)容的編碼方式
　發(fā)送的消息內(nèi)容要進(jìn)行正確的編碼才可以發(fā)送到串口，否則接收到的將會(huì)是亂碼。其編碼遵循USC2編碼的規(guī)則進(jìn)行編碼，即將每個(gè)字符（1~2 B）轉(zhuǎn)換為16 bit的Unicode碼。
信息中心發(fā)送SIM卡號(hào)碼，接收方SIM卡號(hào)碼的編碼方式是：將每?jī)晌粩?shù)據(jù)位置互換，余下最后單個(gè)位的補(bǔ)F。
　編碼后的消息組成=089168＋發(fā)送SIM卡地址編碼＋11000D9168＋接收手機(jī)號(hào)碼編碼＋000800＋短信息內(nèi)容編碼后的字節(jié)數(shù)＋短信息內(nèi)容編碼＋Ctrl/Z。其中，“+”為字符串連接符，不發(fā)送。
2.3 短信發(fā)送程序的設(shè)計(jì)思想與實(shí)現(xiàn)方法
　在使用SerialPort類進(jìn)行串口通信時(shí)，一般的程序流程是設(shè)置串行通信端口號(hào)、波特率、數(shù)據(jù)位數(shù)、停止位和校驗(yàn)位，再打開串口連接，發(fā)送數(shù)據(jù)，最后關(guān)閉串口連接。C＃語言中調(diào)用SerialPort類時(shí)首先要添加引用語句：using System.IO.Ports[4]，定義SerialPort類實(shí)例，并直接初始化，設(shè)置串行通信端口以及波特率（與無線通信模塊波特率一致）等參數(shù)。
　發(fā)送消息內(nèi)容編碼的實(shí)現(xiàn)通過.NET Framework提供的Encoding類實(shí)現(xiàn)Unicode編碼。在Ｃ＃中調(diào)用此類需引用名稱空間System.Text；使用for語句完成發(fā)送和接收SIM卡號(hào)碼的編碼轉(zhuǎn)換。
使用SerialPort類的Write（）方法發(fā)送AT指令及PDU數(shù)據(jù)包，即完成短信的發(fā)送。
關(guān)鍵程序代碼如下：
/*端口初始化*/
SerialPort my_send=new SerialPort（"com1"，2400，Parity.None， 8，StopBits.One）；
　 string Send_No="13800532112"；          
　 string RecieveNo=13005321618；
  string Note="同學(xué)你好！學(xué)分集欠缺！"；
  string message="089168"；    
　 /*發(fā)送地址編碼*/
char[]Pdumcenter=（Send_No+"F"）.ToCharArray（）；
　for （int i=0；i<Pdumcenter.Length；i+=2）
  {
    message+=Pdumcenter[i+1].ToString（）；
    message+=Pdumcenter[i].ToString（）；
  }
    message+="11000D9168"；
  /*接收目的地址編碼*/
char[]PduRecieveNo=（RecieveNo+"F"）.ToCharArray（）；
  for （int i=0；i<RecieveNo.Length；i+=2）
      {
  message+=PduRecieveNo[i + 1].ToString（）；
  message+=PduRecieveNo[i].ToString（）；
        }
  message+="000800"；
   /*消息內(nèi)容編碼*/
 byte[] Unote=Encoding.Unicode.GetBytes（note）；
  message+=Unote.Length.ToString（"X2"）；
  for （int i=0；i<Unote.Length； i+=2）  
　{
     message+=Unote[i+1].ToString（"X2"）；
     message+=Unote[i].ToString（"X2"）；
　}
   int PduLength=（message.Length-18）/2；
 /*發(fā)送信息*/
  Try
{
my_send.Open（）；
my_send.Write（"AT+CMGF=0\r"）；             
my_send.Write（"AT+CSMP=17，167，0，240\r"）；   
my_send.Write（"AT+CMGS="+PduLength+ "\r"）；
my_send.Write（message）；
my_send.Write（Encoding.ASCII.GetBytes（"\x1A"），0，
Encoding.ASCII.GetBytes（"\x1A"）.Length）；
my_send.Close（）；
 }
 　 catch
  　{Response.Write（"發(fā)送失?。?quot;）；}

　在VS.NET2010平臺(tái)上使用C#語言開發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件，引用SerialPort類，實(shí)現(xiàn)與無線通信模塊WaveCom M1206通信；使用AT命令發(fā)送、接收短信。在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序開發(fā)中，使用SerialPort類實(shí)現(xiàn)短信收發(fā)功能，完成信息發(fā)布有極高的應(yīng)用價(jià)值，如在健身房會(huì)員管理軟件中設(shè)計(jì)會(huì)員短信通知功能，將健身房的優(yōu)惠信息、會(huì)員卡有效期預(yù)警等信息，通過短信隨時(shí)發(fā)送給各位會(huì)員，使會(huì)員能夠合理安排健身計(jì)劃。本文方法在實(shí)際應(yīng)用中取得了很好的效果。
參考文獻(xiàn)
[1] WEIMENG L.C#與VB .NET網(wǎng)絡(luò)通信開發(fā)實(shí)戰(zhàn)[M].田國法，吳蘭陟，譯.北京：人民郵電出版社，2008.
[2] GSM 07.07：Digital cellular telecommunications system （Phase 2+）； AT command set for GSM mobile equipment 2004.
[3] 王國軍.GSM長(zhǎng)短信PDU編碼分析[J].電腦與信息技術(shù)2011，19（2）：48-50.
[4] 鄒建峰.ASP.NET動(dòng)態(tài)網(wǎng)站設(shè)計(jì)教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2011.