.NET中SerialPort類在短信收發軟件中的應用

李麗萍，魏權利

（青島科技大學 信息學院，山東 青島 266061）

基于GSM短信業務已經滲透于生活的各個領域，為每個人所熟知和使用。本文介紹了使用.NET中提供的SerialPort類的屬性和方法驅動無線通信模塊，使用AT命令實現短信收發。在學生學分預警網絡軟件開發中，設計學分預警短信發送功能，當學生每學期的學分集低于教學計劃規定學分時，程序立即啟動短信發送功能，提醒學生注意修訂后續的學習計劃，避免影響學生如期畢業，達到了預期的目的。

1 SerialPort類介紹

基于無線通信模塊的短信收發的核心技術是實現串口通信。.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和事件驅動I/O、對中斷狀態的訪問以及對串口驅動程序屬性的訪問，使用該類可方便地實現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，波特率、數據位、停止位、校驗位等屬性的設置，其中：

PortName：設置通信端口，如 COM1、COM2等。

BaudRate：設置通信格式中的波特率（即串口通信的速率），因進行串口通信的雙方其波特率需要相同。如果用PC機連接其他非PC系統，波特率則決定于非PC系統。本軟件使用無線通信模塊的波特率是2 400 b/s。

Parity：設置奇偶校驗位，其數據結構為枚舉類型。枚舉元素為：Odd、Even、Mark、None、Space。

DataBits：數據位長度，取值為 5、7、8。

StopBits：停止位，其數據結構為枚舉類型。枚舉元素為：None、One、OnePointFive、Two。

對于兩個進行串行通信的端口，這些參數必須匹配。

1.2 SerialPort類的常用方法

1.2.1 串口的打開和關閉

SerialPort類提供 Open（）和 Close（）方法來實現串口的打開或關閉。

1.2.2 數據的發送和接收

SerialPort類提供 Write（）和 WriteLine（）方法發送數據，其中：Write（）方法用于發送字節數組、字符數據或字符。WriteLine（）方法可發送字符串，當發送完數據后，會將換行符作為數據也發送給對方。

SerialPort類提供 Read（）和 ReadLine（）方法接收數據，其中：Read（）方法接收數據時，需要定義一個字節或數組變量來保存讀取的數據，結果返回實際讀取的字節或字符數。ReadLine（）方法接收數據時，讀取數據直至遇到一個換行符，然后返回一個字符串代表一行信息接收完成。

2 SerialPort類的應用

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短信協議和GSM07.07接口協議標準，支持移動、聯通以及小靈通用戶收發短信，適用于各行各業各個領域作為無線數據通信、短信息通告和短信查詢等應用。

2.1.1 操作無線通信模塊M1206的主要AT命令集及功能描述

無線通信模塊與計算機之間的通信協議是一些AT指令集，每個指令以AT+開頭，以回車結尾。每個命令執行成功與否都有相應的返回[2]。在短信收發軟件中常用的AT指令如下：

ATE0：檢測無線通信模塊M1206，關閉命令回顯。返回OK，說明GSM工作正常。

AT+CMGF=0：設置發送和接收短消息方式命令。當值為“0”時為 PDU模式，短信息正文經過 USC2編碼轉換為16 bit的Unicode碼后被傳送，最多70個字符；當值為“1”時為 TEXT模式，此時只可傳送 140個字符，由于短信息的內容均為8 bit表示的ASCII碼，實現方法比PDU方式簡單。

AT+CMGS=：發送短消息命令，模塊M1206收到此命令后，若響應正常，則返回“>”提示符，這時便可發送數據信息，并以Ctrl/Z（ASCII=0x1A）結束。

AT+CSMP＝，，，：用于設置文本模式參數，其中：設置使用短信提交，設置短信息的有效周期，為協議標識符，設置短信息的編碼方案。

AT+CNMI=1，1，0，0，1：設置新消息指示方式命令。此命令使M1206收到短信時返回的命令為"+CMTI："SM"，短信息索引號"。

AT+CMGR=：接收短消息命令，index為最新收到的短信息索引號。

發送短信息時使用的控制符：結束符（）十六進制的 0x0D；發送符（）十六進制的 0x1A。

2.1.2 無線通信模塊的硬件連接

PC機通過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 短信傳輸數據單元格式的解析及編碼

短信發送的常用編碼格式有兩種：Text模式和PDU（Protocol Description Unit）模式。Text模式收發短信代碼簡單，實現起來比較容易，但不支持中文短信；PDU 模式既支持英文，又支持中文。目前，PDU模式應用最為廣泛，中國移動和中國聯通都提供支持PDU模式的短消息業務。PDU模式收發短信可以使用3種編碼：7 bit、8 bit和UCS2編碼。7 bit編碼用于發送普通的ASCII字符，8 bit編碼通常用于發送數據消息，UCS2編碼用于發送Unicode字符。本文收發短信軟件采用PDU模式的UCS2編碼方式。

2.2.1 PDU數據單元格式解析

PDU數據單元不僅包含可傳輸的消息本身，還包括其他很多信息。如：SMS服務中心號碼、目標號碼、回復號碼、編碼方式和服務時間等[3]。PDU數據包格式有：SCA、PDU-type、MR、DA、PID、DCS、VP、UDL、UD。 分 別描述如下：

SCA（Service Center Address）短消息服務中心地址，包含三個部分：①Length是服務中心地址長度，取值為00時，表示使用SIM卡上設置的短信中心號碼。②Type是短信中心地址的類型，取值為81時為國內號碼；取值為91時為國際號碼。③服務中心地址。

PDU-type：設置PDU類型。取值為51時，代表有報頭短信；取值為11時，代表普通短信。

MR：是消息參考。在實際應用時，用于設置目的地址號碼長度。值為0x0D時，表示目的地址號碼長度為13。

DA：目的地址。取值為91時，表示目標號碼是國際號碼（帶+號）；如果為81時，則表示是本地號碼。

PID：協議標識。值為00時，表示普通GSM類型，點到點方式。

DCS：數據編碼方案。用于設置短消息內容的編碼方式。取值為08時，是UCS2編碼，用于漢字；取值為 00時，用于英文字符；取值為04時，用于圖片等數據。

VP：短信有效期。取值為00時，表示短信有效期為5 min。

UDL：用戶數據長度。使用UCS2編碼方式時，則表示后面用戶數據段的長度（即UD的字節數）。

UD：用戶數據，即傳輸數據內容Unicode編碼。

2.2.2 發送消息內容的編碼方式

發送的消息內容要進行正確的編碼才可以發送到串口，否則接收到的將會是亂碼。其編碼遵循USC2編碼的規則進行編碼，即將每個字符（1～2 B）轉換為 16 bit的Unicode碼。

信息中心發送SIM卡號碼，接收方SIM卡號碼的編碼方式是：將每兩位數據位置互換，余下最后單個位的補F。

編碼后的消息組成=089168＋發送SIM卡地址編碼＋11000D9168＋接收手機號碼編碼＋000800＋短信息內容編碼后的字節數＋短信息內容編碼＋Ctrl/Z。其中，“+”為字符串連接符，不發送。

2.3 短信發送程序的設計思想與實現方法

在使用SerialPort類進行串口通信時，一般的程序流程是設置串行通信端口號、波特率、數據位數、停止位和校驗位，再打開串口連接，發送數據，最后關閉串口連接。C＃語言中調用SerialPort類時首先要添加引用語句：using System.IO.Ports[4]，定義 SerialPort類實例，并直接初始化，設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。

發送消息內容編碼的實現通過.NET Framework提供的Encoding類實現Unicode編碼。在C＃中調用此類需引用名稱空間System.Text；使用for語句完成發送和接收SIM卡號碼的編碼轉換。

使用SerialPort類的Write（）方法發送 AT指令及PDU數據包，即完成短信的發送。

關鍵程序代碼如下：

在VS.NET2010平臺上使用C#語言開發網絡應用軟件，引用SerialPort類，實現與無線通信模塊WaveCom M1206通信；使用AT命令發送、接收短信。在網絡應用程序開發中，使用SerialPort類實現短信收發功能，完成信息發布有極高的應用價值，如在健身房會員管理軟件中設計會員短信通知功能，將健身房的優惠信息、會員卡有效期預警等信息，通過短信隨時發送給各位會員，使會員能夠合理安排健身計劃。本文方法在實際應用中取得了很好的效果。

[1]WEIMENG L.C#與 VB.NET網絡通信開發實戰[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長短信PDU編碼分析[J].電腦與信息技術2011，19（2）：48-50.

[4]鄒建峰.ASP.NET動態網站設計教程[M].北京：清華大學出版社，2011.