摘 要为了使GSM短信息业务得到更加广泛的应用，本文设计了基于GSM模块Q2403A的短信息收发系统。该系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件部分(无线收发终端)主要由Q2403A收发模块及其外围电路组成，通过RS232串口与PC机相连；软件部分主要由设计的系统应用程序通过动态链接库向模块发送AT指令，完成对短信息收发终端的控制，从而使系统完成短信息收发的功能，并通过与数据库相连，完成对短信息的各种管理。系统具有结构简单、操作方便、应用前景广泛等特点。关键词： GSM；Q2403A；AT指令；短消息服务；动态链接库第一章 绪 论1.1 GSM网络介绍GSM是Global System for Mobile Communications的英文缩写，意为全球移动通信系统，为欧洲80年代末研制出来的、以数字为主的第二带代移动电话系统，它是在模拟蜂窝移动通信的基础上发展起来的，是全球最成熟的数字移动电话网络标准之一，使用的是窄带TDMA技术，能提供电话业务及全面的语音、文字和数据业务，并提供一些诸如短消息服务、语音信箱、呼叫转移等的增值业务。它定义了建设该网络及提供服务的各种标准，这些标准由欧洲电信标准化协会（ETSI）掌管。实现中通常使用的频率为900MHz、1800MHz、1900MHz，其中中国的GSM网络实现在900MHz和1800MHz的频率上，也就是常说的GSM双频。GSM蜂窝系统的主要组成部分可分为移动台、基站子系统和网络子系统。基站子系统（简称基站BS）由基站收发台（BTS）和基站控制器（BSC）组成；网络子系统包括：移动交换中心（MSC）、操作维护中心（OMC）、原籍位置寄存器（HLR）、访问位置寄存器（VLR）、鉴权中心（AUC）和设备标志寄存器（EIR）等组成。一个MSC可管理多达几十个基站控制器，一个基站最多可控制256个BTS。由MS、BS和网络子系统构成公用陆地移动通信网该网络由MSC与公用交换电话网（PSTN）、综合业务数字网（ISDN）、和公用数据网（PDN）进行互连。GSM移动通信系统最初被设计成为一个泛欧洲的移动通信标准,是第一个数字移动通信系统,能够在欧洲范围内进行国际漫游。GSM系统是迄今为止商业化运营最成功的移动通信系统,现在已经不仅局限欧洲范围内,世界上许多国家也采用GSM 系统。1987 年末我国广州开通了第一个模拟蜂窝式移动通信系统,采用ETACS 体制900MHz 频段,作为我国蜂窝移动通信系统的标准。1992 年GSM系统由我国联通首先引入广州,经过近十年的发展,GSM网络已经覆盖了全国大多数的城市和乡镇,其用户数量也占我国移动通信用户的大多数。目前，我国移动通信运营业发展十分迅速，GSM移动通信网络已经覆盖祖国内地的所有地（市）和99以上的县（市），到2003年6月底我国移动电话交换机容量合计2.9734亿户，移动电话用户总数达2.3447亿户，普及率18.3，这意味着我国不仅拥有世界上最大的GSM移动通信网，GSM移动用户数也位居世界第一。1.2 短信息业务（SMS）的现状及发展 SMS是短信息服务（Short Message Service）的简称，是通过手机发送和接收有限长度的文本信息的功能。文本信息是词语、数字和字母的组合，一条短信息可以包含160个英文字母（7-bit编码）或70个非拉丁字母（16-bit编码），如中文汉字或阿拉伯字等Unicode编码。SMS具有以下几个方面的特点：（1）SMS采用的是存储转发模式，即短信息被发送出去之后，不是直接发送给接收方，而是先存储在短信息服务中心（Short Message Service Center, SMCC），然后再由短信息中心将短信息转发给接收方。如果接收方当时关机或者是不在服务区内，SMCC就会自动保存该短信息（一般不超过3天），等到接收方在服务区出现的时候再发给他。（2）SMS 对发送信息具有保证的双向服务，与普通的寻呼机制不同。寻呼机的发送方不清楚消息是否发送成功，而SMS发送方可以将短信息发送出去之后得到一条确认通知，返回传递成功或者失败的信息，以及不可到达的原因。（3）SMS可以与话音、数据、传真等业务一起进行同步传输。由于SMS是非对称业务，他使用SS7信令信道传输数据分组，所以即使在业务信道处于高峰期的情况下，也照样可以使用短信息顺利通信，并且SMS还可以实现全国和国际漫游。SMS的优点也十分明显，主要有以下几点：（1）收费低廉。对于消费者而言，资费始终是首要关心的问题。不管是长途还是市内，每发送一条短信息仅0.1元，而且接收免费。虽然话音业务的资费不断下调，但与双向收费都是每分钟0.4元的话音业务相比，SMS的价格优势不言而喻。（2）随时随地。短信息和电话不一样,打电话要求接听方同时在另一端，而短信息用户可以随时随地的发送短消息，不用担心对方没有开机也不用担心对方是不是在服务区，因为短信息是采用存储转发方式储藏在短信息中心，一旦对方开机，短信息就会自动发送。（3）能够承载多种数据。短信息有三种模式：块模式、PDU模式和文本模式。通过PDU编码的短消息内容可以是文字、声音或者图像，可以实现手机图片和铃声的下载。SMS的一些基本应用：（1）基本的发送和接收短信功能。用户可以利用SMS交流简短的信息。发送简化的短信息就是将一些常用的信息用代码表示，以利于输入。（2）资讯服务。包括新闻；天气预报；股市行情；火车、航班时刻查询；电话费查询；旅游服务中的旅游景点、宾馆介绍等等。（3）移动商务。包括移动证券交易；移动银行；预定车船票等。（4）商务助理。包括事务提醒；移动地址本；移动名片夹等。（5）定位服务：查询附近的商业设施等。（6）远程监控：对工业、水文、地质等数据采集并进行远程监控。（7）企业服务：对企业内部的信息进行交流和管理。1.3 短信收发系统的应用前景GSM网路系统是目前移动通信体制中最成熟、最完善、应用最广的一种系统。GSM短消息业务由于其方便、快捷、廉价等特点而受到用户的青睐，它作为GSM网络的一种基本业务，已经得到越来越多的系统运营商和系统开发商的重视。基于这种业务的各种应用也蓬勃发展起来。基于GSM短消息的功能做成可以传输各种检测、监控数据信号和控制命令的数据通讯平台，可以广泛地应用于移动车辆监控定位系统，远程监控系统，数据采集和信息查询系统，以及公共信息发布系统和个人通信终端系统等。下面简单介绍几种短信收发系统的应用。1) 移动目标监控系统对于移动目标监控最普遍地应用就是利用GPS全球定位系统，监视移动目标的位置速度和方向，利用现在已有的短消息业务，传输信息。将这两种技术结合起来就可以解决通信和地域问题，为城市交通提供方便。GPS为车辆提供位置信息，以短消息的方式将车辆的位置信息通过GSM网络传递给车辆调度和管理中心，实现对车辆的管理。2) 公共信息的查询和发送系统 利用GSM的短消息中心将各种公共信息（例如天气预报、交通信息、会议通知等等）建立成一个信息查询系统，通过传送可以直接向信息系统查询所需要的信息，也可以要求信息系统将所需要的信息发送到用户的终端上，同时也可以定时向用户发送公众信息。3) 电子邮件转发系统 将集团内部的电子邮件服务器直接与短消息信息平台相连，直接将电子邮件的内容（邮件中的附件除外）转发到用户的手机上。同时还可以直接利用手机回复邮件。而且这将有利于不论身处何地的集团员工对集团信息的快速了解。4) 个人通信终端 个人化便携式通信终端可以提供比普通PDA更强大的使用功能,还可以实现双向移动数据传送和查询从而实现全球范围内的移动信息通信,并且它可以实现双向寻呼、定票、E-mail接收/发送、信息点播、手机等多种功能。5) 旅游景区银行支付系统在很多旅游景区地形地貌复杂，同时也为了保护文物和保持原有景观特点的原因，很难在景区架设专用通信线路，这样给游客在景区利用银行卡进行消费带来很多不遍。但是如果利用现有的GSM网络（完全可以覆盖整个景区）通过短消息的方式进行交易，利用设在景区的多个无线终端将用户的卡号密码以短消息的形式发送到银行的网络系统中进行处理，这样可以很轻松的完成各种支付活动。第二章 系统整体设计方案2.1 系统框图如下图2.1所示系统框图，计算机通过RS232串行通讯接口与无线Modem相连，在软件平台上对无线Modem进行操作；而被控端，一般可由一台控制单片机与无线Modem相连或者是可以接收短信的移动终端，以短信息的形式接收对方传输的字符命令，建立通信连接。数据库PC机用 户 界 面PC机GSM无线ModemGSM网 络GSM无线控制终端GSM无线控制终端GSM无线控制终端 图2.1 系统框图2.2 系统的软硬件设计方案 2.2.1 系统硬件设计方案 系统硬件结构框图如下图2.2所示RS-232GSM无线Modem图 2.2硬件结构框图在本系统中的GSM无线Modem 采用目前在市场上提供的可供二次开发的标准GSM模块，如西门子的TC35、Wavecom公司的Q2400系列等等。这些通信模块都具备无线GSM无线通信的全部功能，并且提供标准的串行通信接口，支持GSM 07.5所定义的AT指令集的指令。因此，计算机能非常方便的通过串行接口与GSM模块相连接。并且可以通过AT命令就可以方便快捷地实现短信息的收发。由于GSM模块的控制依靠AT指令集，当用户操作GSM模块收发短消息和对其进行管理时如果只能直接使用AT指令集，那将十分复杂和繁琐，而且通用性很差，为了使整个系统的可操作性加强，系统需要一个操作方便、简洁、友好的软件平台，通过这个软件平台操作者可以很快捷的实现GSM模块短信息的收发和管理。2.2.2 系统软件设计方案系统软件平台包括了数据库，动态链接库，用户界面三个部分，系统软件框图如图2.3所示。动 态 链 接 库用户界面数据库GSM 无线Modem图 2.3 软件结构框图如下图2.4所示系统软件流程图：形成AT指令通过串口发送通过串口接收数据分析数据提取短消息执行短信操作系统初始化打开串口 图 2.4 系统软件流程图整个系统的工作过程如下：在计算机上运行软件平台，编辑短消息后通过串口控制GSM无线Modem将短消息送出去；当无线Modem收到短消息后经过串行接口传到计算机，并通过软件平台显示出来，或者通过软件平台对其进行管理。第三章 系统的硬件设计GSM模块作为一种主要的GSM网络接入设备，已经得到越来越多的系统制造商和系统开发商的重视，基于它的各种应用也蓬勃发展起来。GSM模块是继GSM手机外又一种非常重要的GSM移动通讯系统的终端设备。它是传统调制解调器与GSM无线移动通信系统相结合的一种数据终端设备，因此也叫无线调制解调器。本系统采用法国WAVECOM公司生产的GSM模块Q2403A。3.1 GSM模块Q2403A简介Q2403A是法国WAVECOM公司生产的双GSM外置调制解调器（EGSM900/1800MHz或EGSM900/1900MHz），适用于数据，传真，短信息及话音应用并已通过所有认证，为特定应用设计的AT指令遥控系统。如下图.1所示GSM模块Q2403A的外观图图.1 GSM模块Q2403A的外观图3.1.1 模块的功