摘  要： 介紹了SerialPort類常用的屬性和方法，對操作無線通信模塊M1206的主要AT命令格式及功能進行了描述，針對短信傳輸采用的PDU數據格式單元及編碼方式進行了闡述，重點論述了在C#語言中，使用SerialPort類發送短信的程序設計思想和實現方法。在網絡應用程序開發中，使用短信收發功能完成信息發布，具有極高的應用價值。
關鍵詞：SerialPort類；串口通信；無線通信模塊；短信

　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=<PDU的十進制長度>：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＝<fo>，<vp>，<pid>，<dcs>：用于設置文本模式參數，其中：<fo>設置使用短信提交，<vp>設置短信息的有效周期，<pid>為協議標識符，<dcs>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=<index>：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（<CR>）十六進制的0x0D；發送符（<Ctrl/Z>）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：
/*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="同學你好！學分集欠缺！"；
  string message="089168"；    
　 /*發送地址編碼*/
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（"發送失敗！"）；}

　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。
參考文獻
[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.