摘  要： 介绍了SerialPort类常用的属性和方法，对操作无线通信模块M1206的主要AT命令格式及功能进行了描述，针对短信传输采用的PDU数据格式单元及编码方式进行了阐述，重点论述了在C#语言中，使用SerialPort类发送短信的程序设计思想和实现方法。在网络应用程序开发中，使用短信收发功能完成信息发布，具有极高的应用价值。
关键词：SerialPort类；串口通信；无线通信模块；短信

　基于GSM短信业务已经渗透于生活的各个领域，为每个人所熟知和使用。本文介绍了使用.NET中提供的SerialPort类的属性和方法驱动无线通信模块，使用AT命令实现短信收发。在学生学分预警网络软件开发中，设计学分预警短信发送功能，当学生每学期的学分集低于教学计划规定学分时，程序立即启动短信发送功能，提醒学生注意修订后续的学习计划，避免影响学生如期毕业，达到了预期的目的。
1 SerialPort类介绍
　基于无线通信模块的短信收发的核心技术是实现串口通信。.NET Framework4.0类库中System.IO.Ports命名空间，包含了控制串口通信的SerialPort类，该类提供了同步I/O和事件驱动I/O、对中断状态的访问以及对串口驱动程序属性的访问，使用该类可方便地实现所需要串口通信的多种功能[1]。
1.1 SerialPort类常用的属性
　SerialPort类提供串行通信端口号，波特率、数据位、停止位、校验位等属性的设置，其中：
PortName：设置通信端口，如COM1、COM2等。
　BaudRate：设置通信格式中的波特率（即串口通信的速率），因进行串口通信的双方其波特率需要相同。如果用PC机连接其他非PC系统，波特率则决定于非PC系统。本软件使用无线通信模块的波特率是2 400 b/s。
　Parity：设置奇偶校验位，其数据结构为枚举类型。枚举元素为：Odd、Even、Mark、None、Space。
　DataBits：数据位长度，取值为５、７、８。
　StopBits：停止位，其数据结构为枚举类型。枚举元素为：None、One、OnePointFive、Two。
对于两个进行串行通信的端口，这些参数必须匹配。
1.2 SerialPort类的常用方法
1.2.1 串口的打开和关闭
　SerialPort类提供Open（）和Close（）方法来实现串口的打开或关闭。
1.2.2 数据的发送和接收
　SerialPort类提供Write（）和WriteLine（）方法发送数据，其中：Write（）方法用于发送字节数组、字符数据或字符。WriteLine（）方法可发送字符串，当发送完数据后，会将换行符作为数据也发送给对方。
SerialPort类提供Read（）和ReadLine（）方法接收数据，其中：Read（）方法接收数据时，需要定义一个字节或数组变量来保存读取的数据，结果返回实际读取的字节或字符数。ReadLine（）方法接收数据时，读取数据直至遇到一个换行符，然后返回一个字符串代表一行信息接收完成。
2 SerialPort类的应用
2.1无线通信模块
　WaveCom公司推出的GSM/GPRS的无线通信模块M1206，它支持GSM07.05短信协议和GSM07.07接口协议标准，支持移动、联通以及小灵通用户收发短信，适用于各行各业各个领域作为无线数据通信、短信息通告和短信查询等应用。
2.1.1 操作无线通信模块M1206的主要AT命令集及功能描述
　无线通信模块与计算机之间的通信协议是一些AT指令集，每个指令以AT+开头，以回车结尾。每个命令执行成功与否都有相应的返回[2]。在短信收发软件中常用的AT指令如下：
　ATE0：检测无线通信模块M1206，关闭命令回显。返回OK，说明GSM工作正常。
　AT+CMGF=0：设置发送和接收短消息方式命令。当值为“０”时为PDU模式，短信息正文经过USC2编码转换为16 bit的Unicode码后被传送，最多70个字符；当值为“１”时为TEXT模式，此时只可传送140个字符，由于短信息的内容均为８ bit表示的ASCII码，实现方法比PDU方式简单。
　AT+CMGS=<PDU的十进制长度>：发送短消息命令，模块M1206收到此命令后，若响应正常，则返回“>”提示符，这时便可发送数据信息，并以Ctrl/Z（ASCII=0x1A）结束。
　AT+CSMP＝<fo>，<vp>，<pid>，<dcs>：用于设置文本模式参数，其中：<fo>设置使用短信提交，<vp>设置短信息的有效周期，<pid>为协议标识符，<dcs>设置短信息的编码方案。
AT+CNMI=1，1，0，0，1：设置新消息指示方式命令。此命令使M1206收到短信时返回的命令为"+CMTI：   "SM"，短信息索引号"。
　AT+CMGR=<index>：接收短消息命令，index为最新收到的短信息索引号。
发送短信息时使用的控制符：结束符（<CR>）十六进制的0x0D；发送符（<Ctrl/Z>）十六进制的0x1A。
2.1.2 无线通信模块的硬件连接
　PC机通过RS232串口与无线通信模块M1206连接，将SIM卡插入无线通信模块的插卡槽，最后接通无线通信模块外接电源。观察指示灯，若指示灯开始闪烁，证明无线通信模块连接正确，可以使用；若指示灯不亮，则需要检查无线通信模块的连接是否正确，或者无线通信模块是否完好。
2.2 短信传输数据单元格式的解析及编码
　短信发送的常用编码格式有两种：Text模式和PDU（Protocol Description Unit）模式。Text模式收发短信代码简单，实现起来比较容易，但不支持中文短信；PDU 模式既支持英文，又支持中文。目前，PDU模式应用最为广泛，中国移动和中国联通都提供支持PDU模式的短消息业务。PDU模式收发短信可以使用3种编码：7 bit、8 bit和UCS2编码。7 bit编码用于发送普通的ASCII字符，8 bit编码通常用于发送数据消息，UCS2编码用于发送Unicode字符。本文收发短信软件采用PDU模式的UCS2编码方式。
2.2.1 PDU数据单元格式解析
　PDU数据单元不仅包含可传输的消息本身，还包括其他很多信息。如：SMS服务中心号码、目标号码、回复号码、编码方式和服务时间等[3]。PDU数据包格式有：SCA、PDU-type、MR、DA、PID、DCS、VP、UDL、UD。分别描述如下：
　SCA（Service Center Address）短消息服务中心地址，包含三个部分：①Length是服务中心地址长度，取值为00时，表示使用SIM卡上设置的短信中心号码。②Type是短信中心地址的类型，取值为81时为国内号码；取值为91时为国际号码。③服务中心地址。
　PDU-type：设置PDU类型。取值为51时，代表有报头短信；取值为11时，代表普通短信。
MR：是消息参考。在实际应用时，用于设置目的地址号码长度。值为0x0D时，表示目的地址号码长度为13。    DA：目的地址。取值为91时，表示目标号码是国际号码（带+号）；如果为81时，则表示是本地号码。
　PID：协议标识。值为00时，表示普通GSM类型，点到点方式。
　DCS：数据编码方案。用于设置短消息内容的编码方式。取值为08时，是UCS2编码，用于汉字；取值为00时，用于英文字符；取值为04时，用于图片等数据。
　VP：短信有效期。取值为00时，表示短信有效期为5 min。
UDL：用户数据长度。使用UCS2编码方式时，则表示后面用户数据段的长度（即UD的字节数）。
UD：用户数据，即传输数据内容Unicode编码。
2.2.2 发送消息内容的编码方式
　发送的消息内容要进行正确的编码才可以发送到串口，否则接收到的将会是乱码。其编码遵循USC2编码的规则进行编码，即将每个字符（1~2 B）转换为16 bit的Unicode码。
信息中心发送SIM卡号码，接收方SIM卡号码的编码方式是：将每两位数据位置互换，余下最后单个位的补F。
　编码后的消息组成=089168＋发送SIM卡地址编码＋11000D9168＋接收手机号码编码＋000800＋短信息内容编码后的字节数＋短信息内容编码＋Ctrl/Z。其中，“+”为字符串连接符，不发送。
2.3 短信发送程序的设计思想与实现方法
　在使用SerialPort类进行串口通信时，一般的程序流程是设置串行通信端口号、波特率、数据位数、停止位和校验位，再打开串口连接，发送数据，最后关闭串口连接。C＃语言中调用SerialPort类时首先要添加引用语句：using System.IO.Ports[4]，定义SerialPort类实例，并直接初始化，设置串行通信端口以及波特率（与无线通信模块波特率一致）等参数。
　发送消息内容编码的实现通过.NET Framework提供的Encoding类实现Unicode编码。在Ｃ＃中调用此类需引用名称空间System.Text；使用for语句完成发送和接收SIM卡号码的编码转换。
使用SerialPort类的Write（）方法发送AT指令及PDU数据包，即完成短信的发送。
关键程序代码如下：
/*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="同学你好！学分集欠缺！"；
  string message="089168"；    
　 /*发送地址编码*/
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"；
  /*接收目的地址编码*/
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"；
   /*消息内容编码*/
 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；
 /*发送信息*/
  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（"发送失败！"）；}

　在VS.NET2010平台上使用C#语言开发网络应用软件，引用SerialPort类，实现与无线通信模块WaveCom M1206通信；使用AT命令发送、接收短信。在网络应用程序开发中，使用SerialPort类实现短信收发功能，完成信息发布有极高的应用价值，如在健身房会员管理软件中设计会员短信通知功能，将健身房的优惠信息、会员卡有效期预警等信息，通过短信随时发送给各位会员，使会员能够合理安排健身计划。本文方法在实际应用中取得了很好的效果。
参考文献
[1] WEIMENG L.C#与VB .NET网络通信开发实战[M].田国法，吴兰陟，译.北京：人民邮电出版社，2008.
[2] GSM 07.07：Digital cellular telecommunications system （Phase 2+）； AT command set for GSM mobile equipment 2004.
[3] 王国军.GSM长短信PDU编码分析[J].电脑与信息技术2011，19（2）：48-50.
[4] 邹建峰.ASP.NET动态网站设计教程[M].北京：清华大学出版社，2011.