SMS短信的C语言代码摘抄

Jack Wu

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一消息编码与解码
用C实现7-bit编码和解码的算法如下：

// 7-bit编码
// pSrc: 源字符串指针
// pDst: 目标编码串指针
// nSrcLength: 源字符串长度
// 返回: 目标编码串长度
int gsmEncode7bit(const char* pSrc, unsigned char* pDst, int nSrcLength)
{
    int nSrc;        // 源字符串的计数值
    int nDst;        // 目标编码串的计数值
    int nChar;       // 当前正在处理的组内字符字节的序号，范围是0-7
    unsigned char nLeft;    // 上一字节残余的数据

    // 计数值初始化
    nSrc = 0;
    nDst = 0;

    // 将源串每8个字节分为一组，压缩成7个字节
    // 循环该处理过程，直至源串被处理完
    // 如果分组不到8字节，也能正确处理
    while(nSrc<nSrcLength)
    {
        // 取源字符串的计数值的最低3位
        nChar = nSrc & 7;

        // 处理源串的每个字节
        if(nChar == 0)
        {
            // 组内第一个字节，只是保存起来，待处理下一个字节时使用
            nLeft = *pSrc;
        }
        else
        {
            // 组内其它字节，将其右边部分与残余数据相加，得到一个目标编码字节
            *pDst = (*pSrc << (8-nChar)) | nLeft;

            // 将该字节剩下的左边部分，作为残余数据保存起来
            nLeft = *pSrc >> nChar;
            // 修改目标串的指针和计数值 pDst++;
            nDst++;
        }

        // 修改源串的指针和计数值
        pSrc++; nSrc++;
    }

    // 返回目标串长度
    return nDst;
}

// 7-bit解码
// pSrc: 源编码串指针
// pDst: 目标字符串指针
// nSrcLength: 源编码串长度
// 返回: 目标字符串长度
int gsmDecode7bit(const unsigned char* pSrc, char* pDst, int nSrcLength)
{
    int nSrc;        // 源字符串的计数值
    int nDst;        // 目标解码串的计数值
    int nByte;       // 当前正在处理的组内字节的序号，范围是0-6
    unsigned char nLeft;    // 上一字节残余的数据

    // 计数值初始化
    nSrc = 0;
    nDst = 0;

    // 组内字节序号和残余数据初始化
    nByte = 0;
    nLeft = 0;

    // 将源数据每7个字节分为一组，解压缩成8个字节
    // 循环该处理过程，直至源数据被处理完
    // 如果分组不到7字节，也能正确处理
    while(nSrc<nSrcLength)
    {
        // 将源字节右边部分与残余数据相加，去掉最高位，得到一个目标解码字节
        *pDst = ((*pSrc << nByte) | nLeft) & 0x7f;
        // 将该字节剩下的左边部分，作为残余数据保存起来
        nLeft = *pSrc >> (7-nByte);

        // 修改目标串的指针和计数值
        pDst++;
        nDst++;

        // 修改字节计数值
        nByte++;

        // 到了一组的最后一个字节
        if(nByte == 7)
        {
            // 额外得到一个目标解码字节
            *pDst = nLeft;

            // 修改目标串的指针和计数值
            pDst++;
            nDst++;

            // 组内字节序号和残余数据初始化
            nByte = 0;
            nLeft = 0;
        }

        // 修改源串的指针和计数值
        pSrc++;
        nSrc++;
    }

    *pDst = 0;

    // 返回目标串长度
    return nDst;
}

需要指出的是，7-bit的字符集与ANSI标准字符集不完全一致，在0x20以下也排布了一些可打印字符，但英文字母、阿拉伯数字和常用符号的位置两者是一样的。用上面介绍的算法收发纯英文短消息，一般情况应该是够用了。如果是法语、德语、西班牙语等，含有 “?”、 “é”这一类字符，则要按上面编码的输出去查表，请参阅GSM 03.38的规定。

8-bit编码其实没有规定什么具体的算法，不需要介绍。

UCS2编码是将每个字符(1-2个字节)按照ISO/IEC10646的规定，转变为16位的Unicode宽字符。在Windows系统中，特别是在2000/XP中，可以简单地调用API 函数实现编码和解码。如果没有系统的支持，比如用单片机控制手机模块收发短消息，只好用查表法解决了。

Windows环境下，用C实现UCS2编码和解码的算法如下：

// UCS2编码
// pSrc: 源字符串指针
// pDst: 目标编码串指针
// nSrcLength: 源字符串长度
// 返回: 目标编码串长度
int gsmEncodeUcs2(const char* pSrc, unsigned char* pDst, int nSrcLength)
{
    int nDstLength;        // UNICODE宽字符数目
    WCHAR wchar[128];      // UNICODE串缓冲区

    // 字符串-->UNICODE串
    nDstLength = ::MultiByteToWideChar(CP_ACP, 0, pSrc, nSrcLength, wchar, 128);

    // 高低字节对调，输出
    for(int i=0; i<nDstLength; i++)
    {
        // 先输出高位字节
        *pDst++ = wchar[i] >> 8;
       // 后输出低位字节
        *pDst++ = wchar[i] & 0xff;
    }

    // 返回目标编码串长度
    return nDstLength * 2;
}

// UCS2解码
// pSrc: 源编码串指针
// pDst: 目标字符串指针
// nSrcLength: 源编码串长度
// 返回: 目标字符串长度
int gsmDecodeUcs2(const unsigned char* pSrc, char* pDst, int nSrcLength)
{
    int nDstLength;        // UNICODE宽字符数目
    WCHAR wchar[128];      // UNICODE串缓冲区

    // 高低字节对调，拼成UNICODE
    for(int i=0; i<nSrcLength/2; i++)
    {
        // 先高位字节
        wchar[i] = *pSrc++ << 8;

        // 后低位字节
        wchar[i] |= *pSrc++;
    }

    // UNICODE串-->字符串
    nDstLength = ::WideCharToMultiByte(CP_ACP, 0, wchar, nSrcLength/2, pDst, 160, NULL, NULL);

    // 输出字符串加个结束符
    pDst[nDstLength] = '\0';

    // 返回目标字符串长度
    return nDstLength;
}

用以上编码和解码模块，还不能将短消息字符串编码为PDU串需要的格式，也不能直接将PDU串中的用户信息解码为短消息字符串，因为还差一个在可打印字符串和字节数据之间相互转换的环节。可以循环调用sscanf和sprintf函数实现这种变换。下面提供不用这些函数的算法，它们也适用于单片机、DSP编程环境。

// 可打印字符串转换为字节数据
// 如："C8329BFD0E01" --> {0xC8, 0x32, 0x9B, 0xFD, 0x0E, 0x01}
// pSrc: 源字符串指针
// pDst: 目标数据指针
// nSrcLength: 源字符串长度
// 返回: 目标数据长度
int gsmString2Bytes(const char* pSrc, unsigned char* pDst, int nSrcLength)
{
    for(int i=0; i<nSrcLength; i+=2)
    {
        // 输出高4位
        if(*pSrc>='0' && *pSrc<='9')
        {
            *pDst = (*pSrc - '0') << 4;
        }
        else
        {
            *pDst = (*pSrc - 'A' + 10) << 4;
        }

        pSrc++;

        // 输出低4位
        if(*pSrc>='0' && *pSrc<='9')
        {
            *pDst |= *pSrc - '0';
        }
        else
        {
            *pDst |= *pSrc - 'A' + 10;
        }
        pSrc++;
        pDst++;
    }

    // 返回目标数据长度
    returnnSrcLength / 2;
}

// 字节数据转换为可打印字符串
// 如：{0xC8, 0x32, 0x9B, 0xFD, 0x0E, 0x01} --> "C8329BFD0E01"
// pSrc: 源数据指针
// pDst: 目标字符串指针
// nSrcLength: 源数据长度
// 返回: 目标字符串长度
int gsmBytes2String(const unsigned char* pSrc, char* pDst, int nSrcLength)
{
    const char tab[]="0123456789ABCDEF";    // 0x0-0xf的字符查找表

    for(int i=0; i<nSrcLength; i++)
    {
        // 输出低4位
        *pDst++ = tab[*pSrc >> 4];

        // 输出高4位
        *pDst++ = tab[*pSrc & 0x0f];

        pSrc++;
    }

    // 输出字符串加个结束符
    *pDst = '\0';

    // 返回目标字符串长度
    return nSrcLength * 2;
}

2消息发送
// 用户信息编码方式
#define GSM_7BIT        0
#define GSM_8BIT        4
#define GSM_UCS2        8

// 短消息参数结构，编码/解码共用
// 其中，字符串以0结尾
typedef struct {
    char SCA[16];       // 短消息服务中心号码(SMSC地址)
    char TPA[16];       // 目标号码或回复号码(TP-DA或TP-RA)
    char TP_PID;        // 用户信息协议标识(TP-PID)
    char TP_DCS;        // 用户信息编码方式(TP-DCS)
    char TP_SCTS[16];   // 服务时间戳字符串(TP_SCTS), 接收时用到
    char TP_UD[161];    // 原始用户信息(编码前或解码后的TP-UD)
    char index;         // 短消息序号，在读取时用到
} SM_PARAM;

大家已经注意到PDU串中的号码和时间，都是两两颠倒的字符串。利用下面两个函数可进行正反变换：

// 正常顺序的字符串转换为两两颠倒的字符串，若长度为奇数，补'F'凑成偶数
// 如："8613851872468" --> "683158812764F8"
// pSrc: 源字符串指针
// pDst: 目标字符串指针
// nSrcLength: 源字符串长度
// 返回: 目标字符串长度
int gsmInvertNumbers(const char* pSrc, char* pDst, int nSrcLength)
{
    int nDstLength;   // 目标字符串长度
    char ch;          // 用于保存一个字符

    // 复制串长度
    nDstLength = nSrcLength;

    // 两两颠倒
    for(int i=0; i<nSrcLength;i+=2)
    {
        ch = *pSrc++;        // 保存先出现的字符
        *pDst++ = *pSrc++;   // 复制后出现的字符
        *pDst++ = ch;        // 复制先出现的字符
    }

    // 源串长度是奇数吗？
    if(nSrcLength & 1)
    {
        *(pDst-2) = 'F';     // 补'F'
        nDstLength++;        // 目标串长度加1
    }

    // 输出字符串加个结束符
    *pDst = '\0';

    // 返回目标字符串长度
    return nDstLength;
}

// 两两颠倒的字符串转换为正常顺序的字符串
// 如："683158812764F8" --> "8613851872468"
// pSrc: 源字符串指针
// pDst: 目标字符串指针
// nSrcLength: 源字符串长度
// 返回: 目标字符串长度
int gsmSerializeNumbers(const char* pSrc, char* pDst, int nSrcLength)
{
    int nDstLength;   // 目标字符串长度
    char ch;          // 用于保存一个字符

    // 复制串长度
    nDstLength = nSrcLength;

    // 两两颠倒
    for(int i=0; i<nSrcLength;i+=2)
    {
        ch = *pSrc++;        // 保存先出现的字符
        *pDst++ = *pSrc++;   // 复制后出现的字符
        *pDst++ = ch;        // 复制先出现的字符
    }

    // 最后的字符是'F'吗？
    if(*(pDst-1) == 'F')
    {
        pDst--;
        nDstLength--;        // 目标字符串长度减1
    }

    // 输出字符串加个结束符
    *pDst = '\0';

    // 返回目标字符串长度
    return nDstLength;
}

以下是PDU全串的编解码模块。为简化编程，有些字段用了固定值。

// PDU编码，用于编制、发送短消息
// pSrc: 源PDU参数指针
// pDst: 目标PDU串指针
// 返回: 目标PDU串长度
int gsmEncodePdu(const SM_PARAM* pSrc, char* pDst)
{
    int nLength;             // 内部用的串长度
    int nDstLength;          // 目标PDU串长度
    unsigned char buf[256]; // 内部用的缓冲区

    // SMSC地址信息段
    nLength = strlen(pSrc->SCA);    // SMSC地址字符串的长度
    buf[0] = (char)((nLength & 1) == 0 ? nLength : nLength + 1) / 2 + 1;    // SMSC地址信息长度
    buf[1] = 0x91;        // 固定: 用国际格式号码
    nDstLength = gsmBytes2String(buf, pDst, 2);        // 转换2个字节到目标PDU串
    nDstLength += gsmInvertNumbers(pSrc->SCA, &pDst[nDstLength], nLength);    // 转换SMSC到目标PDU串

    // TPDU段基本参数、目标地址等
    nLength = strlen(pSrc->TPA);    // TP-DA地址字符串的长度
    buf[0] = 0x11;            // 是发送短信(TP-MTI=01)，TP-VP用相对格式(TP-VPF=10)
    buf[1] = 0;               // TP-MR=0
    buf[2] = (char)nLength;   // 目标地址数字个数(TP-DA地址字符串真实长度)
    buf[3] = 0x91;            // 固定: 用国际格式号码
    nDstLength += gsmBytes2String(buf, &pDst[nDstLength], 4); // 转换4个字节到目标PDU串
    nDstLength += gsmInvertNumbers(pSrc->TPA, &pDst[nDstLength], nLength); // 转换TP-DA到目标PDU串

    // TPDU段协议标识、编码方式、用户信息等
    nLength = strlen(pSrc->TP_UD);    // 用户信息字符串的长度
    buf[0] = pSrc->TP_PID;        // 协议标识(TP-PID)
    buf[1] = pSrc->TP_DCS;        // 用户信息编码方式(TP-DCS)
    buf[2] = 0;            // 有效期(TP-VP)为5分钟
    if(pSrc->TP_DCS == GSM_7BIT)
    {
        // 7-bit编码方式
        buf[3] = nLength;            // 编码前长度
        nLength = gsmEncode7bit(pSrc->TP_UD, &buf[4], nLength+1) + 4;    // 转换TP-DA到目标PDU串
    }
    else if(pSrc->TP_DCS == GSM_UCS2)
    {
        // UCS2编码方式
        buf[3] = gsmEncodeUcs2(pSrc->TP_UD, &buf[4], nLength);    // 转换TP-DA到目标PDU串
        nLength = buf[3] + 4;        // nLength等于该段数据长度
    }
    else
    {
        // 8-bit编码方式
        buf[3] = gsmEncode8bit(pSrc->TP_UD, &buf[4], nLength);   // 转换TP-DA到目标PDU串
        nLength = buf[3] + 4;        // nLength等于该段数据长度
    }
    nDstLength += gsmBytes2String(buf, &pDst[nDstLength], nLength);        // 转换该段数据到目标PDU串

    // 返回目标字符串长度
    return nDstLength;
}

// PDU解码，用于接收、阅读短消息
// pSrc: 源PDU串指针
// pDst: 目标PDU参数指针
// 返回: 用户信息串长度
int gsmDecodePdu(const char* pSrc, SM_PARAM* pDst)
{
    int nDstLength;          // 目标PDU串长度
    unsigned char tmp;       // 内部用的临时字节变量
    unsigned char buf[256]; // 内部用的缓冲区

    // SMSC地址信息段
    gsmString2Bytes(pSrc, &tmp, 2);    // 取长度
    tmp = (tmp - 1) * 2;    // SMSC号码串长度
    pSrc += 4;              // 指针后移
    gsmSerializeNumbers(pSrc, pDst->SCA, tmp);    // 转换SMSC号码到目标PDU串
    pSrc += tmp;        // 指针后移

    // TPDU段基本参数、回复地址等
    gsmString2Bytes(pSrc, &tmp, 2);    // 取基本参数
    pSrc += 2;        // 指针后移
    if(tmp & 0x80)
    {
        // 包含回复地址，取回复地址信息
        gsmString2Bytes(pSrc, &tmp, 2);    // 取长度
        if(tmp & 1) tmp += 1;    // 调整奇偶性
        pSrc += 4;          // 指针后移
        gsmSerializeNumbers(pSrc, pDst->TPA, tmp);    // 取TP-RA号码
        pSrc += tmp;        // 指针后移
    }

    // TPDU段协议标识、编码方式、用户信息等
    gsmString2Bytes(pSrc, (unsigned char*)&pDst->TP_PID, 2);    // 取协议标识(TP-PID)
    pSrc += 2;        // 指针后移
    gsmString2Bytes(pSrc, (unsigned char*)&pDst->TP_DCS, 2);    // 取编码方式(TP-DCS)
    pSrc += 2;        // 指针后移
    gsmSerializeNumbers(pSrc, pDst->TP_SCTS, 14);        // 服务时间戳字符串(TP_SCTS)
    pSrc += 14;       // 指针后移
    gsmString2Bytes(pSrc, &tmp, 2);    // 用户信息长度(TP-UDL)
   pSrc += 2;        // 指针后移
    if(pDst->TP_DCS == GSM_7BIT)
    {
        // 7-bit解码
        nDstLength = gsmString2Bytes(pSrc, buf, tmp & 7 ? (int)tmp * 7 / 4 + 2 : (int)tmp * 7 / 4); // 格式转换
        gsmDecode7bit(buf, pDst->TP_UD, nDstLength);    // 转换到TP-DU
        nDstLength = tmp;
    }
    else if(pDst->TP_DCS == GSM_UCS2)
    {
        // UCS2解码
        nDstLength = gsmString2Bytes(pSrc, buf, tmp * 2);        // 格式转换
        nDstLength = gsmDecodeUcs2(buf, pDst->TP_UD, nDstLength);    // 转换到TP-DU
    }
    else
    {
        // 8-bit解码
        nDstLength = gsmString2Bytes(pSrc, buf, tmp * 2);        // 格式转换
        nDstLength = gsmDecode8bit(buf, pDst->TP_UD, nDstLength);    // 转换到TP-DU
    }

    // 返回目标字符串长度
    return nDstLength;
}

依照GSM 07.05，发送短消息用AT+CMGS命令，阅读短消息用AT+CMGR命令，列出短消息用AT+CMGL命令，删除短消息用AT+CMGD命令。但AT+CMGL命令能够读出所有的短消息，所以我们用它实现阅读短消息功能，而没用AT+CMGR。下面是发送、读取和删除短消息的实现代码：

// 发送短消息
// pSrc: 源PDU参数指针
BOOL gsmSendMessage(const SM_PARAM* pSrc)
{
    int nPduLength;        // PDU串长度
    unsigned char nSmscLength;    // SMSC串长度
    int nLength;           // 串口收到的数据长度
    char cmd[16];          // 命令串
    char pdu[512];         // PDU串
    char ans[128];         // 应答串

    nPduLength = gsmEncodePdu(pSrc, pdu);    // 根据PDU参数，编码PDU串
    strcat(pdu, "\x01a");        // 以Ctrl-Z结束

    gsmString2Bytes(pdu, &nSmscLength, 2);    // 取PDU串中的SMSC信息长度
    nSmscLength++;        // 加上长度字节本身

    // 命令中的长度，不包括SMSC信息长度，以数据字节计
    sprintf(cmd, "AT+CMGS=%d\r", nPduLength / 2 - nSmscLength);    // 生成命令

    WriteComm(cmd, strlen(cmd));    // 先输出命令串

    nLength = ReadComm(ans, 128);   // 读应答数据

    // 根据能否找到"\r\n> "决定成功与否
    if(nLength == 4 && strncmp(ans, "\r\n> ", 4) == 0)
    {
        WriteComm(pdu, strlen(pdu));        // 得到肯定回答，继续输出PDU串

        nLength = ReadComm(ans, 128);       // 读应答数据

        // 根据能否找到"+CMS ERROR"决定成功与否
        if(nLength > 0 && strncmp(ans, "+CMS ERROR", 10) != 0)
        {
            return TRUE;
        }
    }

    return FALSE;
}

// 读取短消息
// 用+CMGL代替+CMGR，可一次性读出全部短消息
// pMsg: 短消息缓冲区，必须足够大
// 返回: 短消息条数
int gsmReadMessage(SM_PARAM* pMsg)
{
    int nLength;        // 串口收到的数据长度
    int nMsg;           // 短消息计数值
    char* ptr;          // 内部用的数据指针
    char cmd[16];       // 命令串
    char ans[1024];     // 应答串

    nMsg = 0;
    ptr = ans;

    sprintf(cmd, "AT+CMGL\r");    // 生成命令

    WriteComm(cmd, strlen(cmd));    // 输出命令串
    nLength = ReadComm(ans, 1024);    // 读应答数据
    // 根据能否找到"+CMS ERROR"决定成功与否
    if(nLength > 0 && strncmp(ans, "+CMS ERROR", 10) != 0)
    {
        // 循环读取每一条短消息, 以"+CMGL:"开头
        while((ptr = strstr(ptr, "+CMGL:")) != NULL)
        {
            ptr += 6;        // 跳过"+CMGL:"
            sscanf(ptr, "%d", &pMsg->index);    // 读取序号
            TRACE(" index=%d\n",pMsg->index);

            ptr = strstr(ptr, "\r\n");    // 找下一行
            ptr += 2;        // 跳过"\r\n"

            gsmDecodePdu(ptr, pMsg);    // PDU串解码
            pMsg++;        // 准备读下一条短消息
            nMsg++;        // 短消息计数加1
        }
    }

    return nMsg;
}

// 删除短消息
// index: 短消息序号，从1开始
BOOL gsmDeleteMessage(const int index)
{
    int nLength;          // 串口收到的数据长度
    char cmd[16];         // 命令串
    char ans[128];        // 应答串

    sprintf(cmd, "AT+CMGD=%d\r", index);    // 生成命令

    // 输出命令串
    WriteComm(cmd, strlen(cmd));

    // 读应答数据
    nLength = ReadComm(ans, 128);

    // 根据能否找到"+CMS ERROR"决定成功与否
    if(nLength > 0 && strncmp(ans, "+CMS ERROR", 10) != 0)
    {
        return TRUE;
    }

    return FALSE;
}

以上发送AT命令过程中用到了WriteComm和ReadComm函数，它们是用来读写串口的，依赖于具体的操作系统。在Windows环境下，除了用MSComm控件，以及某些现成的串口通信类之外，也可以简单地调用一些Windows API用实现。以下是利用API实现的主要代码，注意我们用的是超时控制的同步(阻塞)模式。

// 串口设备句柄
HANDLE hComm;

// 打开串口
// pPort: 串口名称或设备路径，可用"COM1"或"\\.\COM1"两种方式，建议用后者
// nBaudRate: 波特率
// nParity: 奇偶校验
// nByteSize: 数据字节宽度
// nStopBits: 停止位
BOOL OpenComm(const char* pPort, int nBaudRate, int nParity, int nByteSize, int nStopBits)
{
    DCB dcb;        // 串口控制块
    COMMTIMEOUTS timeouts = {    // 串口超时控制参数
        100,        // 读字符间隔超时时间: 100 ms
        1,          // 读操作时每字符的时间: 1 ms (n个字符总共为n ms)
        500,        // 基本的(额外的)读超时时间: 500 ms
        1,          // 写操作时每字符的时间: 1 ms (n个字符总共为n ms)
        100};       // 基本的(额外的)写超时时间: 100 ms

    hComm = CreateFile(pPort,    // 串口名称或设备路径
            GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,    // 读写方式
            0,               // 共享方式：独占
            NULL,            // 默认的安全描述符
            OPEN_EXISTING,   // 创建方式
            0,               // 不需设置文件属性
            NULL);           // 不需参照模板文件

    if(hComm == INVALID_HANDLE_VALUE) return FALSE;        // 打开串口失败

    GetCommState(hComm, &dcb);        // 取DCB

    dcb.BaudRate = nBaudRate;
    dcb.ByteSize = nByteSize;
    dcb.Parity = nParity;
   dcb.StopBits = nStopBits;

    SetCommState(hComm, &dcb);        // 设置DCB

    SetupComm(hComm, 4096, 1024);     // 设置输入输出缓冲区大小

    SetCommTimeouts(hComm, &timeouts);    // 设置超时

    return TRUE;
}

// 关闭串口
BOOL CloseComm()
{
    return CloseHandle(hComm);
}

// 写串口
// pData: 待写的数据缓冲区指针
// nLength: 待写的数据长度
void WriteComm(void* pData, int nLength)
{
    DWORD dwNumWrite;    // 串口发出的数据长度

    WriteFile(hComm, pData, (DWORD)nLength, &dwNumWrite, NULL);
}

// 读串口
// pData: 待读的数据缓冲区指针
// nLength: 待读的最大数据长度
// 返回: 实际读入的数据长度
int ReadComm(void* pData, int nLength)
{
    DWORD dwNumRead;    // 串口收到的数据长度

    ReadFile(hComm, pData, (DWORD)nLength, &dwNumRead, NULL);

    return (int)dwNumRead;
}