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引言 目前，基于GSM／GPRS模塊的無線遠程監控系統大多數采用嵌入式處理器，選用Linux操作系統。本文介紹一種采用Winbond公司的77FA8單片機控制明基的GSM／GPRS模塊BENQ23G發送MMS彩信的方法。該方法成本低、可靠性高，器件選用工業級產品，能夠在較寬溫度范圍內工作，即使在室外較惡劣的環境下也可以使用。 本系統組成如圖1所示。其中，單片機77E58有2個串口，串口O用于與BENQ23G模塊進行通信，控制BENQ23G發送彩信；串口1用于與串口攝像頭(如C328-JPEG模塊)進行通信，控制攝像頭捕獲圖像。外部傳感器報警接口用于連接外部報警傳感器，77E58最小系統收到外部傳感器報警觸發信號后，捕獲照片、封裝MMS彩信，控制BENQ23G模塊向指定的手機或遠程接收設備發送彩信；同時還可以撥打指定電話號碼，將現場聲音傳送過去。MIC 及信號放大電路用于采集外部現場聲音并進行放大。 從前面的分析可以看出，本系統充分利用了各個部件的硬件資源，最大限度地降低了硬件成本。本文主要介紹圖1所示的無線遠程監控系統通過中國移動夢網發送彩信時，所使用的傳輸協議命令格式和傳輸數據格式。 1 BENQ23G模塊簡介 BENQ23G是臺灣BenQ公司生產的嵌入TCP／IP協議的GSM／GPRS模塊，在BENQ23A模塊的基礎上增加了M2M(Machine-to —Maehine)功能，可以通過GPRS承載在BENQ23G模塊和因特網TCP／UDP服務器上實現連接。控制設備和BENQ23G模塊之間通過 UART串口連接，傳輸命令和數據。 控制設備首先通過UART串口設置網絡連接參數，然后撥號連接GPRS，BENQ23G模塊建立GPRS連接并和指定的因特網TCP／UDP服務器建立 Socket連接。如果Socket連接成功，則模塊在控制設備和因特網TCP／UDP服務器之間通過UART串口建立點對點數據連接模式，控制設備可以通過UART串口將數據原封不動地上傳至因特網TCP／UDP服務器，同時可以通過UART串口原封不動地下載因特網TCP／UDP服務器上的數據，而上傳和下載數據的TCP／UDP打包和解包工作由BENQ23G模塊實現。 控制設備在數據模式下通過UART串口發送數據時，如果BENQ23G模塊在規定時間間隔內沒有繼續收到UART串口的數據，就將前面接收的數據進行 TCP／UDP打包并發送到服務器。 當BENQ23G模塊通過UART串口連續收到控制模塊發送的3個“+”符號后，將退出點對點數據模式而進入命令模式，可以通過UART串口接收控制設備發送的AT指令。但這時BENQ23G模塊和服務器之間的TCP／UDP協議Socket連接并沒有中斷，控制設備如果想再次進入數據模式上傳數據給服務器，可以鍵入ATO命令實現。 控制設備可以在命令模式下通過鍵入ATH命令來中斷BENQ23G模塊和服務器之間的Socket連接。下面給出一個控制設備和彩信網關服務器連接的例子： 
該例子說明如何通過BENQ23G模塊實現和遠程服務器的連接，以及上傳和下載數據。BENQ23G模塊AT指令的詳細說明見參考文獻。 測試MMS組成及編碼格式分析略，詳細的編碼含義見參考文獻。 2 基于BENQ23G發送MMS編碼格式分析 當控制設備需要發送彩信時，首先通過UART串口傳送AT指令完成相應的參數設置(如前面例子所示)，再傳送“ATD*97#”指令進行 GPRS撥號，并等待BENQ23G模塊完成與服務器之間的Socket連接。當收到BENQ23G模塊發送的響應“Wait Socket Open”時，表明BENQ23G模塊完成了與服務器的連接，并進入數據模式，控制設備可以進行發送彩信操作。 2．1 首先建立會話連接 控制設備發送會話建立連接請求(8字節)： 0001 0A OO OO 12 01 10 OO 00 發送數據序列中前4字節“0A 00 00 12”是WTP In—voke PDU。WTP Invoke PDU采用了固定長度格式，其結構如表1所列。
其中，CON=0，PDU Type=0001，GTR=0，TTR=1，RID=0，故第1字節為0A；TID High Byte=00000000，故第2字節為00；TID Low Byte=00000000，故第3字節為00；Version=00，TIDnew=0，U／p=1，RES=00，TCL=10，故第4字節為12。 發送數據序列中的第5到8字節“01 10 O000”是WSP協議數據單元。其中第5字節“01”是WSP會話連接Connect的代碼，第6到8字節是WSP Connect PDU。WSP Connect PDU結構如表2所列。
其中，第6字節“10”是WSP協議版本號，高4位是版本號的整數部分，低4位是版本號的小數部分，這里為V1．0；第7字節是能力字段長度，沒有使用能力請求，故長度為00；第8字節是報頭字段長度，沒有報頭，故長度為00。 服務器返回數據如下(30字節)： 0001 12 80 00 02 B5 C5 1 5 00 15 45 6E 63 6F 64 69 6E．．．．．．．．Encodin 0017 67 2D 76 65 72 73 69 6F 6E 00 31 2F 32 00 00 00 g—version．1．2．．. 返回數據中第1～3字節是WTP Result PDU，其余為WSP協議數據單元。WTP Result PDU采用固定長度格式，其結構如表3所列。
其中，CON=0，PDU Type=0010，GTR=0，TTR=1，RID=O，故第1字節為12；TID High Byte=10000000，故第2字節為80；TID Low Byte=00000000，故第3字節為OO。 返回數據中的第4字節“02”是WSP會話連接確認ConnectReply的代碼；第5～30字節是WSP ConnectReplyPDU。 WSP ConneetReply PDU結構如表4所列。
第5～8字節“B5 C5 15”是會話標識；第10字節“15”是HeadersLen(21字節)，Headers是以00結束的字符串，即Encoding—version 1．2。 2．2 控制設備發送WTP確認完成會話連接 控制設備發送WTP確認(WTP Acknowledgement，3字節)：18 00 00。WTP Acknowledgement PDU采用固定長度格式，如表5所列。
其中，CON=0，PDU Type=0011，Tve／Tok=0，RES=0，RID=0，故第1字節為18；TID High Byte=00000000，故第2字節為00；TID Low Byte=00000000，故第3字節為OO。 2．3 控制設備發送WTP、WSP和MMS包 控制設備首先發送WTP和WSP(49字節)： 0001 0E 00 01 1 2 60 1A 10 68 74 74 70 3A 2F 2F 6D 6D．．．．．．．http：／／mm 0017 73 63 2E 6D 6F 6E 74 6 5 72 6E 65 74 2E 63 6F 6D SC．monternet．com 0033 2F BE 80 BE C7 80 A1 09 80 77 61 70 00 77 61 70／．．．．．．．．wap．wap 0049 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00．．．．．．．．．．．．．．．． 發送數據序列中，前4個字節“0E 00 01 12”是WTPInvoke PDU，后45個字節是WSP協議數據單元。 WTP Invoke PDU同樣采用了固定結構格式(如表1所列)。其中，CON=0，PDU Type=0001，GTR=1，TTR=1，RID=0，故第1字節為0E；TID High Byte=00000000，故第2字節為00；TID Low Byte=00000001，故第3字節為01；Version=00，TIDnew=0，U／P=1，RES=00，TCL=10，故第4字節為12。 發送數據序列中第5字節“60”是WSP方法Post的代碼，第6～49字節是WSP Post PDU。WSP Post PDU結構如表6所列。
第6字節“1A”是UriLen(26字節)；第7字節“10”是HeadersLen(16字節)；第8～33字節是Uri字段，URI=http：／mmsc．monternet．com／(中國移動夢網)；第34字節“BE”是ContentType的內容類型(著名域值 applica—tion／vnd．wap．mms—message的代碼)，即Content Type=application／vnd．wap．mms—message；第35~49字節是由3個Header組成的Headers字段，第35、 36字節是第1個Header，第37、38字節是第2個Header，第39~49字節是第3個Header。 Headerl：80 BE(Accept：application／vnd．wap．mms—message)。 Header2：C7 80(Cashe Control：None)。 Header3：A1是域Proxy authorization的代碼，第40字節“09”是域長度(9字節)，第41字節“80”是Basic的代碼，第42～44字節是User— id=wap，第46～48字節是Password=wap。 數據字段就是緊接著發送的MMS包。 服務器返回數據序列如下：
返回數據中，第1～3字節是WTP Result PDU，其余為WSP協議數據單元。WTP Result PDU格式與前面相同，只是TID=8001，與WTP Invoke PDU中的TID=0001相對應。 返回數據中第4字節“04”是WSP會話響應Reply的代碼，第5～173字節是WSP Reply PDU。WSP ReplyPDU結構如表7所列。
第5字節“20”是Status編碼，表示成功；第6、7字節“81 26”是Headers的長度(解碼后為A6，即166個字節，從第8字節“61”到173字節“B1”)；第8～38字節是Cont—entType的域值，ContentType=application／vnd．wap． mms—message；第40～173字節是由6個Header組成的Headers字段，第40～52字節是第1個Header，第53～78字節是第2個Header，第79～111字節是第3個Header，第 112～143字節是第4個Header，第144～167字節是第5個Header，第168～173字節是第6個Header。
Header6：Date=48 29 41 EB，以秒計算的日期，起始日期為1970—01-01。 返回數據中，第174～209字節是Data字段，其內容與MMS頭內容相對應，解碼后含義：
2．4 控制設備發送WTP確認完成會話 控制設備發送WTP確認(WTP AcknowledgementPDU，3字節)：1C 00 01。 WTP Acknowledgement PDU格式同表5。其中，CON=0，PDU Type=0011，Tve／Tok=1，RES=0，RID=0，故第l字節為1C；TID High Byte=00000000，故第2字節為00；TID Low Byte=00000001，故第3字節為01。 2．5 斷開服務器連接 如果要退出數據模式，控制設備可通過UART串口傳送符號+++，BENQ23G返回命令模式，但與服務器的Socket連接并沒有斷開。如果要斷開 BENQ23G與服務器的Socket連接，則控制設備需通過UART串口發送ATH命令給BENQ23G模塊。 3 結論 本文介紹了一種通過彩信傳送圖像的低成本遠程監控系統。該系統采用Winbond公司的77E58單片機作為控制器，由外部報警傳感器觸發，控制串口攝像頭捕獲現場圖像，封裝MMS彩信，并通過控制BenQ公司的GSM／GPRS模塊BENQ23G發送，同時還可以通過撥打預設號碼將現場聲音傳送出去。 參考文獻 1. BenQ Inc M23 AT Command User Guide.Version:1.75 2005 2. 中國移動通信集團公司 GPRS 移動終端規范--彩信分冊 2004 3. 張會勇 MMS的消息格式和壓縮編碼分析 [期刊論文] -中國數據通信2004(6) 4. 鄧戈.曹怡鵬.沈金龍 MMS 終端互通技術研究 [期刊論文] -南京郵電學院學報(自然科學版)2004(1) 5. 陳華鵬 嵌入式MMS 客戶機模型研究 [期刊論文] -計算機工程2007(16) 6. 沈音樂 嵌入式 MMS客戶機設計 [期刊論文] -計算機系統應用2007(11) 作者：北京航空航天大學 于捷 王祖林 劉有才 來源：單片機與嵌入式系統應用 2009 (2) |
