NipGeihou's blog
NipGeihou
2024-02-14
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基于ESP32 + Air780EPV的短信转发

# 前言

本来是打算基于 Air780E 开发板实现的，后来发现有个新品 Air780EPV 还支持电信短信，关键这个芯片 9.9 盲订的时候我还知道这件事，但当时的说法是 9.9 盲订 + 尾款，结果是 9.9 到手（错过 1 个亿～）。秉持着买新不买旧的原则（大坑），最后选择了原价且不包邮的 Air780EPV。

# 材料

名称 数量 价格 说明
合宙 Air780EPV 开发板 1 39
合宙 ESP32C3 简约版 1 9.9
运费 - 7
1×16p 2.54MM 直插单排母 2 0.5 某宝 2.5/10 件。
飞线 2 -

笔记

  • 原本开发板是在闲鱼 29 收的，结果遇到一个不发货的 ** 卖家，最后还是去了官方淘宝店买，又刚好遇到合宙现在不包邮了，估计我的买入价是最高位，随着后面闲鱼有货，应该能 50 以内搞定。
  • 实际上排母买 1×2p 的就可以了

注意

如果只是转发移动、联通网络的短信，使用 合宙Air780E开发板 可以减少很多不必要的麻烦

# 最佳实践

# 硬件

image-20240301211555819

image.png

# 焊接

注意

实践过程中发现，esp32c3 与 air780epv 接口并不完全兼容，如没有把握能解决兼容问题，千万不要在直接把整排 16p 排母焊到 esp32c3 上，同时又把 20pin 的排针焊在 air780epv 开发板上，否则焊时有多爽，拆时就有多惨！

  • 在 esp32c3 上方的下述引脚焊接排母

    • 01
    • 13-14
    • 17-18
    • 31-32
    • 上述实际上只用到 31-32 供电引脚，其他引脚上的排母主要作用是连接时支撑开发板。

  • 在 air780epv 的下方的下述引脚焊接排针

    • 03-04
    • 25-26
    • 17-18
    • 38
    • 当然排针可以全焊上去，只要保证无关的引脚不会与 esp32c3 的引脚连通即可。

# 连接

不知道是故意的还是不小心的，air780epv 的 UART1_RXD、UART1_TXD 与 air780e 的引脚是相反的，因此不能像 air780e 一样直接用排母连接 eps32c3，需要用跳线对调。

  • 将焊接的排母和排针连接
  • 使用飞线，将 esp32c3 的 02 与 air780epv 的 36 ， 03 与 37 连接。

55d311642560f6fc58abea4ca3d2ce1

# 软件

# 准备与连接

参考官方视频教程：ESP32C3 - 新版_哔哩哔哩_bilibili (opens new window)

  • LuaTools 下载 (右键另存为) (opens new window)（创建一个文件夹 luatools 存放，因为下面会在启动目录下载资源）
  • 将 esp32c3 通过 usb 连接到电脑
  • 查看设备管理器，确认串口号
  • 在 Luatools 中
    • 勾选 通用串口打印
    • 选择 esp32c3 的串口号
    • 串口日志波特率： 921600
    • 打开串口
    • 能打印日志即为成功连接

# 烧录固件

  • 下载 NipGeihou/sms_forwarder_air780ep_esp32 (opens new window) 项目到本地

  • luatools 右上角， 项目管理测试

  • 创建项目 ，名字随意

  • 选择文件， \sms_forwarder_air780_esp32-master\firmware\LuatOS-SoC_V1006_ESP32C3_lite.soc

  • 增加脚本或资源文件 ，将 \sms_forwarder_air780_esp32-master\ 下的所有 lua 文件倒入进来

  • 使用 vscode (编辑器) 编辑 config.lua

    • config.board_type = "esp32c3"
    • config.wifi ：配置 WiFi 账号、密码
    • config.notification_channel ：开启并配置推送方式

  • luatools 的项目管理，点击 下载底层和脚本 将固件和脚本写入 esp32c3 中

  • 长按 air780epv 的 power 按键，出现绿灯即为开机

[2024-03-02 14:42:54.502] E (598) task_wdt: esp_task_wdt_init(593): TWDT already initializI/main.lua:60	main - 初始化Air780	Air780E已连接
[2024-03-02 14:42:54.502] I/main.lua:62	main - 初始化Air780	正在检查有无SIM卡
[2024-03-02 14:42:54.608] I/main.lua:41	main - 初始化网络	无线网络连接成功，IP地址：10.10.xx.xx
[2024-03-02 14:42:54.608] I/main.lua:44	main - 初始化网络	配置第1个DNS服务器为119.29.29.29
[2024-03-02 14:42:54.608] I/main.lua:44	main - 初始化网络	配置第2个DNS服务器为223.5.5.5
[2024-03-02 14:42:54.630] I/main.lua:44	main - 初始化网络	配置第3个DNS服务器为8.8.8.8
[2024-03-02 14:42:54.630] I/main.lua:44	main - 初始化网络	配置第4个DNS服务器为1.1.1.1
[2024-03-02 14:42:54.630] I/main.lua:48	main - 初始化网络	等待时间同步
[2024-03-02 14:42:54.630] I/main.lua:75	main - 初始化Air780	正在配置短信功能
[2024-03-02 14:42:54.939] I/main.lua:82	main - 初始化Air780	短信功能配置完成
[2024-03-02 14:42:54.939] I/main.lua:85	main - 初始化Air780	正在禁用RNDIS
[2024-03-02 14:42:54.939] I/main.lua:89	main - 初始化Air780	检查GPRS附着状态
[2024-03-02 14:42:55.062] I/main.lua:96	main - 初始化Air780	GPRS未附着，将在5秒后重新检查
[2024-03-02 14:42:55.549] I/main.lua:50	main - 初始化网络	时间同步完成
[2024-03-02 14:43:00.153] I/main.lua:93	main - 初始化Air780	GPRS已附着
[2024-03-02 14:43:00.153] I/main.lua:102	main - 初始化Air780	正在关闭NET灯闪烁
[2024-03-02 14:43:00.153] I/main.lua:106	main - 初始化Air780	初始化完成，等待新短信...
[2024-03-02 16:36:26.339] I/main.lua:60	main - 初始化Air780	Air780E已连接
[2024-03-02 16:36:26.339] I/main.lua:62	main - 初始化Air780	正在检查有无SIM卡
[2024-03-02 16:36:26.446] I/main.lua:75	main - 初始化Air780	正在配置短信功能
[2024-03-02 16:36:26.767] I/main.lua:82	main - 初始化Air780	短信功能配置完成
[2024-03-02 16:36:26.767] I/main.lua:85	main - 初始化Air780	正在禁用RNDIS
[2024-03-02 16:36:26.767] I/main.lua:89	main - 初始化Air780	检查GPRS附着状态
[2024-03-02 16:36:26.888] I/main.lua:93	main - 初始化Air780	GPRS已附着
[2024-03-02 16:36:26.888] I/main.lua:102	main - 初始化Air780	正在关闭NET灯闪烁
[2024-03-02 16:36:26.888] I/main.lua:106	main - 初始化Air780	初始化完成，等待新短信...

如果顺利将会看到类似上面的日志

# 优化

# 通电开机

默认情况下 air780epv 通电后需要长按 power 按键开机。

想让开发板上电同时自动开机，这种方式也能实现，但是需要调整开发板上的电阻了。 把下图标准的电阻短接，会将 Air780EP 的 POWKEY 信号拉低，也就实现开发板上电开机。

image.png

笔记

尝试使用一坨锡短接，发现连不起来，最后是先在两个触点上锡，再找一段排针连接。

# 对英文发件人的支持

海外的一些短信是没有手机号的，只有一个英文名，如 3HK 、 Apple ，而原项目中并为对英文发件人支持，因此转发的短信这些短信的发件人会是一段 16 进制值。

在 50 元内自制短信转发器（Air780E+ESP32C3） (opens new window)一文的留言中，有人提及这个问题，并且项目作者已增加对此的支持，而我使用的是另一个项目 (opens new window)的源码，而这个项目中目前并没有，因此我打算尝试一下提交个 PR。

解码工具：Online SMS PDU Decoder/Converter | Diafaan SMS Server (opens new window)

PDU 协议

时间关系，这里只分析收短信的 PDU 格式，由 wiki 可在 SMS Center (SC) -> Mobile Station (MS) 的 message type (消息类型) 为 SMS-DELIVER ，对应的 TP-MTI 为 00

07915862337418F62410D0C3B0FC5D9F97D96C0000320113324282238CC3B0FC5D9F97D96CD0F04D2EBB40CEB2BD2C07CDD1617919947FD7E5A0F19B5C06DDD3743428ECCEBFDD65500B340CCBDFF57999CD0695DB70F63B5F2ECF41F7349B0D7297ED6539283C5F83CC6F39284D7781B2EFBA1C347E93CBA0F41C24A3C1702E50920E4ACF41F6303B4D0699DF72900CD44EBBEBF4F2DC05

# SMSC
07
91
58 62 33 74 18 F6
# 第一个字节
24
# Originating Address  始发地址
10 #（10 hex = 16 dec，16个半字节 = 8字节）
D0
C3 B0 FC 5D 9F 97 D9 6C # 8字节
#TP-PID
00
# TP-DCS
00
# TP-SCTS
32 01 13 32 42 82 23 
# TP-UDL
8C
# TP-UD
C3B0FC5D9F97D96CD0F04D2EBB40CEB2BD2C07CDD1617919947FD7E5A0F19B5C06DDD3743428ECCEBFDD65500B340CCBDFF57999CD0695DB70F63B5F2ECF41F7349B0D7297ED6539283C5F83CC6F39284D7781B2EFBA1C347E93CBA0F41C24A3C1702E50920E4ACF41F6303B4D0699DF72900CD44EBBEBF4F2DC05
SMSC

SMSC 我想应该类似于网关一样的东西

这一段在 wiki 中没有找到，但交叉佐证可以肯定是有这么一段数据。

这段数据的格式跟 Originating Address 的格式是类似的，表明由谁承运？

First Octet 第一个字节
bit(s) field Meaning 参考值
0-1 TP-MTI Message Type Indicator 消息类型指示器 00
2 TP-MMS More Messages to Send 更多要发送的消息 0
3 TP-LP Loop Prevention 环路预防 0
4 - 0
5 TP-SRI Status Report Indication 状态报告指示
是否将状态报告返回给短消息实体 1 是 0 否		 0
6 TP-UDHI User Data Header Indicator 用户数据标头指示器 0
7 TP-RP Reply Path 回复路径 0
TP-OA，Originating Address 始发地址

参考：GSM_03.40#Addresses - Wikipedia (opens new window)

字节索引 含义 参考值
0 地址数字共有多少个半字节 0B
1 {EXT,1}{TON,3}{NPI,4} 国际号码 91（ 1 0001 0001 ）
字母数字 D0（ 1 001 0000 ）
2-11 地址数字 5862337418F6（ 85263347816 ）

  • EXT：固定为 1

  • TON：

    • 0 0 0 ：未知
    • 0 0 1 ：国际号码，即 1001 = 9(hex)
    • 1 0 1 ：字母数字，即 1101 = D(hex)

  • NPI：Numbering plan identification

    • 0 0 0 0 ：未知
    • 0 0 0 1 ：ISDN / 电话编号计划（E.164/E.163），即 1(hex)

    当用户发送的收件人以 + 开头是，发送时就会将 + 删除，并地址开头设为 91 (TON=1、NPI=1)；反之如果不以 + 开头，则地址开头设为 01 (TON=0、NPI=1)，由运营商匹配。（所以国内使用 00？）

  • 地址数字：

    • NPI = 1 ：每个数字占半个字节，同时需要将同一个字节的两个数对调，其中最后一个字节的 F 在对调之后丢弃，得到手机号
    • NPI = 0 ：则可能是字母数字，需要使用 GSM 7-bit 解码
GSM7-bit编解码代码 
import (
	"encoding/hex"
	"github.com/warthog618/sms/encoding/gsm7"
)

func main() {

	text := "Design@Home"

	println("编码：")

	// 转换为gsm7编码
	gsm7encode, _ := gsm7.Encode([]byte(text))
	println(hex.EncodeToString(gsm7encode)) // 44657369676e00486f6d65

	// 按7位打包成一个字节
	pack := gsm7.Pack7Bit(gsm7encode, 0)
	println(hex.EncodeToString(pack)) // c4f23c7d760390ef7619

	println("解码：")

	// 解码
	gsm7encode = gsm7.Unpack7Bit(pack, 0)
	println(hex.EncodeToString(gsm7encode)) // 44657369676e00486f6d65

	decode, _ := gsm7.Decode(gsm7encode)
	println(string(decode)) // Design@Home

}

编码思路

# Design@Home
# 根据GSM 7-bit编码表得到16进制的：
44 65 73 69 67 6E 00 48 6F 6D 65
# 将其转换为2进制：
01000100 01100101 01110011 01101001 01100111 01101110 00000000 01001000 01101111 01101101 01100101
# 由于7-bit编码最高位均为0，需要去掉：
1000100 1100101 1110011 1101001 1100111 1101110 0000000 1001000 1101111 1101101 1100101

# 组合成8位，第一个字节现在只有7位，需将下一个字节的最低位添加到第一个字节的最高位：
待处理1：110010 1110011 1101001 1100111 1101110 0000000 1001000 1101111 1101101 1100101
已处理1：11000100

# 此时待处理1第一个字节只有6位，需要将下一个字节的最低位依次添加到第一个字节的最高位：
待处理2：11100 1101001 1100111 1101110 0000000 1001000 1101111 1101101 1100101
已处理2：11000100 11110010

# 以此类推
待处理3：1101 1100111 1101110 0000000 1001000 1101111 1101101 1100101
已处理3：11000100 11110010 00111100

待处理4：110 1101110 0000000 1001000 1101111 1101101 1100101
已处理4：11000100 11110010 00111100 01111101

待处理5：11 0000000 1001000 1101111 1101101 1100101
已处理5：11000100 11110010 00111100 01111101 01110110

...

# 最后一次处理，后面没有字节了，则在前面补0，直到8位
最终得到：11000100 11110010 00111100 01111101 01110110 00000011 10010000 11101111 01110110 00011001（16进制：C4 F2 3C 7D 76 03 90 EF 76 19）
TP-PID，Parameter Indicator 参数指标

GSM_03.40#Protocol_Identifier (opens new window)

  • 00：默认存储转发短信
TP-DCS，Data Coding Scheme 数据编码方案

GSM_03.40#Data_Coding_Scheme (opens new window)

GSM 03.38 - Wikipedia (opens new window)

Data_Coding_Scheme#SMS_data_coding_scheme (opens new window)

  • GSM 7-bit ： 0 ，默认，包含大多数西欧语言中最常用的符号（以及一些希腊大写字母），7 位 bit
  • UCS-2 ： 08 ，即 UTF-16，中文、韩语或日语消息必须使用 UTF-16 字符编码进行编码，16 位 bit
  • 8-bit data ： 04 ，8 位 bit
TP-SCTS，Service Centre Time Stamp 服务中心时间戳
octet Content 参考值
0 Last two digits of the year 年份的最后两位数字 31
1 Month 月 30
2 Day 天 52
3 Hour 小时 32
4 Minute 分钟 10
5 Second 秒 65
6 Time zone 时区 8A

2013 年 3 月 25 日 23:01:56 PST (GMT-7)，同样为转位（数字 35 存储为十六进制 53）

TP-UDL，User Data Length 用户数据长度

TP-UDL * TP-DCS对应单位长度 为 TP-UD 的长度

TP-UD，User Data 用户数据

todo

  • 由于只是对发件人（手机号）部分调整，不涉及到其他内容，只需要对解析手机号部分代码修改即可。
  • 经过翻阅 wiki 可知当 TP-OA 的第二个字节为 D0 时则为 Alphanumeric（字母数字），需要使用 GSM 7-bit 解码。因此只需要在代码中添加对此类短信的判断，并复用对 TP-UD 的 GSM 7-bit 解码逻辑即可来对 TP-OA 部分进行相同的操作即可。
  • 实际操作查看：Add support for alphanumeric SMS center type · NipGeihou/sms_forwarder_air780ep_esp32@55f23a6 (opens new window)

参考：

# 参考

上次更新: 2024/05/13, 16:22:17
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