AT命令通信解析模块：构建高效通信的基石
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在通信技术日益发展的今天，AT命令作为一种古老但依旧强大的通信协议，依然广泛应用于调制解调器、移动通信设备、蓝牙模块、GPS模块等多种设备中。AT命令（Attention Command）源于早期调制解调器制造商的引入，通过“AT”前缀吸引设备注意并执行特定指令。随着技术的演进，AT命令的应用范围不断扩大，其简单而有效的特点使得它成为控制和配置设备的通用方式。本文将详细介绍一种AT命令通信解析模块的设计和实现，探讨其在现代通信技术中的重要作用。
AT命令通信解析模块概述
AT命令通信解析模块是连接AT设备和控制系统之间的桥梁，它负责解析由控制系统发送的AT命令，并处理来自AT设备的响应。一个高效的AT命令通信解析模块需要支持多种命令格式、错误处理、超时机制以及URC（Unsolicited Result Code，非请求结果码）处理等功能。
软件架构
该AT命令通信解析模块支持裸机（at_chat）和操作系统（OS）两个版本，分别适用于不同的应用场景。在裸机版本中，模块使用链式队列及异步回调方式处理AT命令收发，支持URC处理、自定义命令发送与解析作业。而在OS版本中，模块则依赖于操作系统提供的信号量操作、任务延时等接口进行工作。
基本接口与功能
1. at_send_singlline
该接口用于发送单行AT命令，并默认等待“OK”响应，超时时间为3秒。如果命令执行成功，将返回成功响应；否则，返回错误响应或超时信息。
2. at_send_multiline
该接口支持发送多行AT命令，同样默认等待“OK”响应，超时时间为3秒。多行命令通常用于执行复杂操作，如设置网络参数等。
3. at_do_cmd
该接口允许用户自定义发送格式与接收匹配串，提供更高的灵活性。用户可以根据需要，定义复杂的命令序列和期望的响应格式。
4. at_do_work
适用于发送组合命令，如发送短信或进行网络连接等需要等待特定提示符的操作。通过该接口，用户可以自定义发送与接收解析逻辑，以适应不同设备的特殊需求。
设计与实现
1. AT控制器与通信适配器
AT控制器是该模块的核心，负责维护命令的执行状态、处理URC等。通信适配器则负责与AT设备的物理连接，包括数据的发送和接收。适配器接口通常包括write（发送数据）、read（读取数据）和error（错误处理）等函数。
2. 作业项管理
模块使用链式队列管理作业项，包括空闲链表和就绪链表。每个作业项代表一个待执行的AT命令，包括命令类型、状态、参数等信息。命令执行完毕后，作业项将被回收至空闲链表，以便复用。
3. URC处理
URC是AT设备主动发送的非请求结果码，用于通知控制系统某些事件的发生。模块通过维护一个URC表，将收到的URC与表中的匹配项进行比对，并执行相应的处理函数。
应用示例
以下是一个使用AT命令通信解析模块发送短信的示例：
c
// 定义URC表和缓冲区
static char urc_buf[128];
utc_item_t utc_tbl[] = {{"+CMGS:", sms_sent_handler}};
// 初始化AT控制器和通信适配器
at_obj_t at;
const at_adapter_t adap = {
.urc_buf = urc_buf,
.urc_bufsize = sizeof(urc_buf),
.utc_tbl = utc_tbl,
.urc_tbl_count = sizeof(utc_tbl) / sizeof(utc_item_t),
.write = uart_write,
.read = uart_read,
// 其他接口...
};
// 发送短信
static bool send_sms(at_obj_t *at, const char *phone_number, const char *message) {
char cmd[128];
snprintf(cmd, sizeof(cmd), "AT+CMGS=\"%s\"", phone_number);
at_respond_t r = {"OK", NULL, 0, 3000};
if (at_do_cmd(at, &r, cmd) != AT_RET_OK) {
return false;
}
// 发送短信内容...
return true;
}
在这个示例中，我们首先定义了URC表和缓冲区，并初始化了AT控制器和通信适配器。随后，我们实现了一个send_sms函数，该函数利用AT命令通信解析模块来发送短信。以下是send_sms函数以及后续处理短信发送内容的完整示例：
c
#include <string.h>
#include <stdbool.h>
#include "at_parser.h" // 假设这是AT命令解析模块的头文件
// 假设的UART读写函数声明
extern int uart_write(const void *data, size_t size);
extern int uart_read(void *data, size_t size, unsigned int timeout_ms);
// URC处理函数，处理短信发送成功的URC
static void sms_sent_handler(const char *urc) {
// 这里可以添加处理逻辑，比如打印日志、更新状态等
printf("SMS sent successfully: %s\n", urc);
}
// 发送短信的函数
static bool send_sms(at_obj_t *at, const char *phone_number, const char *message) {
char cmd[128];
char final_cmd[256];
at_respond_t r = {"OK", NULL, 0, 3000}; // 等待"OK"响应，超时3秒
// 第一步：发送AT+CMGS命令以开始发送短信
snprintf(cmd, sizeof(cmd), "AT+CMGS=\"%s\"", phone_number);
if (at_send_command(at, &r, cmd) != AT_RET_OK) {
printf("Failed to start SMS sending\n");
return false;
}
// 第二步：发送短信内容（注意：内容后需要添加CTRL+Z（0x1A）作为结束符）
snprintf(final_cmd, sizeof(final_cmd), "%s%c", message, 0x1A);
if (uart_write(final_cmd, strlen(final_cmd)) < 0) {
printf("Failed to write SMS content\n");
return false;
}
// 注意：在某些情况下，可能不需要再次等待响应，因为设备可能会直接通过URC通知发送结果
// 但为了示例完整性，这里假设我们还需要检查是否有错误发生（虽然这不是标准的做法）
// （可选）等待可能的错误响应或其他URC
// 这里可能需要一个更复杂的机制来区分不同类型的URC，但在此示例中我们省略了
// 假设一切正常，返回成功
return true;
}
int main(void) {
at_obj_t at;
// 初始化AT控制器（这里省略了具体的初始化代码，因为它依赖于具体的实现）
// ...
// 发送短信
const char *phone_number = "+1234567890";
const char *message = "Hello, this is a test SMS!";
if (send_sms(&at, phone_number, message)) {
printf("SMS sent successfully\n");
} else {
printf("Failed to send SMS\n");
}
// 清理资源，关闭连接等（此处省略）
// ...
return 0;
}
// 注意：上述代码中的at_send_command是一个假设的函数，实际中你可能需要根据
// AT命令解析模块的具体实现来调用相应的函数（如示例中的at_do_cmd或自定义的发送函数）。
// 此外，UART的读写函数也需要根据你的硬件平台和驱动进行相应的实现。
在这个完整的示例中，send_sms函数首先通过AT命令AT+CMGS开始发送短信，并等待设备返回"OK"响应。然后，它将短信内容（后面跟着CTRL+Z作为结束符）通过UART发送出去。请注意，由于短信发送的结果通常是通过URC（如"+CMGS: <index>"后跟发送状态）来通知的，因此send_sms函数在发送完短信内容后并没有立即等待特定的响应。在实际应用中，你可能需要实现一个机制来监听和处理这些URC，以便了解短信是否成功发送。
此外，示例中的at_send_command函数是一个假设的函数，用于简化示例。在实际应用中，你应该使用AT命令解析模块提供的实际函数（如at_do_cmd或类似的函数）来发送命令并处理响应。同时，UART的读写函数也需要根据你的硬件平台和驱动进行相应的实现。
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