树莓派+EC20模块实现连接蜂窝网和短信收发

软硬件

树莓派
ec20
wvdial
gammu
SIM卡

EC20模块

概述

EC20-CE是移远通信最近推出的LTE Cat 4无线通信模块，采用LTE 3GPP Release 11 技术，支持最大下行速率 150 Mbps和最大上行速率50 Mbps；同时在封装上兼容移远通信多网络制式LTE EC21系列、EC25系列和EG25-G 模块，实现了3G网络与4G网络之间的无缝切换。

EC20-CE采用镭雕工艺，镭雕工艺具有外观更漂亮、金属质感强、散热更好、信息不容易被抹除、更能适应自动化需求等优点。

EC20-CE内置多星座高精度定位GNSS（GPS/GLONASS/BDS/Galileo/QZSS）接收机；在简化产品设计的同时，还大大提升了定位速度及精度。

EC20-CE内置丰富的网络协议，集成多个工业标准接口，并支持多种驱动和软件功能(适用于Windows 7/8/8.1/10/11、Linux、Android等操作系统下的USB驱动等)，极大地拓展了EC20-CE在M2M领域的应用范围，如CPE、路由器、数据卡、平板电脑、车载、智能安全以及工业级PDA等。

产品特性

更多详情可到官网查看

引用站外地址,不保证站点的可用性和安全性

LTE EC20-CE

QUECTEL

产品手册 Quectel_Product_Brochure_CN_V7.8

查看设备是否挂载成功

使用命令

1	sudo ls /dev \|grep ttyUSB

挂载成功会有如图输出

要是没有看到设备则检查设备是否稳定插入、更换USB口或者重启设备之后再重新使用命令查看

拨号上网

wvdial

安装

wvdial是一个方便使用的PPP拨号模块，它能调用调制调节器，并通过PPP上网，无需像手动拨号一样配置繁琐的文件
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sudo apt update

sudo apt install wvdial

配置

修改配置文件

1	sudo vim /etc/wvdial.conf

可以继续使用 [Dialer Defaults]也可以重新根据自己需要添加，我这里为了没有多余手机卡，也为了方便输入命令，就直接使用

电信/移动SIM卡使用以下配置

[Dialer Defaults]
Init1 = ATZ
Init2 = ATQ0 V1 E1 S0=0 &C1 &D2 +FCLASS=0
Modem Type = Analog Modem
Modem = /dev/ttyUSB3
Baud = 115200
New PPPD = yes
ISDN = 0
Phone = *99#
Username = card
Password = card

联通卡使用以下配置

[Dialer Defaults]
Init1 = ATZ
Init2 = ATQ0 V1 E1 S0=0 &C1 &D2 +FCLASS=0
Init3 = at+cgdcont=1,"ip","uninet"
Modem Type = Analog Modem
Modem = /dev/ttyUSB3
Baud = 115200
New PPPD = yes
ISDN = 0
Phone = *99#
Password = card
Username = card

配置来源于 Quectel EC20 在 Linux 上的使用

在配置文件中大部分都不需要自己调整，只有**Modem和Baud**需要根据自己设备情况进行调整

Modem：根据情况选择合适的设备我的这个ttyUSB2和ttyUSB3都能正常使用
Baud：根据情况选择合适的波特率，对于ec20来说9600-115200都可以

启动wvdial
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sudo wvdial
查看网络设备
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ifconfig
可以看到多了ppp0和wwan0两个设备

正常情况还无法访问网络，因为默认路由在其他网络设备中，需要重新配置路由

配置路由

查看路由

1	sudo route

配置路由的方式有很多种，我这里的方法比较简单粗暴，需要具体配置的可自己查找方法

1	sudo route add default dev ppp0

该命令会在路由表中添加一条新的默认路由

在每次重启后都会刷新路由，可以将命令加到/etc/rc.local中，每次开机都执行添加方法

1	sudo vim /etc/rc.local

在exit 0前添加

1	su - root -c `route add default dev ppp0`

通过systemctl来管理wvdial

开机自启wvdial的方法有很多种，并不一定要使用systemctl

最简单的就是和添加路由一样，在/etc/rc.local中添加启动命令

sudo vim /etc/rc.local

# 添加
wvdial &

编写控制wvdial启动和检测wvdial运行脚本

新建sh脚本文件，可以放到你想存放的地方

我这里在root用户下/root/shell中

sudo mkdir /root/shell && cd shell

# 名字可以任起
sudo vim onwvdial.sh

wvdial控制脚本内容

#!/bin/bash
DEVICE_NAME="/dev/ttyUSB3" # 和wvdial配置设备一致
LOG_FILE="/var/log/wvdial_on.log" # 日志文件存储位置
PROCESS_NAME=(wvdial pppd) # 需检查占用软件
# 定义函数检查进程是否占用设备
check_device_usage() {
    local process_name=$1
    local device=$2
    local pids=$(pgrep -f "$process_name")

    if [ -z "$pids" ]; then
        return
    fi

    for pid in $pids; do
        echo "pid:$pid"
        local device_count=$(lsof -p "$pid" 2>/dev/null | grep -e "$device" | wc -l)
        if [ "$device_count" -gt 0 ]; then
            echo "占用设备：$device"
            kill $pid
        fi
    done
    return
}

function check_wvdial() {
    if pgrep -x "wvdial" >/dev/null; then
        return 0  # wvdial 进程在运行
    else
        return 1  # wvdial 进程未运行
    fi
}

for process in $PROCESS_NAME; do
        echo "进程名: $process"
        check_device_usage $process $DEVICE_NAME
done

wvdial >> "$LOG_FILE" 2>&1 &
route add default dev ppp0

while true;do
        if ! check_wvdial;then
                echo "$(date +"%Y-%m-%d %H:%M:%S") - wvdial 进程未运行，正在重新启动..." >> "$LOG_FILE"
                wvdial >> "$LOG_FILE" 2>&1 &
        fi
        sleep 120
done

该脚本包含功能:

停止wvdial启动前所需设备的占用
启动wvdial
添加ppp0默认路由
每120秒检测wvdial是否运行
记录启动、错误日志

设置可执行权限

1	sudo chmod u+x /root/shell/onwvdial.sh

编写systemctl控制文件

1	sudo vim /etc/systemd/system/wvdial_on.service

配置文件内容如下：

[Unit]
Description=Safe Start Wvadil
After=dev-ttyUSB3.device
Requires=dev-ttyUSB3.device

[Service]
User=root
Group=root
ExecStart=/root/shell/onwvdial.sh # 路径根据自己配置修改

[Install]
WantedBy=multi-user.target

启动服务
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systemctl daemon-reload

systemctl start wvdial_on.service

systemctl enable wvdial_on.service
设置自启动后就不需要在/etc/rc.local中添加修改路由和启动wvdial命令了

配置防火墙

如果在ec20模块连接4G网络后还需要使用wifi则需要配置防火墙，不需要则不用配置

sudo iptables -t nat -A POSTROUTING -o ppp0 -j MASQUERADE
sudo iptables -A FORWARD -i ppp0 -o wlan0 -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
sudo iptables -A FORWARD -i wlan0 -o ppp0 -j ACCEPT


将防火墙规则写入文件
sudo sh -c "iptables-save > /etc/iptables.ipv4.nat"

顺序执行命令即可

收发短信

安装软件gammu
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sudo apt install gammu gammu-smsd

配置gammu

使用命令

1	sudo gammu-config

配置可参考我的

或者直接修改/root/.gammurc,效果是一样的
如果没有/root/.gammurc文件就使用命令

[gammu]

port = /dev/ttyUSB2
model =
connection = at19200
synchronizetime = yes
logfile =
logformat = nothing
use_locking = no
gammuloc =

修改 /etc/gammu-smsdrc

[gammu]
# Please configure this!
port = /dev/ttyUSB2
connection = at19200
# Debugging
#logformat = textall
# SMSD configuration, see gammu-smsdrc(5)
[smsd]
service = files
logfile = syslog
RunOnReceive = /root/msmtp/sh/send-smsd.sh # 	发送邮件脚本
# Increase for debugging information
debug = yes
#debuglevel = 0

# Paths where messages are stored
inboxpath = /var/spool/gammu/inbox/
outboxpath = /var/spool/gammu/outbox/
sentsmspath = /var/spool/gammu/sent/
errorsmspath = /var/spool/gammu/error/

编辑收到短信后自动发送邮件脚本

树莓派配置邮件这里不再赘述，可以自行搜索，或者参考我之前的一篇博客

引用站外地址,不保证站点的可用性和安全性

树莓派开机自动发送邮件

TeohZY

编辑脚本

1	vim /root/msmtp/sh/send-smsd.sh

文件路径根据自己需要修改

#!/bin/bash
for i in `seq $SMS_MESSAGES` ; do
        if [ $i -eq 1 ]; then
                phone="$SMS_1_NUMBER"
        fi
        tmp="$(eval echo '$'SMS_${i}_TEXT)"
        message="$text$tmp"
done
echo "$message" |mutt -s "树莓派短信转发" xxx@163.com

重启gammu
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systemctl restart gammu-smsd.service
短信测试

向目标号码发送短信后邮箱能收到短信

通过终端向其他号码发送短信
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gammu-smsd-inject TEXT 目标号码 -text '短信内容' -unicode
如果收到短信说明配置成功

短信发送失败踩坑

查看端口占用
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sudo lsof /dev/ttyUSB2
如果有其他进程和gammu-sms占用设备，可以使用kill命令结束非必须进程
设备波特率和wvdial重复

检查wvdial配置和gammu配置，如果wvdial已经使用了ttyUSB3和波特率115200则gammu配置中就不要再使用相同设备和波特率，可以使用ttyUSB2和波特率at19200
ModemManager占用设备

查看设备后发现有进程ModemMnana在使用设备，可以停用ModemManager

需要考虑实际使用情况来判断，在确认ModemManager确实不是必要软件后再进行操作
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sudo systemctl disable ModemManager.service

sudo systemctl stop ModemManager.service