GSM/GPRS

From Wiren Board
This is the approved revision of this page, as well as being the most recent.
Jump to navigation Jump to search

Общая информация

В контроллеры Wiren Board могут быть установлены 2G/3G/4G(LTE)/NB-IOT модемы — зависит от комплектации.

С помощью модемов можно:

Модемы подключаются к процессору по uart и usb, исключение — модемы 2G. Подробнее о подключении модемов и низкоуровневом взаимодействии с ними можно почитать в разделе Низкоуровневая работа по uart.

Управление питанием и переключением активных sim-карт (если их две) производится с помощью gpio, процесс описан в разделе Переключение активной sim-карты.

Включение и отключение модема рекомендуем делать с помощью утилиты wb-gsm.

Получение информации о модеме

В контроллерах, начиная с 2019 года, некоторая информация о модеме заносится в память. Получить её можно с помощью чтения файлов в директории /proc/device-tree/wirenboard/gsm/.

В контроллерах версии 6.7 модем устанавливается модулем расширения. После физического подключения модема его нужно добавить в конфигурацию контроллера:

  1. В веб-интерфейсе перейдите в раздел SettingsConfigsHardware Modules Configuration, выберите Modem slot.
  2. В раскрывающемся списке Module type выберите тип установленного модуля.
  3. Нажмите кнопку Save. Контроллер включит нужные для работы модема порты.

Для удаления модуля выберите тип None.

После конфигурирования включите модем командой wb-gsm on и настройте подключение к оператору связи.

Например, чтобы узнать модель модема, нужно выполнить команду

cat /proc/device-tree/wirenboard/gsm/model

Подробнее о файлах внутри директории можно узнать из таблицы:

Файл Описание
/proc/device-tree/wirenboard/gsm/model модель модема
/proc/device-tree/wirenboard/gsm/type поддерживаемые сети
/proc/device-tree/wirenboard/gsm/status статус модема в системе

Включение и начало работы

Чтобы начать работу с модемом, нужно:

  1. Вставьте sim-карту.
  2. Подключите антенну.
  3. Перезапустите модем, выполнив команду
    wb-gsm restart_if_broken
    

После каждой смены sim-карты необходимо перезапускать модем.

Утилита wb-gsm

Для упрощения работы с модемами была написана утилита wb-gsm (исходный код доступен в нашем репозитории на Github).

Утилита wb-gsm входит в состав пакета wb-utils, который предустановлен на все контроллеры Wiren Board.

С помощью wb-gsm вы сможете:

  • управлять питанием модемов, команды on, off, restart_if_broken;
  • настраивать baudrate связи по uart, команды init_baud, set_speed;
  • получать imei, команда imei.

Все команды wb-gsm можно посмотреть в репозитории на Github.

Пример использования утилиты wb-gsm для получения imei модема, флаг DEBUG=true — выводить отладочную информацию:

DEBUG=true wb-gsm imei

Переключение активной sim-карты

По умолчанию активна Sim1 — в каждый момент времени только одна sim-карта может быть активной.

Переключить модем на другую sim-карту можно с помощью gpio процессора. Узнать его номер можно двумя способами:

  • выполнить команду
    echo $WB_GPIO_GSM_SIMSELECT
    
  • найти SIM Slot Select gpio в таблице gpio контроллера.

По умолчанию, этот gpio уже экспортирован в sysfs, поэтому, для переключения активной sim-карты с 1 на 2, нужно выполнить команду (в примере, номер gpio для переключения sim-карт - 88):

echo 1 > /sys/class/gpio/gpio88/value

Соответственно, для переключения обратно на sim1, нужно записать 0.

Подробнее о работе с gpio можно узнать из статьи Работа_с_GPIO.

Для того чтобы новая sim-карта стала активной, нужно выполнить следующие AT-команды (см. раздел о работе с AT-командами):

AT+CFUN=0
AT+CFUN=1

Низкоуровневая работа по uart

Любое взаимодействие с модемом так или иначе сводится к отправке AT-команд через последовательный порт модема. Все модемы подключаются к порту /dev/ttyGSM. 3G модемы, помимо этого, подключаются к портам /dev/ttyACMX (порты создаются usb-драйвером cdc_acm).

Подключение в linux

  • uart: Порт /dev/ttyGSM является ссылкой на /dev/ttymxcX (uart процессора) и создается с помощью правил udev. Конечный порт может быть разным для разных версий контроллера (подробнее можно посмотреть на нашем github).
  • usb: Порты /dev/ttyACMX (в случае 3G-модема) появляются автоматически после подачи питания на модем. Обычно, порты 3G-модема — это /dev/ttyACM0-6, однако точно определить, к каким портам модем подключен по USB можно, выполнив команды:
    wb-gsm off; wb-gsm on; dmesg | tail
    
    .

Примерный вывод команды:

[ 6102.978383] usb 2-1.2: New USB device found, idVendor=1e0e, idProduct=0020
[ 6102.985653] usb 2-1.2: New USB device strings: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=3
[ 6102.993108] usb 2-1.2: Product: SIMCOM_PRODUCT
[ 6102.997728] usb 2-1.2: Manufacturer: SIMCOM_VENDOR
[ 6103.002644] usb 2-1.2: SerialNumber: 004999010640000
[ 6103.082093] cdc_acm 2-1.2:1.0: ttyACM0: USB ACM device
[ 6103.098228] cdc_acm 2-1.2:1.2: ttyACM1: USB ACM device
[ 6103.116769] cdc_acm 2-1.2:1.4: ttyACM2: USB ACM device
[ 6103.132688] cdc_acm 2-1.2:1.6: ttyACM3: USB ACM device
[ 6103.145157] cdc_acm 2-1.2:1.8: ttyACM4: USB ACM device
[ 6103.163705] cdc_acm 2-1.2:1.10: ttyACM5: USB ACM device
[ 6103.182338] cdc_acm 2-1.2:1.12: ttyACM6: USB ACM device

Соответственно, в данном случае 3G модем подключен к портам /dev/ttyACM0 - /dev/ttyACM6.

Отправка AT-команд

Отправка AT-комманд для модема в терминале программы minicom
Параметры соединения по умолчанию
Значение Параметр Описание
Auto-bauding Baud rate Скорость, бит/с. В настройках программы подключения установите 115200.
После подключения — отправьте модему AAAAAAAT и он определит скорость автоматически.
8 Data bits Количество битов данных
None Parity Бит чётности
1 Stop bits Количество стоповых битов
Off Hardware flow control Аппаратный контроль потока
Off Software flow control Программный контроль потока

Для работы в интерактивном режиме рекомендуем использовать утилиту minicom:

  1. Подключитесь к контроллеру по SSH.
  2. Перезапустите модем командой:
    wb-gsm restart_if_broken
    
  3. Подключитесь к модему через minicom:
    minicom -D /dev/ttyGSM -b 115200 -8 -a off
    
    о параметрах командной строки читайте в статье о minicom.
  4. Введите команду AAAAAAAAAT — с её помощью модем распознает скорость, с которой мы к нему обращаемся и ответит OK.

Модем готов к передаче AT-команд.

Чтобы закрыть minicom, нажмите на клавиатуре клавиши Ctrl+A, затем клавишу X и подтвердите выход клавишей Enter.

Работа с sms и ussd

Работать с sms и ussd проще всего при помощи программы Gammu (это форк утилиты gnokii, которую перестали развивать).

Полную документацию смотрите на сайте проекта, ниже дана краткая инструкция.

Настройка

Все контроллеры WB6, начиная с 2018 года, поставляются с уже настроенной утилитой gammu. Если gammu не настроена, то можно выбрать один из 2-х способов настройки:

  • Обновить пакет wb-configs. Для этого, нужно выполнить команды
    apt update && apt install wb-configs
    
Настройка gammu вручную (gammu-config)
  • Настроить gammu вручную:
  1. Выполнить команду
    gammu-config
    
  2. В параметре Port укажите /dev/ttyXXX — файл модема, соответствующий вашей модели контроллера.
  3. В параметре Connection укажите at115200

Примеры команд gammu

$ gammu networkinfo # посмотреть сеть и базовую станцию, к которой вы подключены
$ gammu geteachsms # вывести все SMS
$ gammu getussd '#100#' # запросить баланс на МТС в транслите
$ gammu sendsms TEXT +79154816102 -unicode -text 'Привет' # отправить на номер сообщение с текстом

SMS и USSD на русском

SMS и USSD на русском в gammu пока работают не всегда хорошо, поэтому могут пригодиться команды для переключения языка USSD и перекодирования входящих и исходящих SMS в транслит:

Оператор USSD SMS
транслит русский транслит русский
МТС *100*6*2# *100*6*1# неизвестно неизвестно
Мегафон *105*0# *105*9# неизвестно неизвестно
Билайн *111*6*2# *111*6*1# неизвестно неизвестно
Теле2 *120# *120*1# неизвестно неизвестно

Для надежной отправики SMS на русском надо проверить локаль и установить LC_ALL=ru_RU.utf8

SMS-уведомления

Отправка sms-уведомлений об изменении состояния какого-либо устройства реализована в ПО Wiren Board с помощью сервиса уведомлений. Также можно отправлять SMS из движка правил wb-rules, вызывая соответствующую функцию. Подробнее в статье « Модуль уведомлений».

Интернет через PPP

Настройка интернета через PPP с помощью 2G-модем

Быстрый выход в интернет

Настройки быстрого подключения сбрасываются после перезагрузки контроллера. Если вам нужен постоянный доступ к интернету — настройте автоматический запуск подключения.

В стандартное ПО контроллера входят настройки подключения для операторов МТС, Мегафон и Билайн по протоколу ppp. Если вы пользуетесь одним из них, то для быстрого подключения к интернету нужно перезапустить модем и подключится с использованием одной из настроек:

  1. Перезапустите модем:
    wb-gsm restart_if_broken
    
  2. Установите соединение, например, для оператора МТС:
    pon mts
    
    mts можно заменить на megafon или beeline — зависит от вашего оператора связи.
  3. Если соединение больше не нужно — вы можете его завершить командой:
    poff mts
    

Если на контроллере установлен модуль 3G- или 4G-модем, то для увеличения пропускной способности соединения, демону pppd нужно указать другой порт. Для этого в файле /etc/ppp/peers/<ваш_провайдер_связи> замените устройство /dev/ttyGSM на /dev/ttyACM0.

Например, изменим порт для провайдера МТС:

  1. Откройте файл /etc/ppp/peers/mts
    mcedit /etc/ppp/peers/mts
    
  2. Закомментируйте старый порт и добавьте новый:
    #/dev/ttyGSM
    /dev/ttyACM0
    
  3. Сохраните изменения и закройте файл.

Порт /dev/ttyACM0 появляется автоматически после включения модема командой wb-gsm on.

Автоматический запуск подключения

Файл /etc/network/interfaces, автоматически запускающий подключение к МТС

Чтобы подключение запускалось автоматически:

  1. Откройте файл /etc/network/interfaces для редактирования:
    mcedit /etc/network/interfaces
    
  2. Раскомментируйте или отредактируйте следующие строки:
    auto ppp0
    iface ppp0 inet ppp
      provider mts # можно заменить mts на megafon или beeline
      #перезапускаем модем, если он завис
      pre-up wb-gsm restart_if_broken  
      #Ждем, пока он загрузится и найдет сеть.
      pre-up sleep 10
    
  3. Сохраните изменения и закройте файл.
  4. Теперь запустите интерфейс ppp0 командой:
    ifup ppp0
    
    через 10­-15 секунд интерфейс ppp0 будет доступен.
  5. Настройка завершена, теперь при перезагрузке контроллера подключение к интернету восстановится автоматически.

Параметры протокола пакетной передачи данных и номера для соединения для каждого провайдера хранятся в директории /etc/chatscripts. В большинстве случаев ничего менять в этих файлах не придется.

Для ppp-интерфейсов существуют директории, исполняемые файлы из которых также запускаются на разных фазах установления соединения. Но, если, например, для ethernet-интерфейсов эти скрипты должны находиться в директориях /etc/network/if-down.d, if-post-down.d, if-pre-up.d, if-up.d, то соответствующие директории для ppp-интерфейсов находятся в /etc/ppp/ip-down.d, ip-up.d и т.п. Подробнее об их назначении и функционировании можно узнать в документе PPP HOWTO.

Автоматическое восстановление подключения

Скрипт позволяет восстановить интернет-соединение после сбоя. Пример автоматического запуска скрипта можете посмотреть в статье про WiFi

#!/bin/sh
echo --------------- --------------- --------------- --
echo WAN CONTROLL RESTART
echo --------------- --------------- --------------- --
PINGRESORCE1="ya.ru"
PINGRESORCE2="google.com"
if (! ping -q -c3 ${PINGRESORCE1} > /dev/null 2>&1)
then
if (! ping -q -c3 ${PINGRESORCE2} > /dev/null 2>&1)
then
wb-gsm restart_if_broken
else
echo 'internet ok'
fi
else
echo 'internet ok'
fi

Резервирование канала связи

Особенности резервирования выхода в интернет описаны в статье Сетевые настройки контроллера.

Интернет с 4G-модемом (LTE)

Настройка модема WBC-4G на контроллере Wiren Board 6.7.2
Отправка AT-комманд для модема в терминале программы minicom
Выход из программы minicom

Настройка модема как сетевой карты

В отличие от 2G- и 3G-модулей, WBC-4G поддерживает выход в интернет через виртуальную сетевую карту по протоколу RNDIS.

Настройка с помощью minicom:

  1. Убедитесь, что модем правильно сконфигурирован. Подробнее смотрите на странице модуля WBC-4G.
  2. Подключитесь к контроллеру по SSH.
  3. Перезапустите модем командой:
    wb-gsm restart_if_broken
    
  4. Подключитесь к модему через minicom:
    minicom -D /dev/ttyGSM -b 115200 -8 -a off
    
    о параметрах командной строки читайте в статье о minicom.
  5. Введите команду AAAAAAAAAT — с её помощью модем распознает скорость, с которой мы к нему обращаемся и ответит OK.
  6. Отправьте из терминала minicom AT-команды для модема:
    • Настроить автоматическое подключение: AT+DIALMODE=0.
    • Установить APN: AT+CGDCONT=1,"IP","xxx", где xxx — точка подключения (APN). Имя точки подключения зависит от оператора, например, у МТС она выглядит так: internet.mts.ru.
    • Проверить получение IP адреса: AT+CGCONTRDP.
  7. Закройте minicom, для этого нажмите на клавиатуре клавиши Ctrl+A, затем клавишу X и подтвердите выход клавишей Enter.

После этого интернет будет доступен через интерфейс usb0, который можно настроить как обычную сетевую карту.

Настройка с помощью chat:

  1. Убедитесь, что модем правильно сконфигурирован. Подробнее смотрите на странице модуля WBC-4G.
  2. Подключитесь к контроллеру по SSH.
  3. Перезапустите модем командой:
    wb-gsm restart_if_broken
    
  4. Замените в строке ниже APN_INTERNET на точку подключения вашего провайдера, вставьте изменённую строку консоль контроллера и нажмите на клавиатуре Enter:
    PORT=/dev/ttyGSM; /usr/sbin/chat -s TIMEOUT 20 ABORT "ERROR" ECHO ON "" "AAAAAAAAAAAAAT" OK "AT+CMGF=1" OK "AT+DIALMODE=0" OK "AT+CGDCONT=1,\"IP\",\"APN_INTERNET\"" OK  "AT+CGCONTRDP" "OK"  > $PORT < $PORT
    

Этот способ можно использовать при написании скриптов.

Настройка виртуальной сетевой карты

После того как мы настроили модем, нужно настроить виртуальную сетевую карту:

  1. Откройте файл /etc/network/interfaces:
    nano /etc/network/interfaces
    
  2. Добавьте в него строки:
    auto usb0
    iface usb0 inet dhcp
      pre-up wb-gsm restart_if_broken  
      pre-up sleep 10
    
    автоматически запускать модем, интерфейс и получать IP-адрес.
  3. Сохраните и закройте файл interfaces, для этого нажмите клавиши Ctrl+O, затем Enter и Ctrl+X.
  4. Запустите интерфейс командой:
    ifup usb0
    

Настройка завершена, теперь модем по DHCP назначит контроллеру IP-адрес в подсети 192.168.0.1, а после перезагрузки контроллера соединение с интернетом восстановится автоматически.

Мультиплексирование

Модем поддерживает режим мультиплексирования — создания виртуальных портов, через которые можно одновременно работать с модемом. Например, через один порт можно открыть сессию PPP для GPRS, а через другой — получать и отправлять SMS, проверять баланс и т.д. Подробнее смотрите CMUX. Этот режим не поддерживается для 2G-модемов.

Документация на модемы

Модель Режимы сети краткое описание hardware design AT-команды
SIM800 2G pdf pdf pdf
SIM5300E 2G/3G pdf pdf pdf
SIM7000E 2G/NB-IOT pdf pdf pdf
7600E 2G/3G/4G WBC-4G

GPRS на модемах SIM7000E 2G/NB-IoT

Модем SIM7000E 2G/NB-IoT по умолчанию настроен на автоматический выбор GSM- и LTE-сетей. Однако, в сети или с SIM-картой без поддержки NB-IoT модем не регистрируется в сети GSM (GPRS). Для того, чтобы модем смог зарегистрироваться в сети GSM, необходимо принудительно перевести его в режим GSM only.

В терминальном режиме работы с модемом, например, в программе minicom (смотрите раздел Отправка AT-команд), введите команду выбора режима:

AT+CNMP=13

Возможные варианты значений (команда AT+CNMP=?):

  • 2 — Automatic,
  • 13 — GSM Only,
  • 38 — LTE Only,
  • 51 — GSM And LTE Only.

Установить режим нужно один раз — он запоминается и активен даже после отключения питания.

Чтобы вернуться в режим IoT, выполните команду:

AT+CNMP=51