1 概述

由于工作的需要，我们希望做一个工具，连接电话线，然后将来电的号码转换为名字，图片显示出来。

2 设计

2.1 需求

系统设计的目标是输入是电话线，然后由树莓派输出展示电话号码对应的名字，分组，和备注的信息。但是，有两个重要的额外需求：

存放电话本的原始数据不能放在树莓派，因为树莓派的sd卡并不可靠，丢数据就麻烦大了。另外在内网的树莓派并不方便随时随地对电话本进行更新操作。
展示端需要支持在树莓派或者在其他的移动设备上。树莓派的屏幕太小了，如果有必要的话，系统能支持在一些废弃的平板电脑上展示来电显示信息，这样看着比较方便。

2.2 系统设计

系统设计分为数据管理端和信息展示端两部分。

数据管理端，数据放在阿里云的公网服务器上，用户就能随时随地对电话本进行更新操作。当阿里云的电话本数据发生变化时，能够以websocket的形式及时推送到内网的树莓派去更新。另外，树莓派的来电号码，时间也需要及时记录到阿里云上，以备以后的数据分析。
信息展示端，树莓派本地将会启动两个任务，服务任务和展示任务，服务任务会监听来电号码，然后通过查询本地电话本获取信息，然后推送信息到展示任务。以及和阿里云的信息更新任务。展示任务，以web的方式展示，树莓派默认以浏览器在自己的屏幕上展示来电号码的信息，其他移动设备也可以通过打开树莓派的web服务来展示一样的信息。

3 硬件

3.1 来电显示盒

整个系统最关键的是读取电话线的模拟信号，将来电号码解码出来。目前来电号码标准只有两种，DTMF和FSK。有很多成熟的IC芯片可以用，搜索出来后一大堆，但这种芯片需要自己焊接电话线口，并且接入到树莓派的GPIO口上解析，对于我数字电路盲来说简直不可能。

后来，我在淘宝上发现这个，来电显示盒，直接从RS232串口中读取信息就能得到电话号码了，相当简单暴力。

当然，这个过程也不是一帆风顺的，我中间还买过一个56k的modem，还有usb的来电显示盒，驱动问题蛋疼到要死，全部都是默认支持windows，想想还要自己移植到arm版的linux上，这是要多麻烦。而且，，如果厂商的驱动没有提供源代码，根本不可能移植。

3.1 串口转usb

树莓派上是没有rs232接口的，来电显示盒是不能直接插上去的，幸好有rs232转usb接口的设备，买回来直接插上去就能用了，驱动基本不用考虑，从树莓派到mac都是免驱的，特别方便。

3.2 树莓派+显示器

最后是选购一个树莓派了，很明显就是最新版，树莓派3b。但屏幕也是个问题，我最后选了这个。hdmi接口免驱动，而且清晰，外壳还是3d打印出来的，刚刚好，和屏幕是一体化的，特别方便。

4 安装

4.1 系统

在屏幕的官网上下载系统，记得要选HDMI_Normal_LCD的Rspberry(480x320)下载，不要选错版本了。480x320这个分辨率是最好的，其他分辨率看起来都很怪。

我试了好几个版本，最新的stretch版本是最好的，因为它自带就是chromium 52浏览器，版本高达52，基本上什么html5特性支持，特别爽。

4.2 串口

options := serial.OpenOptions{
    PortName:'/dev/ttyUSB0',
    BaudRate:1200,
    DataBits:              8,
    StopBits:              1,
    InterCharacterTimeout: 100,
    MinimumReadSize:       1,
}
port, err := serial.Open(options)
if err != nil {
    panic(err)
}
defer port.Close()

this.log.Debug("serial connect success!")

result := []byte{}
for {
    buf := make([]byte, 128)
    n, err := port.Read(buf)
    if err != nil {
        if err != io.EOF {
            panic(err)
        } else {
            break
        }
    } else {
        buf = buf[0:n]
        endIndex := -1
        for i := 0; i != n; i++ {
            if buf[i] == '\n' {
                endIndex = i
                break
            }
        }
        if endIndex != -1 {
            result = append(result, buf[0:endIndex]...)
            var data string
            if len(result) != 0 && result[len(result)-1] == 13 {
                data = string(result[0 : len(result)-1])
            } else {
                data = string(result)
            }
            if len(data) != 0 {
                this.msgChan <- data
            }
            if endIndex+1 >= len(buf) {
                result = []byte{}
            } else {
                result = buf[endIndex+1 : len(buf)]
            }
        } else {
            result = append(result, buf...)
        }
    }
}

我使用的是golang的”github.com/jacobsa/go-serial/serial”库，直接像网络操作一样，读取串口的数据流就可以了，相当简单，注意一下读到换行符就截断就可以了。

4.3 开发

开发就比较简单了，代码在这里，分为三个模块，caller是树莓派的服务任务，manager是阿里云上的管理系统，push是树莓派和阿里云的通用websocket服务器。

值得一提的是，push服务是websocket服务器，它跟socket.io不同的是，它是使用多路复用订阅的，二进制分包传输，耗费的资源更少，效率更高，也算是又重新发明了一个小轮子吧。

GOOS=linux GOARCH=arm GOARM=7 go build

不得不说，golang的交叉编译实在太爽，一条命令就能在mac上直接编译出arm版上的可执行程序。不再需要在树莓派上安装各种golang环境，和等待漫长的编译时间(树莓派的性能相比pc实在太差)。但是，要注意避免引入需要cgo的外部库，这样会导致交叉编译很麻烦，需要配置clang的交叉编译参数。

4.4 自启动

@chromium-browser --noerrdialogs --disable-popup-blocking --no-first-run --disable-desktop-notifications -kiosk --incognito http://localhost:9090

在以上的目录中的autostart文件里，加入上面这一句就可以了，开机就会自动启动chromium-browser，全屏隐身方式启动，并打开指定的网址。

#!/bin/sh
export DISPLAY=:0.0
cd /home/pi/Project/push && make
cd /home/pi/Project/caller && make

另外，在autostart的文件夹上，添加一个包含以上内容的run.sh，然后在autostart的chromium-browser前一行加入@bash /home/pi/.config/lxsession/LXDE-pi/run.sh。为什么要这样做，而不是在/etc/rc.local添加服务自启动？因为rc.local里面的服务自启动默认是以root启动的，而且rc.local是在x11启动前执行的。但是caller中的电源管理工作是需要在x11启动后才能执行的，所以服务的自启动就放在autostart，而不是rc.local了。

4.5 电源管理

export DISPLAY=:0.0
xset dpms 60 120 180

以上命令是指定x11在空闲时间的60秒以后进入standby，120秒以后进入suspend，180秒以后进入off。一旦进入三个模式中的其中一种，屏幕就会完全关掉以最优化保护屏幕和减少能耗。并且，越往后的模式关闭得就越彻底，恢复时也越慢。

xset dpms force on

以上这个命令是强制打开dpms，激活dpms进入on模式，这样就会点亮屏幕，并重新计算空闲时间。

两条指令的搭配使用，我们就能实现pi的屏幕在空闲时关闭，在来电时自动打开，当有一段时间没有来电时屏幕也会自动关闭，就像手机一样。这样既能达到通知的效果，也能保护到屏幕和减少能耗。

5 总结

这是一个有趣的小玩具。

本文作者： fishedee

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树莓派做来电显示