Rechner wie der Raspberry Pi haben ja auch eigene IO-Signale. Wenn nichts zeitkritisches zu tun ist, stellt sich erstmal die Frage, warum überhaupt dann noch einen Mikrocontroller. Und wenn man einen braucht, wäre der normale Weg ihn erstmal an den Linux-Rechner zu hängen.

Hauptproblem bei einer Internetverbindung über Mobilfunk wäre erstmal den Linux-Rechner zu erreichen, weil der keine feste IP-Adresse bekommt. Da würde entweder dynamisches DNS benötigt, das kannst du schon mal nachschlagen. Ober beide Seiten reden gar nicht direkt miteinander, sondern über einen Webserver oder Clouddienst, an den sich beide wenden. Das wäre zwar sehr modern, aber da kommen dann wieder viele neue Dinge ins Spiel.

Ich würde also vorschlagen, mach dich erstmal in Sachen Raspberry Pi kundig. Das gesuchte lässt sich im Prinzip mit einem Webserver realisieren, der auf dem Pi läuft. Da gibt es viel im Web und auch gute Bücher. Allerdings wirst du da nicht die eine Lösung finden, sondern viele verschiedene Wege.

Falls später immer noch ein Mikrocontroller gebraucht werden sollte, kann man den immer noch integrieren.