带有可编程WirelessSIM和Grove按钮的硬件设备

描述

到了我奶奶 90 岁生日的时候，我正在为送什么礼物给她而苦恼。她对我的生活产生了很大的影响，我想做一些事情来证明这一点。我知道我想以某种方式整合 Twilio，因为她年轻时是Bell Telephone的接线员。然后它像一大堆电话一样击中了我。我将创建一个带有可编程 WirelessSIM和 Grove 按钮的硬件设备。当奶奶按下 Grove 按钮时，语音呼叫将被路由到她的电话，接线员将告诉她我有多爱她并祝她生日快乐。 

我需要什么来送一些生日爱

对于此项目，您将需要以下组件：

• Twilio SIM 卡
• Twilio 电话号码
• TwiML 容器
• Seeed Studio 的 Wio LTE Cat.1 开发板
• LTE 天线
• 锂电池
• 微型 USB 数据线
• Seeed Studio Grove 按钮
• 开发环境
• Wio LTE Arduino 库

这是如何运作的？

我想使用Wio LTE从我的Twilio SIM生成呼叫。Grove Button连接到 Wio LTE 并用于物理交互。单击 Grove 按钮时，它将在 Twilio 中触发回调。要进行调用，我需要创建一些将响应回调的TwiML 。然后，当呼叫接通时，我需要另一块 TwiML，它将使用Amazon Polly播放文本转语音消息。由于我们将电路板上的 SIM 卡连接到真实设备，因此我们将使用一些变通方法来播放消息。通过在 ` 上包含 `url` 属性` Twilio 会在接通电话之前向接听电话的人播放 TwiML。这被称为耳语。

购买 Twilio 号码并注册 Twilio SIM

首先，购买Twilio 电话号码。此电话号码将用于使用语音数据将呼叫从可编程无线SIM 路由到我祖母的电话。

从包装中取出 Twilio SIM，注册并激活您的 SIM 。

使用 Amazon Polly 创建文本转语音 TwiML

我想使用TwiML创建文本转语音消息。TwiML，或 Twilio 标记语言，是一种基于 XML 的语言，它指示 Twilio 如何处理各种事件，例如来电和去电、SMS 消息和 MMS 消息。在构建 Twilio 应用程序时，您将在将所需操作传达给 Twilio 时使用 TwiML。TwiML Bin是一种无需自己创建和托管 Web 服务器即可与 TwiML 交互原型的方法。

为此，我使用了 TwiML 动词来创建一条消息，当我的祖母接听电话时，该消息将被口头表达。为了让它更逼真，我使用语音属性选择了Amazon Polly语音，听起来更逼真。

• 在 Twilio 控制台中导航到运行时
• 单击TwiML 容器
• 单击以添加新的 TwiML Bin
• 新建一个新的 TwiML
• 添加 动词
• 添加语音属性以指定Amazon Polly语音
• 使用language 属性指定语言
• 按保存

<Response>
        <Say voice="Polly.Joey" language="en-US">Happy Birthday Gram! I love you.Say>
Response>

完成以下上述步骤后，您的 TwiML 应如下所示。保存 TwiML Bin 并确保复制 TwiML Bin 的 URL，它会立即使用。

为您的 SIM 创建可编程语音 URL TwiML

文本转语音部分已准备就绪，接下来我需要使用 TwiML 从 SIM路由入站可编程语音呼叫。这些是设置它的步骤：

在 Programmable Voice & SMS 下，将Voice Url更改为TwiML

• 在 Twilio 控制台中导航到可编程无线
• 在Overview中，选择新注册的 SIM
• 单击可编程语音和短信选项卡
• 将下面的 TwiML 粘贴到框中
• 将您的 Twilio 电话号码添加到Dial Verb的callerId属性

将 TwiML Bin URL 粘贴到数字名词的URL属性中

<Response>
    <Dial callerId="YOUR_TWILIO_NUMBER">
        <Number url="TWIML_BIN_URL">{{To}}Number>
    Dial>
Response>

伟大的！SIM 现在配置为使用 Twilio 电话号码路由传出语音呼叫，并使用文本到语音转换为我的祖母朗读自定义消息。毫无疑问，那是一口蛋糕。接下来让我们把它做成一个物理设备。

硬件设置

打开Wio LTE开发板的包装箱，然后使用提供的 Micro-USB 数据线将开发板连接到计算机。根据操作系统的不同，可能需要USB 驱动程序才能连接到 Wio LTE。

将您注册的Twilio SIM 卡插入开发板背面的 Wio LTE SIM 插槽中。

Wio LTE 盒子内有一根 LTE 天线。从包装中取出 LTE 天线，将 LTE 天线连接到 Wio LTE 背面，上面写着LTE main 。

现在从包装中取出Grove Button ，然后将 Grove Button 连接到 Wio LTE 的 D38 插座。

软件环境设置

接下来下载Arduino IDE 。这将用于编程和上传代码到 Wio LTE。安装 Arduino IDE 后，从 GitHub 下载Wio LTE Arduino 库并按照本指南安装库。该库是STM32F4 芯片的包装器，它利用Arduino 核心并添加了 Quectel EC21-A调制解调器功能。

接下来将 Wio LTE 置于引导加载程序模式。需要启用此模式才能将代码上传到电路板。要启用引导加载程序模式：

按住电路板下方的BOOT0按钮

按下电路板顶部的RST

释放 BOOT0 按钮以启用引导加载程序模式

创建代码

创建一个新的 Arduino 草图（文件 -> 新建）。

首先添加 Wio LTE 库文件wio_tracker.h并在setup()函数上方为Grove Button定义一个全局变量。接下来使用变量wio创建WioTracker的实例并创建一个计数器变量。计数器将用于对Grove Button 进行去抖动，因此我们可以更好地控制 Grove Button 的交互。

#include "wio_tracker.h"
#define BUTTON_PIN  (D38)
WioTracker wio = WioTracker();
int counter = 0;

setup()函数用于在启动时初始化程序的各个方面。pinMode()用于设置 Grove Button 连接到的物理引脚以及板期望的功能类型。然后该板会运行其初始化过程并将 Twilio SIM 连接到蜂窝网络。

void setup()
{
  // Grove Button Setup
  pinMode(BUTTON_PIN, INPUT);
  // Wio LTE Power Up
  SerialUSB.println("Wait for power on...");
  wio.Power_On();
  SerialUSB.println("Power On O.K!");
  // Wio LTE Initialization
  while (!wio.init()) {
    delay(1000);
    SerialUSB.println("Accessing network...");
  }
  SerialUSB.println("Initialize done...");
  // Connect to the network
  bool ret = wio.waitForNetworkRegister();
  if (true == ret) {
    SerialUSB.println("Network accessed!");
  } else {
    SerialUSB.println("Network failed!");
    return;
  }
  SerialUSB.println("Ready!");
}

该程序的 Grove Button 逻辑是在loop()函数中创建的。该函数持续监听板的状态变化。在这种情况下，它正在等待Grove Button 状态改变。变量buttonState使用digitalRead()从板上的物理引脚读取传入的 Grove 按钮状态更改。

void loop()
{
  // Define Grove Button state
  int buttonState = digitalRead(BUTTON_PIN);
  // Define the counter functionality
  if (buttonState == 0) {
    // Zero counter
    counter = 0;
  } else {
    // Continue counter
    counter++;
    // Catch only 1 press, no duplicate calls
    if (counter == 1) {
      SerialUSB.println("Happy Birthday sent!");
      wio.callUp("GRANDMA_PHONE_NUMBER");
    }
  }
  // Restart
  delay(100);
}

主要的if 语句管理传入的状态更改。计数器用作消除Grove Button抖动的一种方式，因此只进行一次调用。如果没有去抖动逻辑，程序将在按住 Grove 按钮时继续每 100 毫秒调用一次。

当 Grove 按钮未被按下时，状态“0”，计数器将重置为 0。

 if (buttonState == 0) {
    // Zero counter
    counter = 0;
  }

当按下 Grove 按钮时，状态“1”，计数器开始迭代。嵌套的 if 语句用于捕获计数器创建的特定数字。当抓到数字 1 时，使用wio.callUp( "GRANDMA_PHONE_NUMBER") 向我的祖母拨打电话。  

 else {
    // Continue counter
    counter++;
    // Catch only 1 press, no duplicate calls
    if (counter == 1) {
      SerialUSB.println("Happy Birthday sent!");
      wio.callUp("GRANDMA_PHONE_NUMBER");
    }
  }

这就是我们需要的所有代码，将其传输到 Wio LTE 板按上传。

上传完成后，断开 Wio LTE 与 Micro-USB 数据线的连接。将锂电池连接到板上。

代码回顾

#include "wio_tracker.h"
#define BUTTON_PIN  (D38)
WioTracker wio = WioTracker();
int counter = 0;
void setup()
{
  // Grove Button Setup
  pinMode(BUTTON_PIN, INPUT);
  // Wio LTE Setup
  SerialUSB.println("Wait for power on...");
  wio.Power_On();
  SerialUSB.println("Power On O.K!");
  // Wio LTE Initialization
  while (!wio.init()) {
    delay(1000);
    SerialUSB.println("Accessing network...");
  }
  SerialUSB.println("Initialize done...");
  // Connect to the network
  bool ret = wio.waitForNetworkRegister();
  if (true == ret) {
    SerialUSB.println("Network accessed!");
  } else {
    SerialUSB.println("Network failed!");
    return;
  }
  SerialUSB.println("Ready!");
}
void loop()
{
  // Define Grove Button state
  int buttonState = digitalRead(BUTTON_PIN);
  // Define the counter functionality
  if (buttonState == 0) {
    // Zero counter
    counter = 0;
  } else {
    // Continue counter
    counter++;
    // Catch only 1 press, no duplicate calls
    if (counter == 1) {
      SerialUSB.println("Happy Birthday sent!");
      wio.callUp("GRANDMA_PHONE_NUMBER");
    }
  }
  delay(100);
}

把它装箱

在派对上，我把电路板、电池和 LTE 天线放在一个小盒子里，让它更像样。

思绪

创建这个项目后，我意识到这对可能相距很远的个人很有用。并且可以使用音频文件代替文本转语音来发送个人消息，例如反向发送语音邮件。发送一封情书并提醒您关心的其他人很重要。您正在使用可编程无线构建什么类型的#TwilioIoT 项目？随时在Twitter上发表您的评论、问题和项目。不要忘记查看我的GitHub 上的完整项目。网上见，乘风破浪。