如何利用Blues Wireless实现断电检测器的设计

据估计，全球有近 90% 的家庭用上了电，这意味着当我们停电时，我们中近 90% 的人不可避免地会感到烦恼。

虽然大多数时候这只是一种烦恼，但失去电力（尤其是当我们在离开或睡着时没有意识到它时）可能会导致灾难性的后果。这可能意味着非常多不可估计的意外情况，从恢复供电时由于电流浪涌导致的设备损失，到危重护理环境中的生命线。

在这个项目中，我们将介绍如何构建我认为最简单的全球可用、支持蜂窝的断电检测器，并配备由 Twilio 提供支持的即时 SMS 通知。

这个项目不需要用到以往曾频繁使用的烙铁，但它也并没有因此变得更容易！

我们将使用Blues Wireless Cellular Notecard，将其连接到Blues Wireless Notecarrier-A，并使用新发布的 Notecard 固件功能，该功能允许在没有主机微控制器的情况下自主报告 GPIO 状态更改。

我们还需要一个带 JST 连接器的小型 LiPo 电池（任何容量都可以）和一根微型 USB 电缆（带墙上插座适配器）。

使用蜂窝网络的原因

当发生停电时，我们不能依赖本地网络硬件来启动和运行（例如 Wi-Fi）。在这种情况下，蜂窝网络是唯一可靠的选择。

Blues Wireless Notecard 有Wi-Fi和蜂窝两种版本。蜂窝模型在全球范围内适用于LTE-M、NB-IoT 和 Cat-1 协议，与传统的蜂窝物联网产品不同，因为它们预付了 500MB 的数据和 10 年的全球蜂窝服务。

Notecard 成功的秘诀是，一旦你打开它，它就知道要去哪里。Notecard 不在公共互联网上，只能通过私有 VPN 隧道进行通信（使其成为非常安全的设备）。不需要证书管理或手动密钥轮换。

Notecard 与什么通信？它自动与Blues Wireless 云服务 Notehub.io 同步，后者又可以将数据安全地路由到几乎任何云服务（如 AWS、Azure、Google Cloud）、RESTful 端点或支持 MQTT 的服务。

您只需打开 Notecard 的电源，使用基于 JSON 的 Notecard API中的命令之一，它就能够与云进行通信。

构建一个断电检测器

如前所述，我们将使用 Notecard 和 Notecarrier-A。Notecarriers是开发板，可让您使用 Notecard 轻松构建 IoT 解决方案的原型。Notecarrier-A 提供板载天线、JST 连接器、用于外围设备的 Qwiic 连接器，并暴露了 Notecard 上的所有引脚。

首先，我们只需将 Notecard 插入 Notecarrier-A 上的 M.2 边缘连接器：

然后我们将MAINNotecarrier-A 上的 u.fl 连接器连接到MAINNotecard 上的 u.fl。这允许使用 Notecarrier 上的板载蜂窝天线：

注意：您也可以选择连接GPSu.fl 连接器，这样您就可以使用蜂窝 Notecard 上的 GPS 模块。

接下来，我们需要使用短跳线连接VUSB到AUX1Notecarrier-A。通过正确的card.auxNotecard API 请求，Notecard 可以自动报告任何AUX引脚 （1-4） 上的状态变化。通过连接VUSB到AUX1，我们将自己设置为能够将断电的状态变化报告到VUSB：

通过JST 连接器将 LiPo 电池连接到 Notecarrier 。LIPONotecarrier 的另一个优点是，当它通过 USB 供电时，它将保持连接的 LiPo 电池的电量：

最后，Notecarrier 可以通过 micro USB 电缆连接到您想要监控的墙上插座。

设置Notecard

Notecard 使用一种语言：JSON。

所有Notecard API 命令都是 JSON 格式，这也意味着任何可以读写字符串的编程语言也可以与Notecard 通信。如果您使用的是 MCU 或单板计算机，则有Blues Wireless 支持的适用于 Python、C/C++、Arduino 和 Go 的 SDK（以及社区支持的适用于Rust和.NET 的 SDK）。

使用dev.blues.io 提供的浏览器内终端，我们可以通过 Web Serial 的魔力直接连接到我们的 Notecard 并发出基于 JSON 的 API 命令：

尝试发出一个示例命令，例如{“req”：“card.version”}，从记事卡中获取一些识别信息：

》 {“req”：“card.version”}

{

“body”： {

“org”： “Blues Wireless”，

“product”： “Notecard”，

“version”： “notecard-3.3.1”，

“ver_major”： 3，

“ver_minor”： 3，

“ver_patch”： 1，

“ver_build”： 14612，

“built”： “May 18 2022 11:21:51”

}，

“version”： “notecard-3.3.1.14612”，

“device”： “dev:864475040543182”，

“name”： “Blues Wireless Notecard”，

“sku”： “NOTE-NBGL-500”，

“board”： “1.11”，

“api”： 3

}

注意：这是检查 Notecard 固件版本的好机会！我们即将使用的新 API 功能至少需要固件 v3.3.1。

接下来，我们可以在 Notehub.io 上设置一个新的（免费）帐户并创建我们的第一个 Notehub 项目。

在这个 Notehub 项目中，我们将看到来自 Notecard 的传入数据，并使我们能够使用 Twilio 发送 SMS 消息：

创建 Notehub 项目后，我们需要保存项目的唯一标识符（ProductUID ），例如：

com.your-company.your-name:power_outage

接下来，返回浏览器内终端，将此 Notecard 与我们刚刚创建的 Notehub 项目相关联。为此，我们使用hub.set API：

{

“req”：“hub.set”，

“product”：“com.blues.rlauer:power_outage”，

“mode”：“continuous”

}

然后，我们可以使用hub.sync API 快速测试蜂窝连接，如下所示：

{“req”： “hub.sync”}

几秒钟后，我们就可以回到我们的 Notehub 项目，看到 Notecard 已经成功建立了蜂窝连接：

现在我们来看看好东西！我们可以使用card.aux API 的一项新功能，通过以下命令自动报告 AUX 引脚上的状态变化：

{

“req”：“card.aux”，

“mode”：“gpio”，

“usage”：［

“input-pulldown”，

“off”，

“off”，

“off”

］，

“sync”：true，

“file”：“power-outage.qo”

}

请求

数组中元素的顺序usage对应于 AUX 引脚。所以数组中的第一项 == AUX1（我们的跳线连接到它）并且它使用input-pulldown选项将引脚设置为下拉输入。

该“sync”：true参数告诉我们的 Notecard立即将任何状态更改传达给我们的 Notehub 项目。

最后，该“file”：“power-outage.qo”参数提供了一种在 Notehub 中识别/命名这些状态更改事件的简单方法。

测试

假设我们的硬件已插入并以正确的方式连接，并且我们的 Notecard 与 Notehub 成功通信，我们已准备好测试断电！

只需从 Notecarrier-A 上拔下 micro USB 电缆即可。LiPo 电池将立即成为 Notecard 的活动电源，并且将记录状态更改。AUX1您可能会注意到 Notecard 的绿色 LED 亮起，让您知道它正在与云通信并向 Notehub 发送便笺：

这很棒！在提供的 JSON 中，我们看到阵列中的 AUX1 引脚状态为“低”，这意味着 USB 电源已丢失：

{“state”：［{“low”：true}，{}，{}，{}］}

我们还可以重新插入 Notecarrier以查看恢复电源时状态更改事件的样子：

{“power”：true，“state”：［{“high”：true}，{}，{}，{}］}

看到这个停电数据显示在 Notehub 中，虽然很好，但并不能真正帮助我们采取任何行动。

我们的下一步是设置 SMS 消息，以便在停电几秒钟内收到一条短信。这是通过Notehub的路由功能实现的。

启用短信功能

Notehub 路由让您可以将数据路由到任何第三方云服务。这可能是 AWS、Azure 或 Google Cloud 等大型云，也可能是 Datacake、Ubidots、Adafruit.io 或 Losant 等物联网平台。它甚至可以是 MQTT 服务或通用 RESTful HTTP/S 服务，就像 Twilio 提供的消息端点一样：

https://api.twilio.com/2010-04-01/Accounts/［twilio_account_sid］/Messages.json

请按照 Blues Wireless 提供的广泛的 Twilio SMS 路由指南来启用对 Twilio 的消息传递 API 的访问。

正如您在该指南中看到的，我们可以对 Notehub 路由进行一些小的自定义，以更改发送的 SMS 消息。

首先，让我们确保仅在将这些事件发送到 Notehub时才收到通知。为此，请确保在配置 Notehub 路由时提供的字段中输入：power-outage.qopower-outage.qo

其次， Notehub允许您使用JSONata 动态转换JSON。上面的 Twilio 指南中对此进行了概述，我将包含我使用的 JSONata 表达式：

“&Body=” & （body.state.low ？ “Your power is out！