Arduino UNOで電話着信を実現 - Twilio & Yalerを活用した「Call My Arduino」プロジェクト

必要なパーツと用品

パーツ	数量
Arduino UNO	1
Arduino Ethernet Shield	1
アナログ温度センサー	1

プロジェクト概要

(出典: Instructables - Call my Arduino)

Arduinoへの電話着信を可能にする仕組み

TwilioとYaler.netを使用して、Arduinoへの電話着信を実現します。

• Twilio: クラウドホスト型のテレフォニーREST API。あらゆるものを電話に変えます。ここでは、誰かがArduinoに割り当てられた電話番号にかけると、TwilioがArduinoにvoice.xmlファイルを要求し、その内容をTwilioのテキスト読み上げエンジン「Alice」の声で発信者に読み上げます。
• Yaler.net: ファイアウォール、NAT、モバイルネットワークルーターの背後にある組み込みデバイスへのWebアクセスを可能にします。ここではTwilioがローカルネットワーク内のArduino上のvoice.xmlファイルにアクセスできるようにします(開示: 私はYalerの創業者の一人です)。

このデモでは温度センサーを使用していますが、他のセンサーでも構いません。実用的な製品例としては、Canary(現Birdi)煙探知機のように、外出先から電話でバッテリー残量を確認できるデバイスなどが考えられます。

より抽象的なレベルでは、このInstructableは、オープンなIoTにおいて、モジュール化されたクラウドサービスを自由に組み合わせて、斬新でシンプルかつ信頼性の高いソリューションを構築できることを示しています。HTTPとWebhooks万歳！

(IoTLiveによるプロジェクト解説動画 - IoTDay 2014の一部)

必要な材料

• Arduino Uno (例: Adafruit)
• USBケーブル Type A-B (例: Adafruit)
• Arduino Ethernet Shield (例: Adafruit)
• Ethernetケーブル (例: Adafruit)
• アナログ温度センサー (例: Adafruit TMP36)
• ブレッドボード用ワイヤー (例: Adafruit)
• ブレッドボード (例: Adafruit)

ステップ1: センサーの配線

Ethernet ShieldをArduinoに装着し、図のように温度センサーを接続します。TMP36センサーでの温度測定詳細は Adafruit学習ガイド を参照。他の(デジタル)センサーを追加する場合、Ethernet Shieldが使用するピンに注意してください。

ステップ2: Yalerライブラリのインストール

https://yaler.net/arduino の「Installing the library」の3ステップに従ってください。まだの場合は https://yaler.net/ で無料トライアルアカウントを登録し、リレイドメインをメモしておきます(シークレットキーは不要)。

ステップ3: Arduinoのプログラミング

TwilioYalerWebService Arduinoソースコードをダウンロード

Bitbucketリポジトリ

Arduinoコードを開く

このプログラムは、着信HTTPリクエストを待ち受けるシンプルなWebサーバーを実装しています。リクエストが来ると、XMLドキュメントで応答します。URLパスが / でも /voice.xml でも気にしません。

MACアドレスを変更

Arduinoコード内のMACアドレスが一意になるようにしてください。同じローカルネットワークに複数のArduinoがある場合特に重要です。コンピューターのMACアドレスを調べて最後の桁に1を足すのが簡単な方法です。

リレイドメインを入力

EthernetServer server(80); でローカルサーバーを作る代わりに、Yalerリレイ経由でアクセス可能なサーバーを作ります：

YalerEthernetServer server("try.yaler.net", 80, "RELAY_DOMAIN");

RELAY_DOMAIN を自分のリレイドメインに置き換えます。例: gsiot-ffmq-ttd5 の場合：

YalerEthernetServer server("try.yaler.net", 80, "gsiot-ffmq-ttd5");

ポートフォワーディングでファイアウォールに穴を開けられるならローカルサーバーでも構いません。重要なのはTwilioがクラウドからArduinoにアクセスできることです。

保存してアップロード

全ての変更を保存し、Arduinoにアップロード。USBケーブルを繋いだままシリアルコンソールを開いてデバッグ出力を確認してください。

ステップ4: Arduinoへのアクセス

任意のブラウザからArduinoにアクセス

Yalerライブラリにより、Arduino(とXMLドキュメント)がパブリックインターネットから https://RELAY_DOMAIN.try.yaler.net/ でアクセス可能になります。例: リレイドメイン gsiot-ffmq-ttd5 なら https://gsiot-ffmq-ttd5.try.yaler.net/ 。Twilio用に見栄えを良くするなら https://gsiot-ffmq-ttd5.try.yaler.net/voice.xml 。

XMLドキュメントを確認

XMLドキュメントの内容が、着信電話へのTwilioの応答内容を指定します。テキスト読み上げの声も選べます(ここではAlice)。TwilioのXMLフォーマットはTwiMLと呼ばれます。詳細は Twilio公式ドキュメント を参照。応答テキストには実際の温度が含まれます。センサーを温めてブラウザでF5更新すると値が変わるのが確認できます。

トラブルシューティング

空白ページやエラーが出る場合、Ethernetケーブルが繋がっているか確認し、https://yaler.net/browser でブラウザ別デバッグを確認してください。

ステップ5: Twilio番号のセットアップ

サインアップ

まず Twilio でアカウント登録。

電話番号を購入

着信を受けるには番号が必要(少額の費用発生)。ログイン後、Numbers → Twilio Numbers サブメニュー → Manage Numbers タブへ。Buy a number ボタンをクリック、Voice チェックボックスをオンにして Search、番号を選んで Buy 。

voice.xml Webhook URLを設定

Manage Numbers タブで購入した番号をクリック。Response URL を https://RELAY_DOMAIN.try.yaler.net/voice.xml に設定し、POST が選択されていることを確認。例: リレイドメイン gsiot-ffmq-ttd5 なら https://gsiot-ffmq-ttd5.try.yaler.net/voice.xml 。

ステップ6: テスト通話

Arduinoのセットアップが完了したら、どの電話からでも呼び出せます。おじいちゃんの電話からでも。

以上です。お読みいただきありがとうございました。 @tamberg

コード

Bitbucket

https://bitbucket.org/tamberg/iotworkshop/raw/default/Arduino/TwilioYalerWebService/TwilioYalerWebService.ino?at=default

回路図