为什么我需要更聪明的时钟……

我常会设定闹铃提醒行事历的开会通知，但当计算机屏幕桌面角落跳出那小小的「某某会议再过 15 分钟就要开始」的通知时，我心里就会想「15 分钟够让我多做一件事了」，然后按下「延后」或「关闭」，继续工作。过20 分钟后才猛然醒悟：我迟到了！

而有时候，我会一直记挂着接下来要开会。我每一分钟都一下看时钟、一下看会议开始的时间，心里盘算着还有多久就要开会... 担心开会迟到。这一直占据着我的心思，根本做不了任何工作。

我可以在四周摆放好几个时钟，但大多数的时钟都是「笨」东西，只能显示时间给你看。但是，运用一点物联网神奇的魔力，笨东西也有可能变聪明。

我可以怎么做呢？

让我们想象一下：有个智能型时钟，会自动检查行事历，并且告诉你下一个行程。

时钟知道某个活动即将到来，这时候，就会自动提供距离活动还有多久的关系型倒数计时（例如「距离开会时间还有45分钟」，而不是「会议在下午4时开始」。随着活动开始时间越来越近，时钟会改变颜色，从温和提醒变成急迫警示，催促您马上动身。（例如黄色表示「注意」、橙色表示「动作快」，而红色表示「危险」。）

嗯，不要再想了，立刻动手做！

在这篇 Instructables 文章中，我会说明如何将把Intel Edison 与 Grove LCD变成智能型桌钟，能够使用Google Calendar API撷取行事历的信息。这个智能型桌钟应用程序的编写，属于 NodeJS 应用程序（在 Github这里的JavaScript 程序代码），使用Intel XDK 的 IoT 版本上传档案，以及执行物联网应用程序。

要打造内含 Intel 的智能型闹钟，你需要：

•    Intel Edison开发板模块，连接到 Arduino 扩充板

•    专用的电源。

o    我会使用 12V 直流电源，直接插入墙上的插座。

•    Grove Starter Kit for Arduino（Grove 的 Arduino 入门套件）或 Grove Starter Kit Plus – Intel IoT Edition for Intel Galileo Gen 2 and Edison（Grove 入门套件升级版：适用于 Intel Galileo 第 2 代与 Edison 的 Intel IoT 版本）都有提供：

o    Grove Base Shield v2 for Arduino（搭配 Arduino 的扩充板）

o    Grove LCD with RGB backlight（RGB 背光的液晶显示器）

o    1 条 Grove 组件 4 针连接线

Intel Edison 设计程序，你需要：

•    计算机

o    任何主流操作系统（Mac、Windows、Linux）都行，但我会使用 Mac 做示范。

•    计算机上已经安装了Intel XDK 的 IoT 版本集成开发环境 (IDE)。

o    我使用 Intel XDK，因为这款应用程序的程序代码是以 JavaScript 撰写，用于 NodeJS 环境。

•    一条 micro-USB 传输线。

o    在执行 Shell 命令，以及直接在 Intel Edison 设定 WiFi 的时候会用到。（注：如果您的 Intel Edison 已经设定 Wi-Fi 联机，就不需要这条额外的传输线。）

（*注：本项目的程序代码也适用于 Intel Galileo。如果使用 Intel Galileo，可以透过有线网络或 WiFi 无线网卡进行联机。）

Intel Edison 需要连接到无线网络，才可从 Intel XDK 透过无线网络进行程序设计，以及呼叫 Google Calendar API【使用行事历】。

如果尚未设定 Intel Edison 连接到无线路由器，请先执行下列步骤：

1. 取得 Intel Edison 的 Shell 权限

图文说明英文文件1:https://software.intel.com/en-us/setting-up-serial-terminal-on-system-with-mac-os-x

图文说明英文文件2: https://software.intel.com/en-us/setting-up-serial-terminal-on-system-with-windows

2. 执行「configure_edison –wifi」命令

图文说明英文文件: https://software.intel.com/en-us/articles/intel-edison-getting-started-wifi

如果还没有安装 Intel XDK IoT Edition，请先从https://software.intel.com/en-us/html5/xdk-iot下载并安装这套集成开发环境。

针对安装 Intel XDK，如果还需要进一步的协助，请参考以下安装指南：

•    影片讲解：https://software.intel.com/en-us/videos/setting-up-the-intel-xdk-iot-edition-part-1-installation

•    文件数据：https://software.intel.com/en-us/articles/install-the-intel-xdk-iot-edition

若要确认 Intel XDK 是否可以在 Intel Edison 开发板实际执行，请执行控制板载 LED 闪烁的范例项目

•    影片讲解：https://software.intel.com/en-us/videos/setting-up-the-intel-xdk-iot-edition-part-2-run-a-sample-project

•    文件说明：https://software.intel.com/en-us/blinking-an-led-with-intel-xdk-iot-edition

1.    拔除 Arduino 扩充板所有的电源连接。

2.    将 Grove Base Shield 安装到 Intel Edison 开发板上，请对准所有的针脚，并且确实将 Shield 板插进扩充板的接头。

3.    将 Grove（4 针脚）线的一端连接到 Grove LCD。

4.    将 Grove 线的另一端连接到 Grove Base Shield，请注意，必须连接到有「I2C」标示的插槽。

5.    重新接通开发板的电源。

要了解如何设定 Google Calendar API，请参考 Google Developers 网站上的 Node.js Quickstart指南：https://developers.google.com/google-apps/calendar/quickstart/node

完成这个「快速入门指南」之后，您应该会得到：

•    一个 Google Calendar API 项目（也许可以叫做「smart-clock」），已经在 Google Developer Console启用。

•    一个client_secret.json的档案。

•    一个 NodeJS 脚本文件，可将接下来的 10 个行事历事件打印出来，送到「开发人员控制台」。

到 Intel Edison，只需编辑几个小地方。

1.    在 Intel XDK 的 IoT 版本：开始新项目 ＞汇入您的 Node.js 专案

• 使用先前步骤建立的文件夹（里面含有 quickstart.js 的文件夹)。

• 提供项目名称，例如「smart-clock」。

2.    建立package.json档案。

• 加入 Github 这段程序代码：https://github.com/pearlchen/iot-smart-desk-clock/blob/master/iot-version/package.json

3.    删除项目文件夹中的node_modules文件夹（及其中的内容）。

• 因为这个文件夹太大了，如果让 Intel XDK 透过无线方式复制到开发板，还没完成就会发生逾时。在后面的步骤，我们会将 Node 链接库直接安装到开发板上。

4.    建立main.js档案。

• 将先前在 quickstart.js 编写的所有程序代码复制到 main.js。

• 如果您跳过了前面的步骤，请使用这段程序代码：https://github.com/pearlchen/iot-smart-desk-clock/blob/master/desktop-version/quickstart.js

5.    请确实储存刚才建立的任何档案。

6.    如果还没有连接开发板，请透过「IoT Device」下拉式清单连接到开发板。

7.    单击底部工具栏的「Manage your daemon/IoT device」按钮，开始管理物联网装置。

• 单击「Sync PC time w/clock on target device」，同步处理计算机与目标装置的时间

• 选取「Run npm install directly on IoT Device」，直接在物联网装置执行 npm 安装（这将会使用先前在 package.json 定义的依存关系）

8.    单击底部工具栏的「Upload」按钮，开始上传。

9.    单击底部工具栏的「Build」按钮，它在「Upload」旁边。

10.    使用 SSH Terminal卷标页（透过无线网络）或Serial Terminal卷标页（透过 micro-USB 传输线）来连接开发板。

11.    输入：「cd /node_app_slot」，这是 Intel XDK 复制任何项目文件的地方。

12.    执行您自己的 main.js，也就是这里的脚本文件：「node main.js」

13.    依提示说明取得 Token 认证，再传递回去终端机命令行。

14.    如果看到了您接下来 10 项行事历事件的输出结果，就表示 Intel Edison 顺利透过无线网络与 Google Calendar API 通讯了！

15.    现在，尝试从 Intel XDK 执行 Node 应用程序，取代执行「node main.js」。单击底部工具栏上的「Run」按钮，开始执行。

16.    你会看到错误讯息：「Error loading client secret file」，表示加载档案发生错误，这是因为 Intel XDK 在项目文件夹的范围之外执行应用程序。

17.    对 main.js 做以下编辑，储存档案，再按一次「Run」按钮，应该就会看到你接下来的 10 项行事历事件。

// add this line at the top:

var SECRET_FILE = '/node_app_slot/client_secret.json';

// edit this line (around line 13-14)

// fs.readFile('client_secret.json', function processClientSecrets(err, content) {

// to be:

fs.readFile(SECRET_FILE, function processClientSecrets(err, content) {

恭喜！

下一步，就是加入 LCD 屏幕的支持。

一大堆字母缩写，够多了吗？;)

MRAA是某种低阶 C++ 链接库，促成 Edison 的 Linux（软件）端代表 Edison 的通用输入输出针脚（硬件）端进行通讯。Intel 维护的 mraa 链接库放在 Github 这里：https://github.com/intel-iot-devkit/mraa

例如，要点亮连接到 Pin 13 的 LED，就像这样使用 MRAA：

var mraa = require('mraa');

var led = new mraa.Gpio(13);

led.dir(mraa.DIR_OUT);

led.write(1);

UPM是比较高阶的链接库，使用 MRAA 来简化对于现成电子组件的操控，尤其是有些组件需要的不只是简单的开关命令，像是上面 LED 的例子。要让 LCD 屏幕显示文字，就需要发送某些非常精确计时的电气信号，所以要有额外的动作，装进个别的 UPM 链接库中。Intel 维护的 UPM 链接库放在 Github 这里：https://github.com/intel-iot-devkit/upm

针对 Grove LCD 组件 (Jhd1313m1)，仍然要像上面那样包含 MRAA 链接库，此外还要使用个别的 UPM I2C LCD 链接库，像下面这样：

var mraa = require('mraa');

var jsUpmI2cLcd = require ('jsupm_i2clcd');

// Initialize the LCD.

// The 1st param is the BUS ID:

//   Intel Edison: Use 6

//   Intel Galileo Gen 2: Use 6 (I think)

//   Intel Galileo Gen 1: Use 0

var lcd = new jsUpmI2cLcd.Jhd1313m1(6, 0x3E, 0x62);

// Make the backlight red

lcd.setColor(255, 0, 0);

// Go to the 2nd row, 6th character (0-indexed)

// and print out "Hello!"

lcd.setCursor(1,5);

lcd.write('Hello!');

如果需要更多其他的传感器范例程序代码，可以透过 Github 的 UPM 范例文件夹或是Intel IoT 的传感器网页寻找。

所以，在 main.js 档案的最上方，需要有这个：

var mraa = require('mraa');

var jsUpmI2cLcd = require ('jsupm_i2clcd');

var lcd = new jsUpmI2cLcd.Jhd1313m1(6, 0x3E, 0x62);

用 JavaScript 的 UPM LCD 链接库其实相当简陋，只会提供几种命令，像是将文字写到屏幕上、清除屏幕，以及改变 RGB 背光颜色。

如果尝试写入超过 16 个字符长度的文字，内容就会截断（超出屏幕显示范围）。

在智能型闹钟的例子里，行事历事件的名称很可能会超过 16 个字符，所以我写了一个 Node 模块，倘若文字超出一行的范围，就会左右卷动。

1.    从这里下载：https://github.com/pearlchen/iot-smart-desk-clock/blob/master/iot-version/lcd_text_helper.js 这段句柄。

2.    将 lcd_text_helper.js 放进您的项目目录，与 main.js 放在一起。

3.    在 main.js 中，加入这个部分，与 UPM LCD 链接库放在一起：

var jsUpmI2cLcd  = require ('jsupm_i2clcd');

var LcdTextHelper = require('./lcd_text_helper');

var lcd = new jsUpmI2cLcd.Jhd1313m1(6, 0x3E, 0x62);

var lcdText = new LcdTextHelper(lcd);

4. 像这样使用：

/**

* Try it out with some test messages.

*/

var LCD_MESSAGE_VERY_LONG = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvxyz"; // >16 characters long (48 chars)

var LCD_MESSAGE_LONG = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"; // >16 characters long (24 chars)

var LCD_MESSAGE_16CHAR = "1234567890ABCDEF"; // ==16 characters long

var LCD_MESSAGE_SHORT = "1234567890"; // <16 characters long (10 chars)

var LCD_MESSAGE_VERY_SHORT = "ABC"; // <16 characters long (3 chars)

lcdText.set([

"  Hello,",

"        World!"

]);

setTimeout(function(){

lcdText.set([

LCD_MESSAGE_SHORT,

LCD_MESSAGE_VERY_SHORT

]);

}, 5000);

setTimeout(function(){

lcdText.set([

LCD_MESSAGE_LONG,

LCD_MESSAGE_VERY_LONG

]);

}, 10000);

现在，有了基本（但看起来相当不错）的功能，可以将文字输出到 LCD 屏幕，我们再来将一些行事历的逻辑加到程序代码中。

看一看在 Github 这里 main.js 最终的程序代码：https://github.com/pearlchen/iot-smart-desk-clock/blob/master/iot-version/main.js。

我在最终版本做了一件事，就是将 Google Calendar API 的东西从 main.js 挪出来，放进独立的 Node 模块，叫做 GoogleCalendarEventFetcher。

1.    从这里下载：https://github.com/pearlchen/iot-smart-desk-clock/blob/master/iot-version/google_calendar_event_fetcher.js

2.    将 google_calendar_event_fetcher.js 放进您的项目目录，与 main.js 放在一起。

3.    在 main.js 中，加入这个部分，与 LCD 文字辅助功能放在一起。

var LcdTextHelper = require('./lcd_text_helper');

var GoogleCalendarEventFetcher = require('./google_calendar_event_fetcher');

4. 像这样使用：

// Initialize it

var calendar = new GoogleCalendarEventFetcher();

calendar.init(successCallback, optionalErrorDisplayCallback);

// Then, in the success callback:

calendar.getEvents(eventsReceivedCallback, MAX_EVENTS, beginTimeToQuery.toISOString(), endTimeToQuery.toISOString());

如果看到步骤 7 或步骤 8 的程序代码就晕头转向了：别担心！

您可以从 Github 下载整个智能型桌钟的程序代码，放在「iot-version」文件夹里面：https://github.com/pearlchen/iot-smart-desk-clock/tree/master/iot-version

请记得，需要将你自己的 client_secret.json加进来，这应该在「步骤 5」的时候就已经有了。

将这些档案放进您的 Intel XDK 项目目录，然后使用 Intel XDK：

1.    单击底部工具栏的「Upload」按钮，开始上传。

2.    单击底部工具栏的「Run」，开始执行。

3.    检查 Intel XDK 控制台是否有任何错误。

4.    检查时钟的 LCD 屏幕！

为了让 DIY 的智慧桌钟看起来有一点专业的感觉，就要制作一个外壳，把 Intel Edison 包在里面，并且托住 LCD 屏幕，转到您坐在桌前可以轻松看到的角度。

要为聪明的桌钟制作一个简单的纸板外壳，您需要：

•    纸板，或是很硬的卡纸

•    胶带、胶水

•    美工刀、剪刀

•    直尺

•    丁字尺（并非必要，但很好用）

•    装饰用的小物

如果想要额外的质感，可以考虑 3D 打印或是雷射切割桌钟的外壳。目前，我暂时用纸板就行了，因为我还会继续改善，增加功能。这东西根本就是用胶带黏起来的，这样说并不夸张。;)

我也加了一个 Adafruit NeoPixel Ring 彩色灯环当作装饰。最终，我会把这个连接到 Intel Edison，但那是日后的事了。

完成了！

使用 Intel XDK 编写 NodeJS 物联网应用程序的好处，就是位于 /node_app_slot 的应用程序可以自动设定，在 Intel Edison 开机的时候就会自动启动。

因此，这就表示，只需要经由电源插孔，给时钟稳定的电源供应，您的时钟就会立即连接到 Google Calendar API，随时为你留意行程安排！