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閱讀：8發(fā)布時(shí)間：2025-10-12
一、引言
由于紅外線遙控器價(jià)格低廉、技術(shù)成熟等優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在很多智能家電設(shè)備還是使用紅外線遙控器控制，包括電視機(jī)、空調(diào)、DVD播放機(jī)、電視機(jī)頂盒等等。然而，隨著家庭中智能家電設(shè)備的增加，紅外遙控器的數(shù)量也在增加。一個(gè)家庭使用的遙控器數(shù)量從幾個(gè)到十幾個(gè)不等，會(huì)帶來三大問題：
（1）大量的遙控器給用戶的使用和管理帶來不便；
（2）紅外線遙控器使用的一次性堿性電池，廢棄后會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大危害；
（3）遙控器意外損壞后，很難找到匹配的遙控器。
基于安卓手機(jī)wifi的家用wifi智能遙控器，可以同時(shí)控制多種不同品牌和型號(hào)的家電，取代傳統(tǒng)的實(shí)物遙控器，實(shí)現(xiàn)“一個(gè)家庭只需一個(gè)遙控器就可以控制所有紅外線遙控家電設(shè)備"的目標(biāo)，大大減少遙控器的數(shù)量和一次性電池的使用量，為人們創(chuàng)造一個(gè)便捷、舒適、環(huán)保、節(jié)能的家居環(huán)境。
二、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
整個(gè)系統(tǒng)主要包括客戶端軟件和WiFi轉(zhuǎn)紅外模塊?？蛻舳送ㄟ^WiFi將編碼后的數(shù)據(jù)傳輸給WiFi轉(zhuǎn)紅外模塊，然后WiFi轉(zhuǎn)紅外模塊根據(jù)編碼規(guī)則向內(nèi)部紅外發(fā)射模塊發(fā)送指令，實(shí)現(xiàn)紅外數(shù)據(jù)的傳輸。
(一)家用wifi智能遙控器客戶端的組成
1、鍵碼數(shù)據(jù)包的收集與設(shè)計(jì)
（1）鍵碼數(shù)據(jù)包的采集
紅外線遙控器的編碼格式通常是NEC。
NEC格式的特點(diǎn)：38kHz載波頻率，9ms+4.5ms引導(dǎo)碼間隔，使用16位客戶代碼，8位數(shù)據(jù)代碼，8位取反的數(shù)據(jù)代碼。
隨著家用電器的種類和型號(hào)越來越多，相應(yīng)的遙控器也越來越多，為了管理、訪問和更新家用電器遙控器的紅外編碼，需要為各種亂碼建立一個(gè)數(shù)據(jù)包。
（2）遙控器按鍵數(shù)據(jù)包的設(shè)計(jì)
由于紅外協(xié)議不同，互不兼容，直接發(fā)送紅外數(shù)據(jù)會(huì)使wifi轉(zhuǎn)紅外模塊的處理很復(fù)雜。因此，采集各種紅外協(xié)議的數(shù)據(jù)，根據(jù)用戶自定義的編碼規(guī)則進(jìn)行多種協(xié)議編碼化，并存儲(chǔ)在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中。
為了使按鍵界面與遙控器數(shù)據(jù)包匹配，定義數(shù)據(jù)包格式如下：
文件起始標(biāo)志位4位。
鍵碼屬性128位：設(shè)備信息，獲取中文字庫(kù)編碼和ASCII碼。
載波頻率4位：35-42kHz；分辨率為0.5kHz，以適應(yīng)不同載波的遙控器。
鍵碼編碼：對(duì)遙控器界面軟件的所有按鍵進(jìn)行編碼，鍵碼數(shù)量根據(jù)實(shí)際紅外協(xié)議確定。
2、遙控器界面軟件的設(shè)計(jì)
（1）數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)
Android操作系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)，并提供數(shù)據(jù)庫(kù)管理相關(guān)的API。SQLiteOpenHelper類中的onCreate()回調(diào)方法和onUpdate()回調(diào)方法用于創(chuàng)建和打開遙控器的各種紅外碼表，并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，方便數(shù)據(jù)的及時(shí)更新。
（2）按鍵與數(shù)據(jù)包匹配
在手機(jī)界面中，每個(gè)按鍵都與其對(duì)應(yīng)的紅外代碼相匹配，即按鍵功能與數(shù)據(jù)庫(kù)中的各種遙控器數(shù)據(jù)相連接。通過調(diào)用getReadableDatabase()方法，當(dāng)用戶按下按鍵時(shí)，軟件會(huì)找到數(shù)據(jù)包，并將與按鍵連接的數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)，即控制家電對(duì)應(yīng)的紅外代碼，以wifi的形式發(fā)送給wifi轉(zhuǎn)紅外模塊。
（二）WiFi轉(zhuǎn)紅外模塊
該模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)接收和紅外發(fā)射。包括wifi數(shù)據(jù)接收和傳輸、串行數(shù)據(jù)分析和紅外電平發(fā)射。wifi芯片USR-WIFI232用于提供WiFi信號(hào)并獲取客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)，然后通過串口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂艭PU。
該模塊內(nèi)部采用單片機(jī)作為控制CPU，處理編碼化數(shù)據(jù)和紅外協(xié)議的轉(zhuǎn)換。由于單片機(jī)其價(jià)格低廉，資源充足，功能滿足控制CPU的要求，所以采用單片機(jī)作為控制CPU。在單片機(jī)程序中設(shè)置多個(gè)紅外協(xié)議入口點(diǎn)，在編碼化數(shù)據(jù)傳送到單片機(jī)后，根據(jù)自定義的編碼規(guī)則查找對(duì)應(yīng)的紅外協(xié)議入口，從而傳送對(duì)應(yīng)的紅外級(jí)別。
控制功能的硬件電路由單片機(jī)最小系統(tǒng)和紅外發(fā)射電路組成?？刂艭PU程序包括定時(shí)器功能、串行數(shù)據(jù)讀取功能和紅外電平控制功能。定時(shí)器功能主要用于產(chǎn)生載波并疊加紅外信號(hào)，以提高紅外信號(hào)在空氣中傳播的抗干擾能力。串口數(shù)據(jù)讀取，分析wifi芯片傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，根據(jù)自定義的編碼規(guī)則進(jìn)入不同的紅外協(xié)議功能函數(shù)。紅外電平控制功能實(shí)現(xiàn)特定的紅外協(xié)議函數(shù)，通過串口讀取該功能提供的數(shù)據(jù)，發(fā)出匹配的紅外信號(hào)。
三、實(shí)驗(yàn)測(cè)試
本實(shí)驗(yàn)使用了一種特殊的紅外測(cè)試儀器，可以監(jiān)測(cè)到紅外信號(hào)并顯示其波形。安裝在客戶端的安卓手機(jī)和wifi轉(zhuǎn)紅外模塊與實(shí)物遙控器進(jìn)行對(duì)比。將實(shí)物遙控器和wifi轉(zhuǎn)紅外模塊對(duì)準(zhǔn)紅外測(cè)試儀器。按下實(shí)物遙控器的一個(gè)按鍵后，觀察紅外測(cè)試儀器顯示的波形；然后在安卓手機(jī)上按下相應(yīng)的遙控器按鍵后，觀察紅外測(cè)試儀器上的波形。
由此可以看到，客戶端安裝的安卓手機(jī)和wifi轉(zhuǎn)紅外模塊，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)物遙控器的功能。
四、結(jié)束語
本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的新型遙控器運(yùn)行在安卓手機(jī)上，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)證明，其實(shí)現(xiàn)的功能與原配的實(shí)物遙控器性能一致，可以替代現(xiàn)有的各種實(shí)物遙控器，實(shí)現(xiàn)實(shí)物遙控設(shè)備的數(shù)據(jù)化，減小成本。因?yàn)槭腔诎沧渴謾C(jī)平臺(tái)，所以具有成本低、擴(kuò)展性好、“一機(jī)多控"、環(huán)保、智能等優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)作品成熟時(shí)，它具有很高的市場(chǎng)價(jià)值。
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