一、引言

由于紅外線遙控器價格低廉、技術(shù)成熟等優(yōu)勢，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、空調(diào)、DVD播放機、電視機頂盒等等。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。一個家庭使用的遙控器數(shù)量從幾個到十幾個不等，會帶來三大問題：

（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，廢棄后會對環(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wifi的家用wifi智能遙控器，可以同時控制多種不同品牌和型號的家電，取代傳統(tǒng)的實物遙控器，實現(xiàn)“一個家庭只需一個遙控器就可以控制所有紅外線遙控家電設(shè)備”的目標，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

（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：38kHz載波頻率，9ms+4.5ms引導碼間隔，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數(shù)據(jù)包。

（2）遙控器按鍵數(shù)據(jù)包的設(shè)計

由于紅外協(xié)議不同，互不兼容，直接發(fā)送紅外數(shù)據(jù)會使wifi轉(zhuǎn)紅外模塊的處理很復雜。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)則進行多種協(xié)議編碼化，并存儲在后臺數(shù)據(jù)庫中。

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：

文件起始標志位4位。

鍵碼屬性128位：設(shè)備信息，獲取中文字庫編碼和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：對遙控器界面軟件的所有按鍵進行編碼，鍵碼數(shù)量根據(jù)實際紅外協(xié)議確定。

2、遙控器界面軟件的設(shè)計

（1）數(shù)據(jù)庫設(shè)計

Android操作系統(tǒng)采用標準的SQLite數(shù)據(jù)庫，并提供數(shù)據(jù)庫管理相關(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，并存儲在數(shù)據(jù)庫中，方便數(shù)據(jù)的及時更新。

（2）按鍵與數(shù)據(jù)包匹配

在手機界面中，每個按鍵都與其對應(yīng)的紅外代碼相匹配，即按鍵功能與數(shù)據(jù)庫中的各種遙控器數(shù)據(jù)相連接。通過調(diào)用getReadableDatabase()方法，當用戶按下按鍵時，軟件會找到數(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

該模塊負責數(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)街醒肟刂艭PU。

該模塊內(nèi)部采用單片機作為中央控制CPU，處理編碼化數(shù)據(jù)和紅外協(xié)議的轉(zhuǎn)換。由于單片機其價格低廉，資源充足，功能滿足中央控制CPU的要求，所以采用單片機作為中央控制CPU。在單片機程序中設(shè)置多個紅外協(xié)議入口點，在編碼化數(shù)據(jù)傳送到單片機后，根據(jù)自定義的編碼規(guī)則查找對應(yīng)的紅外協(xié)議入口，從而傳送對應(yīng)的紅外級別。

中央控制功能的硬件電路由單片機最小系統(tǒng)和紅外發(fā)射電路組成。中央控制CPU程序包括定時器功能、串行數(shù)據(jù)讀取功能和紅外電平控制功能。定時器功能主要用于產(chǎn)生載波并疊加紅外信號，以提高紅外信號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)則進入不同的紅外協(xié)議功能函數(shù)。紅外電平控制功能實現(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。

三、實驗測試

本實驗使用了一種特殊的紅外測試儀器，可以監(jiān)測到紅外信號并顯示其波形。安裝在客戶端的安卓手機和wifi轉(zhuǎn)紅外模塊與實物遙控器進行對比。將實物遙控器和wifi轉(zhuǎn)紅外模塊對準紅外測試儀器。按下實物遙控器的一個按鍵后，觀察紅外測試儀器顯示的波形；然后在安卓手機上按下相應(yīng)的遙控器按鍵后，觀察紅外測試儀器上的波形。

由此可以看到，客戶端安裝的安卓手機和wifi轉(zhuǎn)紅外模塊，可以實現(xiàn)實物遙控器的功能。

四、結(jié)束語

本項目設(shè)計的新型遙控器運行在安卓手機上，實測數(shù)據(jù)證明，其實現(xiàn)的功能與原配的實物遙控器性能一致，完全可以替代現(xiàn)有的各種實物遙控器，實現(xiàn)實物遙控設(shè)備的數(shù)據(jù)化，減小成本。因為是基于安卓手機平臺，所以具有成本低、擴展性好、“一機多控”、環(huán)保、智能等優(yōu)點，當作品成熟時，它具有很高的市場價值。