一、引言

由于紅外線(xiàn)遙控器價(jià)格低廉、技術(shù)成熟等優(yōu)勢，現在很多智能家電設備還是使用紅外線(xiàn)遙控器控制，包括電視機、空調、DVD播放機、電視機頂盒等等。然而，隨著(zhù)家庭中智能家電設備的增加，紅外遙控器的數量也在增加。一個(gè)家庭使用的遙控器數量從幾個(gè)到十幾個(gè)不等，會(huì )帶來(lái)三大問(wèn)題：

（1）大量的遙控器給用戶(hù)的使用和管理帶來(lái)不便；

（2）紅外線(xiàn)遙控器使用的一次性堿性電池，廢棄后會(huì )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(shí)控制多種不同品牌和型號的家電，取代傳統的實(shí)物遙控器，實(shí)現“一個(gè)家庭只需一個(gè)遙控器就可以控制所有紅外線(xiàn)遙控家電設備”的目標，大大減少遙控器的數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、節能的家居環(huán)境。

二、系統的結構

整個(gè)系統主要包括客戶(hù)端軟件和WiFi轉紅外模塊?？蛻?hù)端通過(guò)WiFi將編碼后的數據傳輸給WiFi轉紅外模塊，然后WiFi轉紅外模塊根據編碼規則向內部紅外發(fā)射模塊發(fā)送指令，實(shí)現紅外數據的傳輸。

(一)家用wifi智能遙控器客戶(hù)端的組成

1、鍵碼數據包的收集與設計

（1）鍵碼數據包的采集

紅外線(xiàn)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引導碼間隔，使用16位客戶(hù)代碼，8位數據代碼，8位取反的數據代碼。

隨著(zhù)家用電器的種類(lèi)和型號越來(lái)越多，相應的遙控器也越來(lái)越多，為了管理、訪(fǎng)問(wèn)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)數據包。

（2）遙控器按鍵數據包的設計

由于紅外協(xié)議不同，互不兼容，直接發(fā)送紅外數據會(huì )使wifi轉紅外模塊的處理很復雜。因此，采集各種紅外協(xié)議的數據，根據用戶(hù)自定義的編碼規則進(jìn)行多種協(xié)議編碼化，并存儲在后臺數據庫中。

為了使按鍵界面與遙控器數據包匹配，定義數據包格式如下：

文件起始標志位4位。

鍵碼屬性128位：設備信息，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(jìn)行編碼，鍵碼數量根據實(shí)際紅外協(xié)議確定。

2、遙控器界面軟件的設計

（1）數據庫設計

Android操作系統采用標準的SQLite數據庫，并提供數據庫管理相關(guān)的API。SQLiteOpenHelper類(lèi)中的onCreate()回調方法和onUpdate()回調方法用于創(chuàng )建和打開(kāi)遙控器的各種紅外碼表，并存儲在數據庫中，方便數據的及時(shí)更新。

（2）按鍵與數據包匹配

在手機界面中，每個(gè)按鍵都與其對應的紅外代碼相匹配，即按鍵功能與數據庫中的各種遙控器數據相連接。通過(guò)調用getReadableDatabase()方法，當用戶(hù)按下按鍵時(shí)，軟件會(huì )找到數據包，并將與按鍵連接的數據包數據，即控制家電對應的紅外代碼，以wifi的形式發(fā)送給wifi轉紅外模塊。

（二）WiFi轉紅外模塊

該模塊負責數據接收和紅外發(fā)射。包括wifi數據接收和傳輸、串行數據分析和紅外電平發(fā)射。wifi芯片USR-WIFI232用于提供WiFi信號并獲取客戶(hù)端發(fā)送的數據，然后通過(guò)串口將數據傳輸到中央控制CPU。

該模塊內部采用單片機作為中央控制CPU，處理編碼化數據和紅外協(xié)議的轉換。由于單片機其價(jià)格低廉，資源充足，功能滿(mǎn)足中央控制CPU的要求，所以采用單片機作為中央控制CPU。在單片機程序中設置多個(gè)紅外協(xié)議入口點(diǎn)，在編碼化數據傳送到單片機后，根據自定義的編碼規則查找對應的紅外協(xié)議入口，從而傳送對應的紅外級別。

中央控制功能的硬件電路由單片機最小系統和紅外發(fā)射電路組成。中央控制CPU程序包括定時(shí)器功能、串行數據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，以提高紅外信號在空氣中傳播的抗干擾能力。串口數據讀取，分析wifi芯片傳輸的數據，根據自定義的編碼規則進(jìn)入不同的紅外協(xié)議功能函數。紅外電平控制功能實(shí)現特定的紅外協(xié)議函數，通過(guò)串口讀取該功能提供的數據，發(fā)出匹配的紅外信號。

三、實(shí)驗測試

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

由此可以看到，客戶(hù)端安裝的安卓手機和wifi轉紅外模塊，可以實(shí)現實(shí)物遙控器的功能。

四、結束語(yǔ)

本項目設計的新型遙控器運行在安卓手機上，實(shí)測數據證明，其實(shí)現的功能與原配的實(shí)物遙控器性能一致，完全可以替代現有的各種實(shí)物遙控器，實(shí)現實(shí)物遙控設備的數據化，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(diǎn)，當作品成熟時(shí)，它具有很高的市場(chǎng)價(jià)值。