智能遠程遙控器的設計與實現

劉賜恩 石道勝 王 成

（蘇州市職業大學電子信息工程學院，江蘇 蘇州 215100）

1　系統描述

本文研究的智能遠程遙控器的結構框圖如圖1所示。STM32F103R8T6作為控制核心，主設備由鋰電池供電，經ASM1117穩壓后連接到STM32的電源上。該遠程遙控器主要應用于家居環境，主要控制具有紅外接收功能的設備。四路紅外發射二極管與STM32具有PWM輸出功能的IO口相連，然后由STM32的IO輸出38KHz的載波信號給紅發射二極管，遵循紅外NEC協議，NEC協議如圖2所示，一幀信號首先是由9ms的載波和4.5ms的空閑作為引導碼開始，然后緊跟的是4段信息，分別是用戶碼、用戶反碼、鍵值碼和鍵值反碼，數字邏輯“0”是560us的載波+560us的空閑組成，數字邏輯“1”是560us的載波+1.68ms的空閑組成。在使用時，對于特定的功能需求，輸出特定的編碼信號。最終達到紅外控制的目的。

圖1　系統結構框圖

在控編碼輸出之前，首先要知道紅外編碼信息。VS1838B是紅外接收一體頭，其頻率是37.90KHz,它能夠將紅外光信息轉換為數字信息，然后利用STM32對數字信息進行輸入捕獲，同樣是遵循紅外NEC協議，最終將紅外編碼轉換為數字信息存儲到STM32的內部Flash里面，即對紅外信息進行解碼。

遠程控制的硬件支持是安信可的 wifi模塊ESP12F,它結構小巧，功耗低，并且可以通過簡單的AT指令配置TCP/IP透傳，方便二次開發，接入云端服務。實現遠程控制的原理是硬件通過ESP12F連接到固定IP的服務器，在操控段（android app）建立一個socket連接，也是連接到同一個服務器，服務器作為信息提供中轉，這樣就能達到遠程控制的功能。如圖3所示。

圖2　紅外遙控NEC協議

圖3　遠程遙控的實現

2　系統特點

本文研究的溫度采集系統有幾個突出的特點：（1）結構簡單，（2）智能遠程控制，（3）擴展性強。作為一個輔助遙控裝置，在紅外遙控和普通的遠程遙控上，本系統都能滿足需求。

在結構設計上，采用鋰電池的供電方式是為了方便移動，但是也可以采用Mirso USB接頭供電，這樣就更加簡化了結構，這是一個主控芯片，4個紅外發射管（對準4個方向，無死角遙控），一個紅外一體接收頭和一個ESP12F的wifi芯片，這幾個硬件組合在一起的結構還是非常的簡單的。

我們在android端加入一些條件監測，例如監測手機的wifi信息，當接入家庭的網絡時，自動打開空調、加濕器等一些環境電器，在打開電視機時，監測用戶常看的頻道，并將其碼值記錄下來，下次用戶打開電視，為其自動打開他喜歡的節目。實現一個小小的自動化和智能化。

本系統還有一大特點是擴展性強，主控芯片STM32F103R8T6是一款功能強大的MCU,所以它的功能有著很強的擴展性。例如利用一個引腳加一路繼電器就能組成一個遙控開關大功率電器，控制一些沒有紅外接收的電器或者大功率的電器。STM32F103R8T6自帶兩路硬件SPI,也可以連接一個OLED屏，加一個溫濕度傳感器，就可以實時監測環境溫度。安信可的WIFI模塊是2.4G無線通信，在長時間連接中可能出現通信中斷的可能，所以在硬件電路上，也可以加上一個ENC28J60網口通信芯片，這樣就可以使用網線把本系統接入互聯網。

圖4　PCB打樣及實物測試

3　結語

在經過不同方案的比較后，我們為本系統設計了PCB,并且打樣出來進行測試。如圖4所示。

本系統作為一款遠程遙控輔助設備，在日常使用中是完全可以勝任家庭紅外遙控的控制中心。在最為常用的控制電視機和空調方面都沒有問題，首先是要把原來的遙控器對準本設備，讓本設備進行解碼并學習其碼值，然后就可以通過android app對電視機和空調進行控制了，使用起來也是非常的方便。智能家居的概念早在幾年前就已經是一個熱詞了，隨著物聯網技術的發展，智能家居也被再次推上了風尖浪口，何為智能家居，就本文而言，遙控家居不是智能家居，智能是非人為的操作，所以達到遠程遙控，但并非智能遙控，我們只是結合硬件，在數據上做一些判斷，這樣的遠程控制，無論是偽智能還是真智能，這只是利用大數據對智能化控制的一個小小的嘗試。未來的路還很遠，我們也是在學習中去不斷的探索。