劉賜恩 石道勝 王 成

（蘇州市職業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215100）

1　系統(tǒng)描述

本文研究的智能遠(yuǎn)程遙控器的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。STM32F103R8T6作為控制核心，主設(shè)備由鋰電池供電，經(jīng)ASM1117穩(wěn)壓后連接到STM32的電源上。該遠(yuǎn)程遙控器主要應(yīng)用于家居環(huán)境，主要控制具有紅外接收功能的設(shè)備。四路紅外發(fā)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(hào)給紅發(fā)射二極管，遵循紅外NEC協(xié)議，NEC協(xié)議如圖2所示，一幀信號(hào)首先是由9ms的載波和4.5ms的空閑作為引導(dǎo)碼開(kāi)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(shù)字邏輯“0”是560us的載波+560us的空閑組成，數(shù)字邏輯“1”是560us的載波+1.68ms的空閑組成。在使用時(shí)，對(duì)于特定的功能需求，輸出特定的編碼信號(hào)。最終達(dá)到紅外控制的目的。

圖1　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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?qū)⒓t外光信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，然后利用STM32對(duì)數(shù)字信息進(jìn)行輸入捕獲，同樣是遵循紅外NEC協(xié)議，最終將紅外編碼轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息存儲(chǔ)到STM32的內(nèi)部Flash里面，即對(duì)紅外信息進(jìn)行解碼。

遠(yuǎn)程控制的硬件支持是安信可的 wifi模塊ESP12F,它結(jié)構(gòu)小巧，功耗低，并且可以通過(guò)簡(jiǎn)單的AT指令配置TCP/IP透?jìng)鳎奖愣伍_(kāi)發(fā)，接入云端服務(wù)。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的原理是硬件通過(guò)ESP12F連接到固定IP的服務(wù)器，在操控段（android app）建立一個(gè)socket連接，也是連接到同一個(gè)服務(wù)器，服務(wù)器作為信息提供中轉(zhuǎn)，這樣就能達(dá)到遠(yuǎn)程控制的功能。如圖3所示。

圖2　紅外遙控NEC協(xié)議

圖3　遠(yuǎn)程遙控的實(shí)現(xiàn)

2　系統(tǒng)特點(diǎn)

本文研究的溫度采集系統(tǒng)有幾個(gè)突出的特點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，（2）智能遠(yuǎn)程控制，（3）擴(kuò)展性強(qiáng)。作為一個(gè)輔助遙控裝置，在紅外遙控和普通的遠(yuǎn)程遙控上，本系統(tǒng)都能滿足需求。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，采用鋰電池的供電方式是為了方便移動(dòng)，但是也可以采用Mirso USB接頭供電，這樣就更加簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，這是一個(gè)主控芯片，4個(gè)紅外發(fā)射管（對(duì)準(zhǔn)4個(gè)方向，無(wú)死角遙控），一個(gè)紅外一體接收頭和一個(gè)ESP12F的wifi芯片，這幾個(gè)硬件組合在一起的結(jié)構(gòu)還是非常的簡(jiǎn)單的。

我們?cè)赼ndroid端加入一些條件監(jiān)測(cè)，例如監(jiān)測(cè)手機(jī)的wifi信息，當(dāng)接入家庭的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，自動(dòng)打開(kāi)空調(diào)、加濕器等一些環(huán)境電器，在打開(kāi)電視機(jī)時(shí)，監(jiān)測(cè)用戶?？吹念l道，并將其碼值記錄下來(lái)，下次用戶打開(kāi)電視，為其自動(dòng)打開(kāi)他喜歡的節(jié)目。實(shí)現(xiàn)一個(gè)小小的自動(dòng)化和智能化。

本系統(tǒng)還有一大特點(diǎn)是擴(kuò)展性強(qiáng)，主控芯片STM32F103R8T6是一款功能強(qiáng)大的MCU,所以它的功能有著很強(qiáng)的擴(kuò)展性。例如利用一個(gè)引腳加一路繼電器就能組成一個(gè)遙控開(kāi)關(guān)大功率電器，控制一些沒(méi)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(gè)OLED屏，加一個(gè)溫濕度傳感器，就可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度。安信可的WIFI模塊是2.4G無(wú)線通信，在長(zhǎng)時(shí)間連接中可能出現(xiàn)通信中斷的可能，所以在硬件電路上，也可以加上一個(gè)ENC28J60網(wǎng)口通信芯片，這樣就可以使用網(wǎng)線把本系統(tǒng)接入互聯(lián)網(wǎng)。

圖4　PCB打樣及實(shí)物測(cè)試

3　結(jié)語(yǔ)

在經(jīng)過(guò)不同方案的比較后，我們?yōu)楸鞠到y(tǒng)設(shè)計(jì)了PCB,并且打樣出來(lái)進(jìn)行測(cè)試。如圖4所示。

本系統(tǒng)作為一款遠(yuǎn)程遙控輔助設(shè)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(jī)和空調(diào)方面都沒(méi)有問(wèn)題，首先是要把原來(lái)的遙控器對(duì)準(zhǔn)本設(shè)備，讓本設(shè)備進(jìn)行解碼并學(xué)習(xí)其碼值，然后就可以通過(guò)android app對(duì)電視機(jī)和空調(diào)進(jìn)行控制了，使用起來(lái)也是非常的方便。智能家居的概念早在幾年前就已經(jīng)是一個(gè)熱詞了，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，智能家居也被再次推上了風(fēng)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(dá)到遠(yuǎn)程遙控，但并非智能遙控，我們只是結(jié)合硬件，在數(shù)據(jù)上做一些判斷，這樣的遠(yuǎn)程控制，無(wú)論是偽智能還是真智能，這只是利用大數(shù)據(jù)對(duì)智能化控制的一個(gè)小小的嘗試。未來(lái)的路還很遠(yuǎn)，我們也是在學(xué)習(xí)中去不斷的探索。