余志鵬,蔡澤凡

（順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣東順德,528300）

安卓設(shè)備控制的萬能遙控器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

余志鵬,蔡澤凡

（順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣東順德,528300）

本設(shè)計(jì)目的在于實(shí)現(xiàn)一個(gè)體積細(xì)小，功能強(qiáng)大，使用方便的萬能遙控器，包含外圍硬件和安卓app的設(shè)計(jì)。在現(xiàn)今流行度最廣的安卓終端安裝app后，硬件插入即能啟動軟件，無需再人工啟動，支持51個(gè)常用品牌達(dá)1000種型號的空調(diào)，且有100個(gè)命令的學(xué)習(xí)功能，不像傳統(tǒng)萬能遙控器一樣只能看說明書輸入遙控型號代碼，各型號遙控按品牌進(jìn)行分類，易于操作。對于自定義按鈕可自定義按鈕名稱。外圍硬件的尺寸為49*36mm，非常小巧方便。

安卓;萬能;遙控器;app;學(xué)習(xí)功能

0 簡介

市場上的萬能遙控，體積龐大，需外接電池，通常只有一個(gè)小型的屏幕，與按鍵陣列相結(jié)合，對空調(diào)選擇的操作非常不方便，如果遙控器的數(shù)據(jù)庫沒有合適的空調(diào)，也不能自行學(xué)習(xí)?，F(xiàn)存的一些基于安卓設(shè)備的外圍應(yīng)用，沒有插入即彈出功能，需用戶自行打開相匹配的app，用戶體驗(yàn)不好。

本實(shí)設(shè)計(jì)利用現(xiàn)今流行度最廣的安卓平臺，結(jié)合外圍硬件和安卓應(yīng)用，做出一個(gè)小巧精致，功能強(qiáng)大，方便使用，界面友好的安卓設(shè)備控制的萬能遙控器。

圖1 應(yīng)用于安卓移動設(shè)備的帶自學(xué)習(xí)功能的萬能遙控器

1 方案硬件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)的硬件實(shí)現(xiàn)思路如圖1所示。從圖1可以看出，本設(shè)計(jì)包含硬件部分，實(shí)現(xiàn)手機(jī)對硬件終端的數(shù)據(jù)處理以及紅外信號發(fā)射；另一個(gè)是軟件部分，即需要在安卓平臺終端上安裝人機(jī)界面app。

該萬能遙控器的硬件設(shè)計(jì)如圖2所示，1是micro usb公口、2是usb協(xié)議與RS232協(xié)議轉(zhuǎn)換芯片、3是遙控紅外信號接收電路、4是基于RS232協(xié)議的遙控?cái)?shù)據(jù)存儲芯片、5是遙控紅外信號發(fā)射電路。

圖2 萬能遙控器硬件組成

其中，usb協(xié)議與RS232協(xié)議轉(zhuǎn)換芯片通過micro usb公口與安卓移動設(shè)備的micro usb母口電連接。遙控紅外信號接收電路、遙控?cái)?shù)據(jù)存儲芯片及遙控紅外信號發(fā)射電路依次串聯(lián)；usb協(xié)議與RS232協(xié)議轉(zhuǎn)換芯片的輸出端與遙控?cái)?shù)據(jù)存儲芯片的輸入端電連接，從而將遙控?cái)?shù)據(jù)存儲芯片內(nèi)的數(shù)據(jù)通過遙控紅外信號發(fā)射電路發(fā)射出去或?qū)⑦b控紅外信號接收電路的數(shù)據(jù)存儲到遙控?cái)?shù)據(jù)存儲芯片內(nèi)。安卓移動設(shè)備的micro usb母口對該設(shè)計(jì)的硬件部分供電并傳輸數(shù)據(jù)，usb協(xié)議與RS232協(xié)議轉(zhuǎn)換芯片是FTDI 公司的FT232RL。

(二)堅(jiān)持政府和民間協(xié)同維護(hù)地方生態(tài)自治及基層主體多樣性發(fā)展的原則，體現(xiàn)革命性。在共產(chǎn)黨領(lǐng)導(dǎo)下，建立人民當(dāng)家作主的民主制度，實(shí)行最廣泛的社會主義民主，為個(gè)體自主自由地發(fā)展創(chuàng)造必要的政治條件；通過所有制結(jié)構(gòu)調(diào)整、市場化與民主化體制改革，進(jìn)一步解放社會生產(chǎn)力。隨著社會主義制度和市場經(jīng)濟(jì)體制的日趨完善，各種社會生態(tài)主體的積極性、主動性、創(chuàng)造性得到顯著增強(qiáng)。同時(shí)，在同一切阻礙生產(chǎn)力發(fā)展的舊體制、舊思想的批判斗爭中，社會生態(tài)系統(tǒng)不斷由內(nèi)在矛盾的優(yōu)化調(diào)整和生物多樣性發(fā)展而更加地勃發(fā)生機(jī)和活力，各種創(chuàng)造社會財(cái)富的潛能必將在生態(tài)化革新中得到更充分的釋放。

數(shù)據(jù)通過協(xié)議轉(zhuǎn)換后，可直接把安卓設(shè)備上的app的指令發(fā)送到遙控?cái)?shù)據(jù)存儲芯片，本設(shè)計(jì)采用了singlechip solution公司的SC6688AC。

如圖3所示，在本實(shí)施例中，遙控紅外信號發(fā)射電路4包括紅外二極管DS、三極管Q1、Q2、二極管D及電阻若干。芯片有發(fā)射模式和學(xué)習(xí)模式，在發(fā)射模式中，紅外二極管DS的供電電壓為3.3V，三極管Q2起放大電流作用，電阻R11是限流電阻，遙控?cái)?shù)據(jù)存儲芯片的輸出OUT通過電阻R17后連接到Q2的基極，經(jīng)Q2放大信號后從紅外二極管DS輸出紅外數(shù)據(jù)。在學(xué)習(xí)模式中，遙控?cái)?shù)據(jù)存儲芯片的輸出OUT一直保持低電平，紅外二極管DS僅作輸入使用，紅外二極管DS接收到的紅外數(shù)據(jù)經(jīng)由電阻R11、第R1來到Q3的基極，該紅外數(shù)據(jù)經(jīng)三極管Q3、Q1二級放大后輸入到遙控?cái)?shù)據(jù)存儲芯片的輸入端IN，遙控?cái)?shù)據(jù)存儲芯片把接收到的高低電平的信號存儲到內(nèi)部的寄存器里，遙控?cái)?shù)據(jù)存儲芯片的DIS引腳連接的是發(fā)光二極管LED，用于顯示遙控?cái)?shù)據(jù)存儲芯片在不同的工作狀態(tài)。

圖3 遙控紅外信號發(fā)射和學(xué)習(xí)電路

2 方案軟件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)的軟件部分指安卓終端的app部分，本文著重介紹業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)。軟件流程如圖4所示。

2.1 安卓app端業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)

在符合要求的安卓終端上正確安裝app后，app可在后臺運(yùn)行服務(wù)，當(dāng)檢測到安卓設(shè)備控制的萬能遙控器插入安卓設(shè)備的micro usb口，app會自動彈出。

如安卓設(shè)備控制的萬能遙控器數(shù)據(jù)庫內(nèi)包含要使用空調(diào)的數(shù)據(jù)，通過品牌型號查找可找到對應(yīng)型號并對空調(diào)的溫度，風(fēng)量，角度，擺風(fēng)等參數(shù)進(jìn)行操作；如不清楚空調(diào)型號，也可以用遍歷方法，app將以2秒一個(gè)周期，按順序切換空調(diào)型號，并對空調(diào)發(fā)送開關(guān)信號，使用者可觀察空調(diào)有沒有反應(yīng)來確認(rèn)型號是否正確。

如安卓設(shè)備控制的萬能遙控器數(shù)據(jù)庫內(nèi)不包含要使用空調(diào)的數(shù)據(jù)，可進(jìn)入學(xué)習(xí)界面，在學(xué)習(xí)界面里有16個(gè)按鍵，最多可以學(xué)習(xí)遙控里16個(gè)按鍵的信息。按“學(xué)習(xí)”按鈕，所有按鍵會閃爍，選擇要學(xué)習(xí)的按鍵，然后把目標(biāo)空調(diào)對準(zhǔn)如“安卓設(shè)備控制的萬能遙控器”，如“安卓設(shè)備控制的萬能遙控器”就能學(xué)習(xí)目標(biāo)空調(diào)按鍵的數(shù)據(jù)。學(xué)習(xí)時(shí)間為5秒，超時(shí)后如得到“安卓設(shè)備控制的萬能遙控器”確認(rèn)信息，app知道學(xué)習(xí)成功，否則學(xué)習(xí)失敗。學(xué)習(xí)成功后，按對應(yīng)按鍵，“安卓設(shè)備控制的萬能遙控器”就能把之前學(xué)習(xí)的信號發(fā)出。長按16個(gè)學(xué)習(xí)按鍵其中某個(gè)3秒，可彈出文本框，改變按鍵名稱。

2.2 遙控?cái)?shù)據(jù)存儲芯片的控制協(xié)議的實(shí)現(xiàn)

遙控?cái)?shù)據(jù)存儲芯片是一款串口控制芯片，通訊參數(shù)設(shè)置為：波特率：9600bps，數(shù)據(jù)位：8 bits， 停止位：1 bits，校驗(yàn)：無。

芯片的數(shù)據(jù)幀格式如下表：

其中，CMD表示命令字，PAR1-PAR3表示參數(shù)集，XOR：前四個(gè)字節(jié)的XOR結(jié)果作為一幀數(shù)據(jù)的校驗(yàn)。下面以學(xué)習(xí)紅外信號，設(shè)定空調(diào)型號為例說明，其他命令可參考文獻(xiàn)[6]。

（1）學(xué)習(xí)紅外信號命令

作用：學(xué)習(xí)紅外信號

命令：0x88

PAR1：學(xué)習(xí)代號（0x00 — 0x64）

PAR2：保留（0x00）

PAR3：保留（0x00）

XOR：前四個(gè)字節(jié)的XOR 。

（2）設(shè)定空調(diào)型號

作用：從芯片遙控庫中調(diào)出某種空調(diào)遙控器作為當(dāng)前遙控器，未設(shè)置之前的遙控器型號是不確定的。

命令：0x02

DataH：空調(diào)型號高字節(jié)

DataL：空調(diào)型號低字節(jié)

TM： 實(shí)時(shí)時(shí)間的分鐘參數(shù)，如果不能提供實(shí)時(shí)時(shí)間填入0x08

XOR：前四個(gè)字節(jié)的XOR 。

3 結(jié)語

根據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù)以及實(shí)際測試，要實(shí)現(xiàn)app的自動彈出功能，安卓設(shè)備須滿足以下條件：

（1） 安卓移動設(shè)備系統(tǒng)版本4.0或以上；

（2）安卓移動設(shè)備帶有usb otg功能，目前大部分型號平板電腦和一部分型號的手機(jī)都帶有此功能；

（3）安卓移動設(shè)備系原生系統(tǒng)；其他經(jīng)簡化或優(yōu)化或定制的系統(tǒng)不一定具有usb協(xié)議與RS232協(xié)議轉(zhuǎn)換芯片的驅(qū)動。

經(jīng)測試，現(xiàn)在市面上流行的大部分空調(diào)品牌的大部分型號都可以通過本萬能遙控器進(jìn)行控制。而且，本萬能遙控器除了可以學(xué)習(xí)空調(diào)遙控?cái)?shù)據(jù)外，還能學(xué)習(xí)其他類型遙控，如電視機(jī)、風(fēng)扇等的數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)了體積細(xì)小，功能強(qiáng)大，使用方便的萬能遙控功能。

[1] 黃宇, 面向智能家居的安卓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D], 武漢:華中科技大學(xué), 2013:17-21.

[2] 李萌, 李山, 秦雪, 基于安卓操作系統(tǒng)的掌上設(shè)備在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)教育中的應(yīng)用[J]. 檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)與臨床, 2013.11(10):2907-2908.

[3] Bill Phillips, Brian Hardy, Android編程權(quán)威指南[M], 北京:人民郵電出版社, 2014.4: 267-233.

[4] 凡建輝, 安卓商店客戶端系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D], 北京: 北京交通大學(xué), 2013: 89-92.

[5] FTDI Chip Co.Ltd, FT232R USB UART IC Datasheet Version 2.10[OL], 2012.3: 1-40.

[6] singlechip solution,通用空調(diào)萬能遙控方案-SC6688AC[OL], 2013.08: 1-4.

The design and realization of a powerful remote controller handle by Android terminate

Yu Zhipeng,Cai Zefan
(institute of technology of profession of shunde guangdong shunde 528300)

The aim of this design is to realize a small-volume,powerful,convenient remote controller, including peripheral and app design.After installing app in the Android terminate,the app will launch when the hardware inserted in the Android terminate.The controller support more than 1000 air conditioner models of 51 branches,moreover there are 100 study space in the hardware.Unlike the traditional remote controllers that control through model code in the instructions, the models and the branches are visible in the monitor of the Android terminate.The custom buttons' names can be customized,too.The size of the hardware is 49*36mm,which is exquisite.

Android;powerful;remote controller;app;study function

圖4 安卓設(shè)備控制的萬能遙控器的軟件流程圖