劉賜恩　石道勝　王成

【摘 要】遠(yuǎn)程遙控作為智能化家居中的一個(gè)重要功能，在日常生活中和工業(yè)應(yīng)用中十分常見。遙控的基礎(chǔ)在嵌入式設(shè)備中只是一種狀態(tài)控制另一種狀態(tài)的表現(xiàn)，在遠(yuǎn)程遙控中，就必須依賴某種媒介，例如有線連接、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)等等。本文介紹的是一個(gè)以STM32為控制核心，輔以ESP12F聯(lián)網(wǎng)模塊及紅外發(fā)射二極管為一體的遠(yuǎn)程遙控裝置，操作裝置是基于android的應(yīng)用。文中介紹了該遠(yuǎn)程遙控的功能特點(diǎn)，給出了STM32與其他硬件連接的電路與編程設(shè)計(jì)方法。

【關(guān)鍵詞】智能化；遠(yuǎn)程遙控器

中圖分類號(hào)： TP872 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）03-0225-002

Design and Implementation of Intelligent Remote Control

LIU Ci-en SHI Dao-sheng WANG Cheng

（School of Electronic Information Engineering， Suzhou Vocational University， Suzhou， Jiangsu 215100， China）

【Abstract】As an important function of intelligent home， remote control is very common in daily life and industrial applications. The basis of remote control is only the performance of a state to control another state in an embedded device. In a remote control， it must rely on a certain medium， such as a wired connection， a local area network， a wide area network， and the like. This article describes a remote control device that uses the STM32 as the control core， supplemented with the ESP12F networking module and infrared emission diodes. The operation device is based on the android application. This paper introduces the features of the remote control， STM32 circuit with other hardware and programming design method is given.

【Key words】Intelligent； Remote control

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。

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，并且可以通過簡單的AT指令配置TCP/IP透?jìng)?，方便二次開發(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。

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)打開空調(diào)、加濕器等一些環(huán)境電器，在打開電視機(jī)時(shí)，監(jiān)測(cè)用戶?？吹念l道，并將其碼值記錄下來，下次用戶打開電視，為其自動(dòng)打開他喜歡的節(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)遙控開關(guān)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(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無線通信，在長時(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)。

3 結(jié)語

在經(jīng)過不同方案的比較后，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)方面都沒有問題，首先是要把原來的遙控器對(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android app對(duì)電視機(jī)和空調(diào)進(jìn)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(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。未來的路還很遠(yuǎn)，我們也是在學(xué)習(xí)中去不斷的探索。