基于WiFi的电视副机遥控器设计

孙 宇，陈金鹰，袁 灿，魏万迎

（1.成都理工大学 信息科学与技术学院，四川 成都 610059；2.成都大学 电子信息工程学院，四川 成都 610106）

基于WiFi的电视副机遥控器设计

孙 宇1，陈金鹰1，袁 灿1，魏万迎2

（1.成都理工大学 信息科学与技术学院，四川 成都 610059；2.成都大学 电子信息工程学院，四川 成都 610106）

通过对WiFi无线数据通信系统的分析，探究其在广播电视频道遥控中的运用，针对电视副机不能独立选台的不足，提出了一种基于WiFi的电视副机遥控器方案。方案中手机选台控制软件发送选台控制命令，利用无线的方式传输至控制系统中的WiFi模块，控制系统对数据进行处理后通过遥控器按键拉出引线排传输至遥控器内部实现对主机频道的控制，从而使副机频道随主机的改变而改变。解决了数字电视副机不能独立选台的问题，使用户可以随时随地跨房间自由切换电视节目。

无线通信；WiFi；遥控器

据统计，我国目前城乡居民家庭拥有约5亿台电视机，日均收视时间约170min，收视人口十多亿，电视收视依然是居民获取信息和进行娱乐的主要途径之一[1]。目前，部分家庭仍使用模拟电视，为了使其与高清晰度数字电视兼容，采用数字机顶盒过渡式的方法，将接收到的数字信号转换为模拟信号[2]。由于传统的数字电视机顶盒只有接出的主电视机可以遥控选台，副机通过布线与主机相连，以达到接收主机信号的目的，但副机却失去了选台能力，给用户造成不便。为此进行了基于WiFi技术实现处于不同房间的副机同样可以进行电视电台选择的电路设计。

1 WiFi无线数据传输在数字电视中的优势

近几年，随着三网融合和物联网的快速发展，智能家庭逐渐走入人们的视野，人们对家庭设施智能化要求逐步提高，随着WiFi技术的日渐成熟，其已经应用于家庭生活中的诸多方面。在家电控制方面[3]，针对机顶盒连接的电视副机不能独立控制选台这一弊端，本文使用WiFi模块连接遥控器端口，利用手机发送数据无线传输至遥控器，远程操控选台，实现了跨房间自由控制电视频道，与传统单一遥控器相比，具有很大的优势[4]：

1）使用简单，节省成本。WiFi最主要的优势在于不需要布线，非常适合家庭用户的需要，用户无需耗费资金进行网络布线接入，从而节省了大量的成本。由于WiFi的长距离传输，解决了高速移动时数据的纠错问题、误码问题。

2）健康安全，可靠放心。WiFi代表了“无线保真”，具有完全兼容性的802.11标准IEEE802.11b子集。IEEE802.11规定的发射功率不可超过100mW，实际发射功率约60～70mW。而手机的发射功率约200mW～1W，手持式对讲机高达5W，而且无线网络不直接接触人体，辐射小，绝对安全[5]。用户在使用过程中还可对WiFi进行加密，确保了信息传输的安全性、保密性。

3）方便快捷，自由切换。通过使用WiFi模块连接遥控器端口，遥控器变成家庭中的网关设备，用户可以随意在不同房间，通过WiFi接入遥控器，调用存储在机顶盒或电视机中的节目内容，可以做到随时随地自由收看。设想一下，假如在烹饪中的空闲时间，可以不间断地收看自己喜爱的电视节目；又或是在泡澡时，边喝着美酒边观看大片，将是多么惬意的享受。

2 WiFi无线数据通信系统设计

新一代的无线网络，以无须布线和使用相对自由，建立起人们对无线局域网的全新概念[6]，其中WiFi作为无线数据传输发挥了至关重要的作用，其无须布线、高移动性、长距离工作、传输速度快、易扩展性和成本低廉等特点使得WiFi技术大量应用于生产生活中。

2.1 总体设计方案

本设计主要基于WiFi无线数据传输的优点，通过手机终端设备与单片机的数据通信实现跨房间电视遥控。以手机、WiFi接收模块、单片机和遥控器按键引线排组成控制系统，通过无线的方式实现副机、遥控器和手机终端的数据传输。手机选台控制软件发送选台控制命令信号，WiFi模块接收数据信号并传输至单片机，单片机将接收到的选台控制信号进行处理后，通过遥控器按键拉出引线排输出选台控制信号至遥控器，遥控器接收选台控制指令控制光电耦合管接通，从而使主机频道改变。此时，副机的频道也随着主机的变化而变化，从而实现了无需直接在主机处更改频道，副机可间接独立选台的目的。系统还可以实现反向通信，即在输入模块按下不同按键，可在手机上观测到按键信息，从而实现数据的双向通信。

控制系统框图如图1所示，系统包括WiFi模块起到接收选台控制指令的目的；串口模块实现对控制模块和WiFi模块之间的数据传输，并将网络数据转换成串口数据，方便单片机进行处理；控制模块以STC89C52RC单片机作为主控芯片，实现对数据的解码，传输至输出模块；输入模块输入按键信息和输出模块输出选台控制指令，通过遥控器按键引线排传输至遥控器，遥控器接收指令控制光电耦合管接通实现电视频道更改。

图1 控制系统框图

2.2 系统硬件设计

为了使用户可以随时随地自由切换电视节目。硬件电路图如图2所示，主要包括单片机晶振电路、光电耦合管控制输出端口、串口电路以及手机和遥控器终端设备。单片机控制模块采用STC89C52RC作为主控芯片，起到总体控制的作用；光电耦合管控制端口使用单片机P0口作为驱动端口，由于其输出驱动能力限制，因此增加上拉电阻实现对光电耦合管的控制；串口电路连接单片机和WiFi模块，其以MAX232为核心，实现了选台控制信号在WiFi模块与控制模块之间的传输。数码管显示模块由4位LED数码管组成，从左到右依次为前两位显示节目，后两位显示音量。

图2 硬件电路图

2.3 系统软件设计

2.3.1 控制模块软件设计

控制模块核心部分就是对串口数据的处理。本系统控制模块软件设计流程如图3所示，包括程序初始化、串口中断、数码管显示和光耦管输出。首先进行串口初始化和输出端口初始化设置，循环等待中断；当串口中断接收到WiFi模块的“节目+”、“节目-”、“音量+”和“音量-”信息时，光耦管输出不同状态下的接通状况传递给遥控器，从而改变了频道，此时LED数码管上相应的显示节目或音量的累加、递减情况。

2.3.2 手机TFQ选台控制软件设计

服务器首先通过创建套接字，并将其绑定到指定的地址和端口进行监听（本系统最多可监听3个客户端），然后等待客户端发送连接请求。作为另一方的客户端，首先创建用于连接的套接字，之后连接并向指定的地址和端口服务器发起TCP连接。服务器读取发送来的数据并发送给客户端。当服务器和客户端完成通信后，关闭套接字[7]。此控制软件设置“节目+”为发送数字1、“节目-”发送数字2、“音量+”发送数字3、“音量-”发送数字4。

图3 系统软件流程图

2.4 WiFi模块参数配置

本系统采用HLK-RM04WiFi模块作为无线发送接收设备。打开串口配置工具，进行WiFi模块的配置，设置网络名称及加密方式，修改波特率和端口号，本地IP和子网掩码，提交配置。提交配置后命令执行与回复栏里显示提交成功。此时可在PC或手机上搜索到设置的网络信号。打开串口调试工具，选择端口、波特率，打开串口。通过PC或手机连接该网络，填写设置的远端IP和远端端口号，点击连接。分别在左右两端输入栏输入发送信息，点击发送，可观测到串口与网络栏均显示所发送的信息，此时说明模块工作正常。

3 硬件连接及实测数据

3.1 硬件连接

硬件连接电路及手机控制界面如图4所示。该系统主要由三部分组成：WiFi模块、单片机控制模块、手机终端控制软件。WiFi模块通过串口与单片机控制模块相连，排线接口引线连接光耦管输出，4位LED数码管从左到右依次为前两位显示节目，后两位显示音量。

3.2 实测数据

手机控制软件输入需要控制的远端IP和端口；点击连接，信息窗口显示已经连接Server，此时单片机和手机之间建立了数据传输通道。点击“节目+”（或“节目-”）向单片机发送信息，此时单片机收到手机传送的信息并发出指令实现光电耦合管的接通，遥控器通过光耦管的接通模拟按键实现频道数加1（或减1），当再次按下“节目+”（或“节目-”）时，频道数和单片机上数码管显示的频道序号依次累加（或递减），从而改变了频道（“音量+”与“音量-”同理），达到跨房间控制选台的目的。

图4 硬件连接及手机控制界面（截图）

4 结束语

目前，WiFi无线数据传输在数字电视领域的应用已经有了初步的研究和发展。本技术在电视遥控方面起到了补充和改善的作用。其也可进一步应用于电饭煲、电冰箱和空调等多种家庭电器遥控设备中，具有广泛的现实意义和使用价值。

[1] 陈金鹰.FSO在宽带电视传输中应用分析[J].广播与电视技术，2005（10）：122-124.

[2] 李怀甫.论有线数字电视机顶盒更新设计探索[J].电视技术，2012，36（19）：86-88.

[3] 彭华，何军.WiFi技术在家庭无线网络中的应用研究[J].技术与市场，2010（5）：15-17.

[4]黄光远，杨岳彬.扩展性家庭网络通信机制的设计及实现[J].电视技术，2012，36（S1）：43-47.

[5] 盛敏，李建东，史琰.IEEE802.11无线局域网络性能分析[J].电子学报，2004（S1）：148-152

[6] 张春飞.WiFi技术的原理及未来发展趋势[EB/OL].[2013-03-03]. http：//wenku.baidu.com/view/6062390dba1aa8114431d9bd.html.

[7] RETOM.Professional Android2 Application Development[M]. [S.l]：Wiley，2010.

TV Slave Remote Control Design Based on WiFi

SUNYu1,CHENJinying1,YUANCan1,WEIWanying2
（1.College of Information Scienceand Technology,Chengdu University of Technology,Chengdu610059,China；2.School of Electronic Information Engineering,Chengdu University，Chengdu610106,China）

By analyzing wireless data communication system, its utilization in remote broadcast televi-sion channel control is researched. To solve the problem that the secondary TV machine is not able to choose channels independently, a new scheme based on WiFi is proposed. In this scheme, the control software which is implemented in a cellphone sends out the channel choosing commands, the commands are transferred to the WiFi module of control system via wireless media. After the control system processes the commands data, it transfers the data inside the remoter by the lead row which pulls out from the remote control button, realizing the control function for the main TV machine channels, thus makes the secondary TV machine change its channel with the main TV machine. This scheme solves the problem that the secondary digital television is not able to choose channels independently, and it achieves the purpose that users can change TVprograms in different room anytime.

wireless communication;WiFi; remote controller

TN761

A

��雨博

2013-05-15

【本文献信息】孙宇，陈金鹰，袁灿，等.基于WiFi的电视副机遥控器设计[J].电视技术，2014，38（2）.

四川省科技支撑项目（2012gzx0083）