智能远程遥控器的设计与实现

刘赐恩 石道胜 王 成

（苏州市职业大学电子信息工程学院，江苏 苏州 215100）

1　系统描述

本文研究的智能远程遥控器的结构框图如图1所示。STM32F103R8T6作为控制核心，主设备由锂电池供电，经ASM1117稳压后连接到STM32的电源上。该远程遥控器主要应用于家居环境，主要控制具有红外接收功能的设备。四路红外发射二极管与STM32具有PWM输出功能的IO口相连，然后由STM32的IO输出38KHz的载波信号给红发射二极管，遵循红外NEC协议，NEC协议如图2所示，一帧信号首先是由9ms的载波和4.5ms的空闲作为引导码开始，然后紧跟的是4段信息，分别是用户码、用户反码、键值码和键值反码，数字逻辑“0”是560us的载波+560us的空闲组成，数字逻辑“1”是560us的载波+1.68ms的空闲组成。在使用时，对于特定的功能需求，输出特定的编码信号。最终达到红外控制的目的。

图1　系统结构框图

在控编码输出之前，首先要知道红外编码信息。VS1838B是红外接收一体头，其频率是37.90KHz,它能够将红外光信息转换为数字信息，然后利用STM32对数字信息进行输入捕获，同样是遵循红外NEC协议，最终将红外编码转换为数字信息存储到STM32的内部Flash里面，即对红外信息进行解码。

远程控制的硬件支持是安信可的 wifi模块ESP12F,它结构小巧，功耗低，并且可以通过简单的AT指令配置TCP/IP透传，方便二次开发，接入云端服务。实现远程控制的原理是硬件通过ESP12F连接到固定IP的服务器，在操控段（android app）建立一个socket连接，也是连接到同一个服务器，服务器作为信息提供中转，这样就能达到远程控制的功能。如图3所示。

图2　红外遥控NEC协议

图3　远程遥控的实现

2　系统特点

本文研究的温度采集系统有几个突出的特点：（1）结构简单，（2）智能远程控制，（3）扩展性强。作为一个辅助遥控装置，在红外遥控和普通的远程遥控上，本系统都能满足需求。

在结构设计上，采用锂电池的供电方式是为了方便移动，但是也可以采用Mirso USB接头供电，这样就更加简化了结构，这是一个主控芯片，4个红外发射管（对准4个方向，无死角遥控），一个红外一体接收头和一个ESP12F的wifi芯片，这几个硬件组合在一起的结构还是非常的简单的。

我们在android端加入一些条件监测，例如监测手机的wifi信息，当接入家庭的网络时，自动打开空调、加湿器等一些环境电器，在打开电视机时，监测用户常看的频道，并将其码值记录下来，下次用户打开电视，为其自动打开他喜欢的节目。实现一个小小的自动化和智能化。

本系统还有一大特点是扩展性强，主控芯片STM32F103R8T6是一款功能强大的MCU,所以它的功能有着很强的扩展性。例如利用一个引脚加一路继电器就能组成一个遥控开关大功率电器，控制一些没有红外接收的电器或者大功率的电器。STM32F103R8T6自带两路硬件SPI,也可以连接一个OLED屏，加一个温湿度传感器，就可以实时监测环境温度。安信可的WIFI模块是2.4G无线通信，在长时间连接中可能出现通信中断的可能，所以在硬件电路上，也可以加上一个ENC28J60网口通信芯片，这样就可以使用网线把本系统接入互联网。

图4　PCB打样及实物测试

3　结语

在经过不同方案的比较后，我们为本系统设计了PCB,并且打样出来进行测试。如图4所示。

本系统作为一款远程遥控辅助设备，在日常使用中是完全可以胜任家庭红外遥控的控制中心。在最为常用的控制电视机和空调方面都没有问题，首先是要把原来的遥控器对准本设备，让本设备进行解码并学习其码值，然后就可以通过android app对电视机和空调进行控制了，使用起来也是非常的方便。智能家居的概念早在几年前就已经是一个热词了，随着物联网技术的发展，智能家居也被再次推上了风尖浪口，何为智能家居，就本文而言，遥控家居不是智能家居，智能是非人为的操作，所以达到远程遥控，但并非智能遥控，我们只是结合硬件，在数据上做一些判断，这样的远程控制，无论是伪智能还是真智能，这只是利用大数据对智能化控制的一个小小的尝试。未来的路还很远，我们也是在学习中去不断的探索。