基于 Arduino UNO 与 ThingShield 的 SmartThings 红外网关

项目简介

利用 Arduino UNO 和 SmartThings ThingShield 构建一个红外网关，将普通红外遥控器接入 SmartThings 智能家居生态。只需极少元件，即可实现用电视遥控器控制智能灯泡、开关等设备，是探索 SmartThings 平台的绝佳入门项目。

核心硬件

ThingShield 关键信息

• 通过 Zigbee 协议连接 SmartThings Hub
• 拨码开关选择串口引脚：0,1 或 2,3（本项目用 3,2 作为 SoftwareSerial RX/TX）
• 占用 Arduino 引脚 6（内部用途）
• 板载 RGB LED 可指示状态

软件依赖

1. Ken Shirriff IRremote 库：GitHub，需按标准方式安装
2. 修改 IRremoteInt.h：将定时器改为使用引脚 9（避免与 ThingShield 串口冲突）
3. SmartThings Arduino 库：处理 Zigbee 通信与设备回调

接线指南

1. ThingShield 直接插在 Arduino UNO 顶部
2. IR 接收器：VCC→5V，GND→GND，OUT→D11
3. IR 发射 LED：阳极→D9，阴极→GND（可串联 100Ω 电阻）
4. ThingShield 拨码开关拨至 2,3 位置（使用 SoftwareSerial）

SmartThings 云端配置（三步走）

步骤 1：创建自定义设备类型

1. 登录 SmartThings IDE → My Device Types → New SmartDevice
2. 名称填 Ir Bridge（注意空格）
3. 添加属性：recStatus、buttonAStatus、buttonBStatus、buttonAHex、buttonACode、buttonBHex、buttonBCode、lastButton
4. 添加命令：record、buttonA、buttonB
5. 粘贴设备类型代码（见下方），保存并发布

步骤 2：将 ThingShield 关联到新设备类型

1. ThingShield 上电，长按 Switch 键 6 秒进入配对模式
2. SmartThings App 点击 Add Device，再短按一次 Switch 完成配对
3. IDE 中 Devices 列表找到该设备，Edit → Type 选择 Ir Bridge，Update

步骤 3：创建并发布 SmartApp

1. IDE → My SmartApps → New SmartApp，名称任意
2. 粘贴 SmartApp 代码（见下方），注意引用设备类型时用驼峰命名 device.IrBridge
3. Save → Publish → For Me

使用流程

1. 手机 App 中安装该 SmartApp，选择 IR 设备与要控制的开关
2. 进入设备详情页，点击齿轮图标
3. 点击 Record 按钮（变红），再点击欲编程的按钮（变黄）
4. 对准 IR 接收器按下遥控器对应键
5. 按钮变绿表示学习成功，Record 恢复白色
6. 此后按遥控器该键即可切换关联的智能开关

代码结构说明

Arduino 端核心逻辑

• setup()：初始化串口、IR 接收、ThingShield 通信、板载 LED
• loop()：轮询 smartthing.run() 处理云端下发；irrecv.decode() 接收红外并上报编码
• messageCallout()：解析云端下发的发射指令（含协议类型 NEC/SONY/RC5/RC6 + 码值 + 位数），调用 irsend 重发
• 支持协议：NEC、Sony、RC5、RC6、RAW
• 板载 RGB LED 指示：蓝=接收中，红=发射中，绿=成功

设备类型 解析逻辑

• parse()：收到 Arduino 上报的十六进制码，若处于学习模式则存入对应按钮属性；若匹配已存码值则触发 button.A 或 button.B 事件
• record()：切换学习模式，红/白背景指示
• buttonA()/buttonB()：学习模式下标记待编程按钮（黄色）；正常模式下发射存储码值

SmartApp 逻辑

• 订阅 button.A / button.B 事件
• 收到事件时切换对应开关状态

进阶扩展建议

• 增加更多可编程按钮（扩展设备类型属性）
• 支持更多红外协议（Panasonic、JVC 等）
• 集成温湿度传感器，复用 ThingShield 实现多功能传感节点
• 设计 3D 打印外壳，制作成品级红外网关

完整代码获取

三段代码均在下方代码区：Arduino Sketch (C++)、Device Definition、SmartApp。复制到对应 IDE 窗口即可使用。