Wi-Fi 红外复制器：远程控制家电设备

元器件与物料清单

	Particle Photon	×	1
	Adafruit 红外接收二极管	×	1
	Adafruit 红外 LED - 950nm	×	1
	Arduino UNO	×	1
	Teensy 3.1	×	1
	Microchip ATmega328	×	1
	Microchip ATtiny85	×	1
	Espressif ESP8266 ESP-01	×	1
	Bluz DK	×	1
	RedBear Duo	×	1

应用与在线服务

项目详解

不久前，我着手解码红外空调遥控器，旨在通过 Wi-Fi 实现空调远程控制。过程中学到大量知识，特分享给大家（也是留给未来的自己）。本项目使用 Particle Photon，但因采用 Ken Shirriff 的 IRremote Arduino 库，支持众多其他 MCU，您可自行选择。库官方页面见此，含大量红外信号工作原理的深度解析，建议细读。下文复现关键要点。

红外编码基础知识

以下为原作者帖子转录：

红外遥控器通过特定模式开关 LED 发射信号。为防阳光、灯光等红外源干扰，LED 并非持续发光，而是以调制频率（通常 36、38 或 40 kHz）快速开关。调制信号发射期称为“标记”，LED 熄灭期称为“空间”。

遥控器每个按键对应特定编码（通常 12-32 位），按下时广播该编码。长按时通常重复广播；NEC 协议长按发送特殊重复码而非重复原码；Philips RC5/RC6 协议则在码中翻转一位，接收端以此判断二次按下。

接收端红外探测器解调信号，输出逻辑电平指示是否接收到信号。探测器频率与发射端匹配时效果最佳，但实际中频率微差影响不大。

准备好进入下一步了……

搭建红外接收电路

解码红外信号需要红外接收二极管：

按库说明搭建接收电路：

引脚定义：

我的面包板实物图：

现阶段只需连接接收二极管（黑色），暂忽略发射管（透明），稍后处理。

解码红外信号

项目通过串口输出接收码，需将设备连接电脑。用 USB 线给 Photon 供电并连接电脑 USB 口。现在刷入附件固件。

打开控制台/终端，用 Particle CLI 监控 USB 口。Ubuntu Linux 下监控 Photon 串口命令：

$ sudo chmod 666 /dev/ttyACM0
$ particle serial monitor

不同电脑/系统端口名可能不同，chmod 可能不需要。也可用其他软件接收 USB 串口数据。

将待解码遥控器对准接收二极管（黑色 LED 状元件）按键，观察控制台输出。正常会得到类似输出：

1FEA05F 29168950,8500,4050,500,1500,550,500,550,450,550,500,500,1550,500,500,550,500,500,500,550,500,500,500,550,450,550,500,550,1500,500,500,550,500,500,500,550,500,500,550,500,1500,550,1500,550,450,550,1500,550,500,500,1500,550,500,550,450,550,500,500,500,550,END
3,3,2,0,1,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,END

• 第一行（1FEA05F）和第三行：暂忽略
• 第二行：遥控器发送的红外指令脉冲序列

首个解码红外指令分析

关注第二行脉冲序列：

29168950,8500,4050,500,1500,550,500,550,450,550,500,500,1550,500,500,550,500,500,500,550,500,500,500,550,450,550,500,550,1500,500,500,550,500,500,500,550,500,500,550,500,1500,550,1500,550,450,550,1500,550,500,500,1500,550,500,550,450,550,500,500,500,550,END

首值 29168950 为“首个标记前的空隙时长”，库文档说明此为测试间隔或按键耗时，可丢弃。真正构成红外指令的是后续脉冲宽度（微秒）。

若要发送该指令，代码示例：

function sendIt() {
  unsigned int ircommand[59]={8550,4000,550,1500,550,450,550,500,500,550,500,1550,500,500,500,500,550,500,500,500,550,500,500,500,550,500,500,1500,550,500,500,500,550,500,500,500,550,450,550,1500,550,1500,550,500,500,1500,550,500,550,1500,500,500,550,500,500,500,550,450,550};
  irsend.sendRaw(ircommand,59,38);
}

发送前需搭建发射电路，下文详述。

搭建红外发射电路

最简电路如下：

该电路射程不足 1 米。若条件允许，建议搭建下述增强版电路（射程约 10 米）：

我的发射端实物图：

测试红外发射电路

固件内置两个控制三星电视音量的函数，供测试发射电路是否工作。将发射 LED 对准电视，调用 sendSamsungVolumeUp() 和 sendSamsungVolumeDown()。

提示：手机摄像头可查看红外 LED 是否发光（红外在手机屏幕可见）。

让红外指令更易读

将 ~500µs 编为 0、~1500µs 编为 1、>5000µs 编为 3、~4000µs 编为 2（人为约定），上述指令转为：

3,3,2,0,1,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,END

编码含义：

• 3 = 8500 µs 脉冲
• 2 = 4000 µs 脉冲
• 1 = 1500 µs 脉冲
• 0 = 500 µs 脉冲

为何数字化编码？便于可视化对比不同指令间脉冲的变化与不变模式。例如对比空调遥控器设定 18℃ 与 19℃ 的指令差异，0/1 序列一目了然。固件存储也采用此格式，发射前调用 convertToPulseDuration() 还原脉冲宽度。

参考阅读资源

• 逆向工程空调红外遥控协议
• Arduino IRremote 库配合任意遥控器使用
• Particle 社区相关讨论帖
• 空调遥控器红外协议解析
• Adafruit 相关博客

结语

只要投入精力，配备一款 MCU 与少量元件，即可解码并复刻家中大多数遥控器。虽有局限，但已能实现从手机、平板、笔记本、电脑控制这些设备，甚至创建简单自动化。酷不酷？

接下来可考虑接入 Blynk、用 Ionic Framework 开发 App、对接 Google Assistant 或 Alexa、或通过 Porter 控制。

我计划将此知识应用于家中几台设备控制，并争取产出更多实战笔记。持续关注！

2018 年 2 月 5 日更新：

这是一个项目实现案例：通过互联网控制红外壁炉。

需要帮助？

若项目需专业协助，欢迎邮件联系：gusgonnet@gmail.com。谢谢！

代码

infraredReplicator

源代码：https://github.com/gusgonnet/infraredReplicator

原理图