如何設(shè)計(jì)智能手機(jī)可以用于電視機(jī)遙控器

隨著智能手機(jī)和電視機(jī)的普及，利用智能手機(jī)的Wi-Fi功能對(duì)電視機(jī)的遙控就成為必然。因?yàn)樵谖覈?guó)的城鎮(zhèn)人口中，基本上實(shí)現(xiàn)了人手一臺(tái)智能手機(jī)，而且，智能手機(jī)是隨身攜帶，但電視機(jī)的遙控器不是隨身攜帶，常常遇到要開電視機(jī)或換臺(tái)時(shí)找不到電視機(jī)遙控器。如果使用智能手機(jī)來(lái)遙控電視機(jī)，那么，這個(gè)問題就不存在了。

1硬件電路設(shè)計(jì)

雖然智能手機(jī)和目前大多數(shù)電視機(jī)都具有Wi-Fi，但電視機(jī)的Wi-Fi無(wú)法實(shí)現(xiàn)與智能手機(jī)的Wi—Fi鏈接，因?yàn)殡娨暀C(jī)不能額外加載Wi—Fi應(yīng)用程序，導(dǎo)致智能手機(jī)無(wú)法對(duì)電視機(jī)的Wi—Fi進(jìn)行“額外”控制。

但是，智能手機(jī)可以加載“額外”的應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)Wi—Fi控制。所以，怎樣讓電視機(jī)接收智能手機(jī)的Wi—Fi控制就是實(shí)現(xiàn)這種控制的關(guān)鍵。

目前電視機(jī)都有紅外遙控功能，利用它的這個(gè)功能，將電視機(jī)的紅外接收電路去掉，改接一個(gè)Wi—Fi接收轉(zhuǎn)TTL控制電路、而傳給電視機(jī)的控制是紅外遙控編碼信號(hào)，就實(shí)現(xiàn)了智能手機(jī)利用Wi—Fi對(duì)電視機(jī)進(jìn)行遙控。

各種電視機(jī)的紅外遙控電路雖然各有不同，但原理都是一樣的。本文以海信LED55K560X3D電視機(jī)為例進(jìn)行設(shè)計(jì)，其紅外遙控電路與電視機(jī)的接口插座定義如圖1所示。

圖1 LED55K560X3D電視機(jī)紅外遙控電路的插座接口定義

在圖1中，IR是電視機(jī)紅外遙控接收器發(fā)給電視機(jī)的紅外控制信號(hào)。GND是公共信號(hào)。STANDBY是電視機(jī)給紅外遙控接收器的電視機(jī)待機(jī)/開機(jī)信號(hào)。當(dāng)電視機(jī)處于待機(jī)時(shí)，此信號(hào)為高;當(dāng)電視機(jī)開機(jī)時(shí)，此信號(hào)為低。+5V是電視機(jī)給紅外遙控接收器提供的5V電源。其它引腳無(wú)定義。

根據(jù)圖1的信號(hào)定義，就可以構(gòu)建圖2所示電視機(jī)Wi-Fi轉(zhuǎn)TTL信號(hào)的控制電路。

圖2 Wi-Fi轉(zhuǎn)TTL信號(hào)的控制電路

圖2中，采用美國(guó)Qualcomm公司的OCA4004芯片作為主芯片來(lái)構(gòu)成這種控制電路。因?yàn)镺CA4004是一款帶有CPU、并嵌入IEEE802.11 a/b/g/n協(xié)議、支持英特網(wǎng)工作的Wi—Fi芯片，不僅外圍電路構(gòu)成簡(jiǎn)單可靠，還能嵌入二次開發(fā)的程序，而不要另外增加MCU、ROM和RAM電路。

為了保持電視機(jī)的主控電路不做改動(dòng)，與電視機(jī)紅外遙控的接口依然不變，采用原有的HX1.25—9P—L—K插座，其信號(hào)腳的定義也不做改變。原紅外遙控接收電路的待機(jī)信號(hào)STANDBY電路也按照原電路設(shè)計(jì)。在此處改變的地方是，三極管V1集電極增加了一個(gè)電阻R1，將待機(jī)信號(hào)引入OCA4004，進(jìn)行開機(jī)/待機(jī)檢測(cè)。紅外接收處理電路全部去掉，換成以QCA4004為核心的Wi—Fi收發(fā)電路。增加Wi—Fi信號(hào)處理程序，將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的紅外遙控編碼，通過(guò)三極管V2進(jìn)行電壓幅值轉(zhuǎn)換后送給電視機(jī)主控板，實(shí)現(xiàn)對(duì)電視機(jī)進(jìn)行Wi—Fi遙控。

因?yàn)槿藗兞?xí)慣了普通電視機(jī)紅外遙控器的使用，所以，智能手機(jī)的電視機(jī)遙控界面模仿電視機(jī)紅外遙控器的按鍵順序設(shè)置，使人們熟悉易用。另外，各種智能手機(jī)的分辨率不同，而應(yīng)用程序必須適應(yīng)不同智能手機(jī)的分辨率。這就要求設(shè)計(jì)時(shí)不能僅考慮一款手機(jī)顯示屏的分辨率，而要考慮各種智能手機(jī)的顯示屏。為此，在手機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)中，采取讀取手機(jī)顯示分辨率，并根據(jù)分辨率進(jìn)行界面顯示處理。

由于現(xiàn)在的LED電視機(jī)紅外遙控器按鍵多達(dá)50多個(gè)，無(wú)法在一個(gè)界面中全部顯示出來(lái)。所以，手機(jī)應(yīng)用程序在顯示界面處理中還需要進(jìn)行上下拉動(dòng)的滾屏顯示處理。

手機(jī)對(duì)Wi—Fi的控制程序可以采用C++或Java等程序編程，具體控制程序流程見圖3的程序框圖。

圖3 智能手機(jī)應(yīng)用程序流程圖

由于目前許多家庭都擁有二臺(tái)及二臺(tái)以上的電視機(jī)，所以，需要智能手機(jī)選擇具體要控制的電視機(jī)。為了對(duì)每臺(tái)電視機(jī)都能分別單獨(dú)控制，需要在智能手機(jī)中對(duì)各個(gè)電視機(jī)注冊(cè)，并按照注冊(cè)地址進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)每臺(tái)電視機(jī)的獨(dú)立控制。

電視機(jī)在智能手機(jī)中的注冊(cè)，就是智能手機(jī)通過(guò)Wi-Fi發(fā)起的引導(dǎo)所需電視機(jī)將MAC地址發(fā)給智能手機(jī)，并將該電視機(jī)的MAC地址存儲(chǔ)在智能手機(jī)中，同時(shí)，將智能手機(jī)Wi-Fi的MAC地址發(fā)給對(duì)應(yīng)的電視機(jī)，在電視機(jī)增加的Wi—Fi控制板中將智能手機(jī)的MAC地址保存在注冊(cè)地址存儲(chǔ)區(qū)的過(guò)程。完成這個(gè)過(guò)程，就使智能手機(jī)與對(duì)應(yīng)的電視機(jī)形成了Wi—Fi局域網(wǎng)的組網(wǎng)。

3 Wi-Fi轉(zhuǎn)TTL信號(hào)控制電路程序設(shè)計(jì)

Wi—Fi轉(zhuǎn)TTL信號(hào)控制電路如圖2所示。該電路中的芯片OCA4004己嵌入了Wi-Fi收發(fā)處理底層程序，所以，只要設(shè)計(jì)檢測(cè)芯片11腳（電視機(jī)待機(jī)/開機(jī)）信號(hào)，將OCA4004收到符合該電路地址的控制信號(hào)幀轉(zhuǎn)換成符合電視機(jī)紅外遙控碼的程序以及應(yīng)答智能手機(jī)的應(yīng)答幀并送OCA4004的發(fā)送緩沖器就可以了。具體程序框圖如圖4所示。

圖4 Wi—Fi轉(zhuǎn)TTL信號(hào)控制電路控制程序流程圖

由于無(wú)線信號(hào)環(huán)境的開放性，Wi—Fi信號(hào)在空中傳輸時(shí)會(huì)受到各種電磁干擾和空中傳輸衰減，造成傳輸錯(cuò)誤，導(dǎo)致控制失敗。所以，在本方案中，采用被控對(duì)象應(yīng)答是否正確執(zhí)行控制命令的方法來(lái)確保控制是否被正確執(zhí)行。具體方法是，如果智能手機(jī)收到的應(yīng)答幀不正確或規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒有收到正確應(yīng)答幀，智能手機(jī)重發(fā)該控制命令，直到收到正確應(yīng)答幀，或規(guī)定次數(shù)的發(fā)送該控制命令而沒有收到正確應(yīng)答幀（此時(shí)，智能手機(jī)給出通信故障告警）。這種方法解決了智能手機(jī)對(duì)電視機(jī)發(fā)出控制命令是否被電視機(jī)正確執(zhí)行的問題，但是，沒有解決電視機(jī)正確執(zhí)行控制命令后，應(yīng)答智能手機(jī)的應(yīng)答幀在傳輸給智能手機(jī)時(shí)受到空中干擾、造成出錯(cuò)，使智能手機(jī)不知道電視機(jī)已正確執(zhí)行該命令，而再次發(fā)送同樣的命令，使電視機(jī)出現(xiàn)不應(yīng)有的現(xiàn)象。如，按下開關(guān)鍵，電視機(jī)正確執(zhí)行控制命令，返回的應(yīng)答受干擾出錯(cuò)，導(dǎo)致智能手機(jī)重復(fù)發(fā)開/關(guān)機(jī)命令，出現(xiàn)電視機(jī)反復(fù)不斷地開/停機(jī)。

為避免上述情況的出現(xiàn)，在智能手機(jī)發(fā)給電視機(jī)的控制命令中，增加一個(gè)字節(jié)的發(fā)送次數(shù)。這樣，當(dāng)智能手機(jī)發(fā)送新控制命令時(shí)，該字節(jié)的數(shù)據(jù)為0.如果智能手機(jī)重發(fā)一次該命令，該字節(jié)就加1.以此類推，直到該字節(jié)數(shù)值達(dá)到通信故障次數(shù)。電視機(jī)收到該控制命令后，如果該字節(jié)數(shù)值為0，就執(zhí)行該命令，并置該命令標(biāo)志為1，清前一個(gè)控制命令標(biāo)志，然后發(fā)正確執(zhí)行應(yīng)答幀給智能手機(jī);如果不為0，就檢查該控制命令標(biāo)志是否為0.為0，按照上面該字節(jié)為0的流程處理;不為0，不再執(zhí)行該控制命令，而是發(fā)正確執(zhí)行應(yīng)答幀給智能手機(jī)，告訴智能手機(jī)該控制命令己執(zhí)行了，避免電視機(jī)重復(fù)執(zhí)行命令。

5結(jié)束語(yǔ)

在智能手機(jī)普及的今天，使用智能手機(jī)來(lái)控制家電的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。為了適應(yīng)這個(gè)時(shí)代的要求，我們進(jìn)行了這方面的探索研究，并通過(guò)二年多的時(shí)間使用，證實(shí)這種方法是可行和可靠的。為進(jìn)一步探索智能手機(jī)控制家中所有家電的可行性給出了借鑒，也為進(jìn)一步研發(fā)以Wi-Fi為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)智能家居提供參考。