CN103310618A - 基于Android及Arduino的家用电器控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种日常生活用品技术领域的基于Android及Arduino的家用电器控制系统，包括：基于android操作系统且设置于带有蓝牙发射器的手机内的客户端和基于Arduino开源软硬件平台的信号转换系统；信号转换系统包括：信号转换模块以及与之相连的蓝牙信号接收模块和红外信号发射模块，其中：客户端识别出用户的手势操作并通过蓝牙发射器发出对应的蓝牙信号指令至蓝牙接收模块，信号转换模块与蓝牙信号接收模块相连并根据蓝牙信号指令对应调用预设于信号转换模块内的红外信号库程序产生相应的红外信号并通过红外信号发射模块发出，实现对家用电器的红外遥控；本发明能够使得用户具有拥有更好体验，通过大幅度缩减电池和塑料的使用使得家用电器控制更加环保和人性化，达到全方位对家用电器的遥控。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种日常生活用品技术领域的装置，具体描述为一种基于Android(基于Linux的自由及开放源代码的操作系统)操作系统、Arduino(基于开放源代码的USB接口Simplei/o接口板，包括12通道数字GPIO，4通道PWM输出，6-8通道10bit ADC输入通道，并且具有使用类似Java，C语言的IDE集成开发环境)开源软硬件平台，通过手机发送蓝牙信号实现对于家用电器的控制的系统。
背景技术
如今市面上的遥控器主要有两种遥控方式：1）红外信号遥控2）蓝牙信号遥控。红外信号占据绝大部分市场，但是受限于红外信号自身的特点，红外遥控器的遥控范围有限，并且需要对准电器，一旦没有对准，控制效果就会大打折扣，这种现象在电池电量不足时尤为明显。蓝牙遥控器相比较为先进，控制范围更大，且不必对准电器，但是技术不太成熟，在市场上只占据很小的份额。同时，所有的遥控器都要更换电池，并且各电器基本都配有一个专属的遥控器。而现阶段尚无已成熟地实现蓝牙遥控红外信号电器的案例。
Android是一种基于Linux的自由及开放源代码的操作系统，主要使用于移动设备，如智能手机和平板电脑，由Google公司和开放手机联盟领导及开发。当下，社会上的主流智能手机往往搭载Android系统。而Arduino是一款开源的单片机控制器，它使用了Atmel AVR单片机，采用了基于开放源代码的软硬件平台，构建于开放源代码simple I/O接口版，并且具有使用类似Java，C语言的Processing/Wiring开发环境。利用Arduino可以高效地实现蓝牙信号到红外信号的转化。
经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN103024544，公开日2013-04-03，记载了一种电视交互系统，涉及电视机外部配套设备技术领域，包括应用系统、交互中间件和若干个外设插件，应用系统通过数据接口与交互中间件连接，交互中间件分别通过数据接口与各个外设插件连接，外设插件上电连接有若干外控设备，外设插件通过相互匹配的数据接口和数据交换协议与外控设备连接；交互中间件通过外设插件获取外控设备的数据控制信息，并将该数据控制信息传输至应用系统；交互中间件取得应用系统的反馈数据信息，并该反馈数据信息通过外设插件反馈至外控设备。但该技术只局限于特定的电视交互系统，需要专门的外设插件支持，中间件成本较高。且产品的用户体验有较大的限制，对于支持的应用程序有较高的设备要求。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于Android及Arduino的家用电器控制系统，能够使得用户具有拥有更好体验，通过大幅度缩减电池和塑料的使用使得家用电器控制更加环保和人性化，达到全方位对家用电器的遥控。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种基于Android及Arduino的家用电器控制系统，包括：基于android操作系统且设置于带有蓝牙发射器的手机内的客户端和基于Arduino开源软硬件平台的信号转换系统。
所述的信号转换系统包括：信号转换模块以及与之相连的蓝牙信号接收模块和红外信号发射模块，其中：客户端识别出用户的手势操作并通过蓝牙发射器发出对应的蓝牙信号指令至蓝牙接收模块，信号转换模块与蓝牙信号接收模块相连并根据蓝牙信号指令对应调用预设于信号转换模块内的红外信号库程序产生相应的红外信号并通过红外信号发射模块发出，实现对家用电器的红外遥控。
所述的信号转换模块包括：信息采集单元、信息解析与转换单元以及信息发射单元，其中：信息采集单元与蓝牙信号接收模块相连并传输蓝牙指令信息，信息解析与转换单元将对应的红外信号传输至信息发射单元；信息发射单元通过红外信号发射器以红外信号方式输出指令。
本发明涉及上述系统的控制方法，包括以下步骤：
1）通过示波器、信号解析仪等红外信号接收系统将已有的遥控器信号获取、记录并整合，构建生成红外信号数据库；
2）将基于Android4.0.3平台的客户端设置于带有蓝牙发射器的手机内；
3）将信号转换系统置于家用电器所在位置范围内；
4）当用户控制客户端时，手机将发出按键对应的蓝牙信号至信号转换系统，信号转换系统的蓝牙信号接收模块接收到的蓝牙信号，通过信息解析与转换单元处理转换为对应的红外信号；转换后的红外发射信号通过信息发射单元的红外信号发射端口将红外信号发射出，被家用电器接收。
技术效果
与现有技术相比，本发明大幅度减少了传统遥控器及电池使用量，避免干电池使用所带来的环境问题；由于采用蓝牙技术，手机遥控器无需对准电器，使用更加方便；所有电器遥控器集于一部手机上，避免更换遥控器，提升用户体验；转换成本较低，存在工业化发展潜力。
附图说明
图1为本发明原理描述图。
图2为信号转换模块工作流程图。
图3为蓝牙信号接收模块示意图。
图4为红外信号发射模块示意图。
图5为信号转换过程程序流图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，为本发明工作原理图，它用于阐述本发明的基本工作机理。手机端应用程序发送蓝牙信号至信号转换器，信号转换器将转换后的红外信号发送至家用电器。对于信号转换器，其包括蓝牙信号接受器，并将接收到的信号传递至中央芯片，中央芯片将转换后的红外信号通过红外发射器发射，具体如下：
家用电器使用的主流遥控技术是红外（IR）遥控，由红外遥控器发出代表特定代码的红外脉冲，这些代码对应制定的按键指令，如开关机、改变音量等。
一般家用的红外遥控器的遥控方向存在约束，但蓝牙信号的发射可以实现全角度覆盖，而手机可以完成对不同家用电器遥控代码的整合，本装置可以通过智能手机的便利，实现对不同家用电器的控制，利用Arduino操作平台实现蓝牙信号与红外信号的转换，实现更贴心、人性化的用户体验。
本实施例提供一种基于Android及Arduino的家用电器控制系统，包括：基于android操作系统且设置于带有蓝牙发射器的手机内的客户端和基于Arduino开源软硬件平台的信号转换系统；
所述的信号转换系统包括：信号转换模块以及与之相连的蓝牙信号接收模块和红外信号发射模块，其中：客户端识别出用户的手势操作并通过蓝牙发射器发出对应的蓝牙信号指令至蓝牙接收模块，信号转换模块与蓝牙信号接收模块相连并根据蓝牙信号指令对应调用预设于信号转换模块内的红外信号库程序产生相应的红外信号并通过红外信号发射模块发出，实现对家用电器的红外遥控。
所述的信号转换模块包括：信息采集单元、信息解析与转换单元以及信息发射单元，其中：信息采集单元与蓝牙信号接收模块相连并传输蓝牙指令信息，信息解析与转换单元将对应的红外信号传输至信息发射单元；信息发射单元通过红外信号发射器以红外信号方式输出指令。
所述的信号转换模块内设有电源模块，该电源模块的输入为家用电压的220V，输出为工作电压5V。
所述的蓝牙信号接收模块读取接收到的蓝牙信号并输出至信号转换模块进行解析，通过信息解析与转换单元实现蓝牙信号的处理和红外信号转化。
所述的信息解析与转换单元采用的库函数用于声明并定义所需的红外信号的接收及发送设置函数。
所述的客户端基于Android4.0.3平台并用于发射遥控信息的蓝牙信号指令，该客户端内设有蓝牙信号数据库用于记录整合已有的遥控器信号，以便通过应用客户端发送正确指令。
如图2所示，为信号转换模块流程图，该模块中的信息解析与转换单元，即ATmega中央芯片的端口与蓝牙、红外元器件相连接并传输蓝牙及红外信息；蓝牙信号信息传递至ATmega中央芯片，其中写入的基于Arduino控制平台的蓝牙红外信号转换程序，将蓝牙信号转换为相对应的红外信号代码；所述红外信号通过IR_RECEIVE及IR_SEND端口传输至红外发射模块。其中红外接收器用于信号数据的收集与测量，通过IR_IN端口与中央芯片相连。
如图3所示，为蓝牙接收模块，该模块中的RT_TX端口与中央芯片相连接并传输蓝牙信息；外置电路中蓝牙接收模块中的蓝牙芯片接收手机发出的蓝牙信号，此信号信息通过UART_TX与UART_RX接口将信号传递至转换模块；同时与蓝牙芯片PIO1接口相连的LED灯供电亮起；VDD接于3.3V的VCC接口，GND与地线相接。
如图4所示，为红外发射模块，该模块中的信号输出端与中央芯片相连接并传输红外信号；IR_OUT端口与NCHANNELSMD相连，提供红外的输入信号，同时将GND接地与之相连。SMD MOS管另一端与红外发射LED灯相连，为保证电压，串联R2电阻（100欧姆），将其通过UNREG连接至供电处。如图5所示，为信号转换程序程序流图。改程序始终循环接收蓝牙信号信息，当该信息接收成功且被识别后，即调用IRremote函数将对应的红外信号编译产生，通过IRsend函数将对应的红外波段记录并发射。其中对于IRremote主要分为三个部分，声明信号类型的IRremote.h，定义信号类型的IRremote.cpp（同时生成信号发射方法），定义特殊信号类型的IRremoteInt.h提供特殊的信号类型声明。
Claims (6)
1.一种基于Android及Arduino的家用电器控制系统，其特征在于，包括：基于android操作系统且设置于带有蓝牙发射器的手机内的客户端和基于Arduino开源软硬件平台的信号转换系统；
所述的信号转换系统包括：信号转换模块以及与之相连的蓝牙信号接收模块和红外信号发射模块，其中：客户端识别出用户的手势操作并通过蓝牙发射器发出对应的蓝牙信号指令至蓝牙接收模块，信号转换模块与蓝牙信号接收模块相连并根据蓝牙信号指令对应调用预设于信号转换模块内的红外信号库程序产生相应的红外信号并通过红外信号发射模块发出，实现对家用电器的红外遥控。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的信号转换模块包括：信息采集单元、信息解析与转换单元以及信息发射单元，其中：信息采集单元与蓝牙信号接收模块相连并传输蓝牙指令信息，信息解析与转换单元将对应的红外信号传输至信息发射单元；信息发射单元通过红外信号发射器以红外信号方式输出指令。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征是，所述的信号转换模块内设有电源模块，该电源模块的输入为家用电压的220V，输出为工作电压5V。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的蓝牙信号接收模块读取接收到的蓝牙信号并输出至信号转换模块进行解析，通过信息解析与转换单元实现蓝牙信号的处理和红外信号转化。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征是，所述的信息解析与转换单元采用的库函数用于声明并定义所需的红外信号的接收及发送设置函数。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的客户端基于Android4.0.3平台并用于发射遥控信息的蓝牙信号指令，该客户端内设有蓝牙信号数据库用于记录整合已有的遥控器信号，以便通过应用客户端发送正确指令。
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2013
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