CN104616481B

CN104616481B - 一种基于微处理器的红外线遥控信号解码方式、方法及应用

Info

Publication number: CN104616481B
Application number: CN201510066340.9A
Authority: CN
Inventors: 张春雨
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-02-09
Filing date: 2015-02-09
Publication date: 2019-05-03
Anticipated expiration: 2035-02-09
Also published as: CN104616481A; WO2016127809A1

Abstract

本发明提供的解码方式是对接收到的38KHZ红外信号进行计时处理，所述的对接收到的38KHZ红外信号进行计时处理具体是指一次收到的38KHZ红外信号累计时间达到一定时长；本发明第二个目的，即提供上述方式的具体指令方法，所述的指令方法为间隔监测法或者连续监测法中的一种；本发明所提供的方式不需要经过红外信号匹配学习，即能实现利用红外信号匹配学习实现的功能。相比于具有开关功能的蓝牙，操作更加方便，成本更低。本发明的红外线遥控器解码方式配合智能电器使用，还可以实现电器待机或关机时智能控制断电，再需要供电时打开方便，既节约能源又操作简易。

Description

一种基于微处理器的红外线遥控信号解码方式、方法及应用

技术领域

本发明涉及红外遥控信号解码技术领域，特别涉及一种不需要经过红外信号匹配学习，即可实现针对任意红外线遥控信号的解码方式，基于这种方式。

背景技术

随着社会的发展和使用的需求，红外遥控器的使用也越来越多，一方面确实给人们的生活带来了方便，但同时通过研究也发现了以下几种情况：

1.家里的遥控器越来越多，有的时候电器都已经更换了，但是遥控器都还在，最后这些遥控器扔了可惜，留着又没有什么用，别的电器也不配套。

2.越来越多的智能电器和智能家居使用红外遥控，但是这些智能家居的红外遥控器只用来实现最简单“开”和“关”功能，但是也配有遥控器，虽然成本不高，但是遥控器太多了也是麻烦。

3.还有一些智能电器和智能家居也需要使用红外遥控，也只是实现最简单的“开”和“关”功能，但是它们选择的不是另配遥控器，而是采用红外学习匹配的功能。

如专利CN200910039613，使用遥控器来控制智能插座电源的接通，但是需要先使用红外学习功能，先实现遥控器上的某个按键和插座的红外实现配对，然后才能使用遥控器的这个按键实现使用遥控器来控制插座电源的接通的功能。

虽然红外学习的匹配的操作只是第一次使用时需要，而且这个操作也不是很麻烦，但是红外学习匹配的功能还是有几个缺点，第一，但是对于小孩、老人来说是很困难的；第二，匹配完成之后需要记得匹配的是遥控器的哪一个键，如果是多人使用的话，还需要通知其他人，而且其他人也必须要记住；第三，红外学习匹配并不是一定能成功。

4.还有一类智能家电也会配有遥控器，比如像多开智能吸顶灯，每开关一次实现不同的亮度组合，或每开关一次实现不同的灯的图案组合等等。这类智能家电的红外遥控虽然不是仅仅实现简单的“开”和“关”功能，但是它们实现的也仅仅是多次“开”和“关”的功能。

以上几种情况都是生活中常见的现象，要么是一堆遥控器没什么用；要么是配的遥控器功能很简单；要么是红外匹配学习的不方便。

红外遥控器是通过发射红外线来传输数据的。红外线是一种不可见的光，利用三棱镜可以把太阳光分解出7种可见光，从左依次排列，红色在最左边，红色的左边就是红外光，它是不可见的光。红外遥控器通过内部电路产生红外线遥控信号(一个由“1”和“0”组成的“遥控码”)，再把红外线遥控信号调制到38KHZ的高频波上，利用红外发射二极管(IRLED)把红外线发射到空间中，当发射器按键按下后，即有遥控码发出，所按的键不同遥控编码也不同。

不同公司的遥控芯片，采用的遥控码格式也不一样。现有的红外遥控码格式较普遍的有两种：PWM(脉冲宽度调制)和PPM(脉冲位置调制)。两种形式编码的代表分别为NEC和PHILIPS。

PWM(脉冲宽度调制)：以发射红外载波的占空比代表“0”和“1”。为了节省能量，一般情况下，发射红外载波的时间固定，通过改变不发射载波的时间来改变占空比；PPM(脉冲位置调制)；以发射载波的位置表示“0”和“1”，从发射载波到不发射载波为“0”，从不发射载波到发射载波为“1”，其发射载波和不发射载波的时间相同，也就是每位的时间是固定的。

NEC标准：遥控载波的频率为38KHz(占空比为1:3)。当某个按键按下时，系统首先发射一个完整的全码，如果键按下超过108ms仍未松开，接下来发射的代码(连发代码)将仅由起始码(9ms)和结束码(2.5ms)组成。一个完整的全码＝引导码+用户码+用户码+数据码+数据反码。其中，引导码的高电平4.5ms，低电平4.5ms；系统码8位，数据码8位，共32位；其中前16位为用户识别码，能区别不同的红外遥控设备，防止不同机种遥控码互相干扰。后16位为8位的操作码和8位的操作反码，用于核对数据是否接收准确。接收端根据数据码做出应该执行什么动作的判断。连发代码是在持续按键时发送的码。它告知接收端，某键是在被连续地按着。

如图1，NEC标准下的红外发射码示意图：发射数据时“0”用“0.56ms高电平+0.565ms低电平＝1.125ms”表示，数据“1”用“高电平0.56ms+低电平1.69ms＝2.25ms”表示，即发射码“0”表示发射38khz的红外线0.56ms，停止发射0.565ms，发射码“1”表示发射38khz的红外线0.56ms，停止发射1.69ms。

但并不是所有的PWM(脉冲宽度调制)编码器都是如此，虽然它们的遥控全码都由“引导码+系统码+系统码(或系统码取反)+数据码+数据码取反”组成；虽然数据“0”和“1”的定义相同，但是它们的引导码高低电平的持续时间不同，系统码位数有长有短，第一个简码和全码最后一位之间的延时不同，简码的引导脉冲不同等。比如TOSHIBA的TC9012，其引导码为载波发射4.5ms，不发射4.5ms，其“0”为载波发射0.52ms，不发射0.52ms，其“1”为载波发射0.52ms，不发射1.04ms。

PHILIPS标准：载波频率为38KHz，没有简码；点按键时，控制码在“1”和“0”之间切换；若持续按键，则控制码不变。一个全码＝起始码+控制码+系统码+数据码(指令码)，如图2所示。

数据“0”用“低电平1.778ms+高电平1.778ms”表示；数据“1”用“高电平1.778ms+低电平1.778ms”表示，如图3所示。连续码重复延时114ms。

接收端通常使用红外接收器，红外接收器集成红外线的接收二极管、选频在38KHz的放大电路、解调电路，不需要任何外接元件，就能完成从红外线接收、放大、解调，把接收到的红外信号还原成红外线遥控信号。

不同的公司采用不同的芯片，不同红外编码方式，相对应的各个公司也会采用自己的解码方式。但其原理还是“读出”全码中的“数据码”，然后根据数据码做出应该执行什么动作的判断。

根据以上的分析，红外编码和解码虽然是有标准和规律可循的，在不通过红外学习匹配的前提下，针对任意红外遥控器实现红外解码还是非常困难的。

而空调不一样，各家空调厂商都是按自己的要求用CPU做遥控芯片，编码形式就有很多种。比如可能没有引导码(电视音响类都有)、校验方式取累加和(电视音响类一般取反码)等。因为空调的状态多，必须一次发送完毕，有制冷、温度、风速、自动、定时、加湿、制热等，所以编码很长，并且同一个按键，在不同状态下发送的编码不一样，找出能够解码所有红外遥控器的遥控码(即全码)的方法还是非常困难。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于微处理器的红外线遥控信号解码方式。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明所述的解码方式是对接收到的38KHZ红外信号进行计时处理，所述的对接收到的38KHZ红外信号进行计时处理具体是指一次收到的38KHZ红外信号累计时间达到一定时长；所述的累计时间，即从红外接收器接收到38KHZ的红外信号的脉冲开始计时，去除消抖时间，忽略小于0.01～0.1S的信号间断的时间间隔。

本发明提供的第二个目的，即提供上述方式的具体指令方法，所述的指令方法为间隔监测法或者连续监测法中的一种；

所述的间隔监测法包括以下步骤：

(1)首先，红外线遥控器发送红外线遥控信号；

(2)第二步，红外接收器将接收到的红外线遥控信号进行放大、检波、整形，并且输出到微处理器；

微处理器将信号进行以下处理；

(3)第三步，对微处理器收到信号进行消抖处理；

(4)第四步，对第三步处理后的信号进行时间间隔计算；

(5)第五步，微处理器对时间间隔计算结果进行判断微处理器接收到的红外信号是否结束；若是，累计时间清零；若否，执行延时间隔时间；

(6)第六步，执行延时间隔时间后进行时间累计计算；

(7)第七步，对时间累计计算值进行判断，是否达到有效时间累计值；若是，此次接收到的红外信号为一次有效命令；若否，重新进行时间间隔计算；

(8)第八步，进行时间间隔计算；

(9)第九步，对时间间隔计算值进行判断微处理器接收到的红外信号是否结束；若是，累计时间清零；若否，执行时间累积计算；

(10)第十步，执行延时间隔时间后进行时间累积计算；

(11)第十一步，对时间累计计算值进行判断，是否达到时间累计限度值；若是，累计时间清零；若否，重新进行时间间隔计算。

所述的连续监测法包括以下步骤：

(1)首先，红外线遥控器发送红外线遥控信号；

微处理器将信号进行以下处理；

(3)第三步，对微处理器收到信号进行消抖处理；

(4)第四步，对第三步处理后的信号进行时间间隔计算；

(5)第五步，微处理器对时间间隔计算结果进行判断微处理器接收到的红外信号是否结束；若是，累计时间清零；若否，执行时间累计计算；

(6)第六步，执行时间累计计算；

(8)第八步，进行时间间隔计算；

(10)第十步，进行时间累积计算；

所述的红外发送是指操作者使用任意红外遥控器按红外遥控器任意键；所述的红外接收是指采用一体化红外线接收器，将接收到的红外线遥控信号进行放大、检波、整形，并且输出让微处理器识别的TTL信号。

所述的消抖时间为：10ms；所述的有效时间累计值为2～5s；所述的时间累计限度值为人为设定的分钟级任意值。

所述的时间间隔，其计算的方法为：计算连续两个高电平之间的时间间隔；或者计算连续两个上升沿之间的时间间隔；或者计算连续两个下降沿之间的时间间隔；或者计算连续一个上升沿和一个下降沿，或者连续一个下降沿和一个上升沿之间的时间间隔。

所述的有效时间累计值为2～5s；

所述的时间累积限度值为人为设定的分钟级任意值；

间隔断监测方法中所述的时间累计计算为累计时间与延时间隔时间的和；所述的延时间隔时间为人为设定毫秒级任意值；

连续监测方法中所述的时间累计计算为累计时间与时间间隔的和。

根据上述方式、方法所述的一种应用，将该方式、方法可以作用于通过红外学习匹配实现红外遥控功能的设备或装置中，特别可以用于智能插座、智能插排、智能灯具、智能家居中。

上述的技术方案提出的外线遥控信号的解码方式是对接收到的38KHZ红外信号进行计时处理，而不是分析遥控码(即全码)的哪几位分别代表的什么含义，也不分析那几位是数据码，更不分析数据码代表的执行动作。红外发送是指操作者使用任意红外遥控器按红外遥控器任意键。红外遥控器通过内部电路产生红外线遥控信号(一个由“1”和“0”组成的“遥控码”)，再把红外线遥控信号调制到38KHZ的高频波上，利用红外发射二极管(IRLED)把红外线发射到空间中。所述的对接收到的38KHZ红外信号进行计时处理具体是指一次收到的38KHZ红外信号累计时间达到一定时长(一定时长为2～5s，优选3s，因为时间太短了可能会出现误操作，时间太长了，操作者会觉得不习惯)，就认为是一次有效的动作指令。如图4所示，红外接收和解码电路非常简单。红外接收是指采用一体化红外线接收器，将接收到的红外线遥控信号的进行放大、检波、整形，并且输出可以让微处理器识别的TTL信号，红外接收器的解码信号输出接入微处理器的I/O口。此外，电容C1用于电源去耦滤波，保证红外接收器稳定工作。

因为硬件或非门的反应速度是纳秒级的，高低电平之间的间隔也是毫秒级别的，所以任意红外遥控器的遥控码的“1”和“0”之间的时间间隔远远小于0.01～0.1S。也就是说小于0.01～0.1S的信号间断都认为是连续信号，只要接收到的38KHZ红外信号累计达3S，就认为是一次有效的指令。这样的解码方式足以满足忽略遥控码(即全码)所代表的控制指令，而根据累计时间只得出是否是一次有效的指令。消抖是指去掉遥控器刚按下时可能发生的抖动，消抖时间可设定为10ms。

运用本专利提出的红外线遥控解码方式，就可以针对任意红外遥控器实现解码，从而实现运用在如“开”、“关”、或多次开关实现不同功能的电器或智能家电控制中。

本发明的有益效果在于：

1、本发明所提供的方式不需要经过红外信号匹配学习，即能实现利用红外信号匹配学习实现的功能。相比于红外信号匹配学习，本发明操作简易，电路简单，且成本非常低，对于一个成套产品几乎可以忽略；

2、相比于具有开关功能的蓝牙，操作更加方便，成本更低；

3、本发明的红外线遥控器解码方式配合智能电器使用，还可以实现电器待机或关机时智能控制断电，再需要供电时打开方便，既节约能源又操作简易。

附图说明

图1为NEC标准下的红外发射码示意图；

图2为PHILIPS标准下的红外发射码示意图；

图3为PHILIPS标准下的数据“0”和“1”的表示示意图；

图4为本发明实施例的红外接收和解码示意图；

图5为本发明提供的连续监测法流程图；

图6为本发明提供的间隔监测法流程图；

图7为连续检测法(连续两个高电平之间的时间监测法)的时间累计计算示意图；

图8为间隔检测法(连续两个高电平之间的时间监测法)的时间累计计算示意图；

图9为本实施例中一次时间大于有效时间累计值，但小于时间累计限度值的红外信号处理示意图；

图10为本实施例一次时间大于有效时间累计值，并大于时间累计限度值的红外信号处理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

实施例1

参考附图5、附图7与附图9，一种基于微处理器的红外线遥控信号解码方法，所述的连续监测法包括以下步骤：

(1)首先，红外线遥控器发送红外线遥控信号；

微处理器将信号进行以下处理；

(3)第三步，对微处理器收到信号进行10ms消抖处理；

(4)第四步，对第三步处理后的信号进行时间间隔计算；

(5)第五步，微处理器对时间间隔计算结果进行判断微处理器接收到的红外信号是否大于0.01～0.1s；若是，累计时间清零；若否，执行时间累计计算；

(6)第六步，执进行时间累计计算，所述的时间累计计算为累计时间与时间间隔的和；所述的累计时间，即从红外接收器接收到38KHZ的红外信号的脉冲开始计时，去除10ms的消抖时间，忽略小于0.01～0.1s的信号间断的时间间隔；

(7)第七步，对时间累计计算值进行判断，是否达到有效时间累计值，设定有效时间累计值为3s；若是，此次接收到的红外信号为一次有效命令；若否，重新进行时间间隔计算，所述的时间间隔计算采用连续两个高电平之间的时间间隔；

(8)第八步，进行时间间隔计算；

(9)第九步，对时间间隔计算值进行判断微处理器接收到的红外信号是否结束；若是，累计时间清零；若否，执行时间累积计算，所述的时间累计计算为累计时间与时间间隔的和；

(10)第十步，进行时间累积计算；

(11)第十一步，对时间累计计算值进行判断，是否达到时间累计限度值，所述的时间累积限度值为10min；若是，累计时间清零；若否，重新进行时间间隔计算。

实施例2

参考附图5、附图8与附图10，一种基于微处理器的红外线遥控信号解码方法，所述的间隔监测法包括以下步骤：

(1)首先，红外线遥控器发送红外线遥控信号；

微处理器将信号进行以下处理；

(3)第三步，对微处理器收到信号进行10ms消抖处理；

(4)第四步，对第三步处理后的信号进行时间间隔计算；

(5)第五步，微处理器对时间间隔计算结果进行判断微处理器接收到的红外信号是否结束；若是，累计时间清零；若否，执行延时间隔时间，所述的延迟间隔时间为10ms；

(6)第六步，执行延时间隔时间后进行时间累计计算；

(7)第七步，对时间累计计算值进行判断，是否达到有效时间累计值，所述的时间累计计算为累计时间与时间间隔的和，即累计时间+10ms；若是，此次接收到的红外信号为一次有效命令；若否，重新进行时间间隔计算，所述的时间间隔，其计算的方法为：计算连续两个高电平之间的时间间隔；

(8)第八步，进行时间间隔计算；

(9)第九步，对时间间隔计算值进行判断微处理器接收到的红外信号是否结束；若是，累计清零；若否，执行时间累积计算，所述的时间累计计算为累计时间与时间间隔的和，即累计时间+10ms；；

(10)第十步，执行延时间隔时间后进行时间累积计算；

(11)第十一步，对时间累计计算值进行判断，是否达到时间累限度计值，所述的时间累积限度值为10min；若是，累计时间清零；若否，重新进行时间间隔计算。

Claims

1.一种基于微处理器的红外线遥控信号解码方式，其特征在于：是对接收

到的 38KHZ 红外信号进行计时处理，所述的对接收到的 38KHZ 红外信号进行计

时处理具体是指一次收到的 38KHZ 红外信号累计时间达到一定时长；所述的累

计时间，即从红外接收器接收到 38KHZ 的红外信号的脉冲开始计时，去除消抖

时间，忽略小于 0.01～0.1S 的信号间断的时间间隔，具体指令方法为间隔监测

法或者连续监测法中的一种；

所述的间隔监测法包括以下步骤：

（1）首先，红外线遥控器发送红外线遥控信号；

（2）第二步，红外接收器将接收到的红外线遥控信号进行放大、检波、整

形，并且输出到微处理器；

微处理器将信号进行以下处理；

（3）第三步，对微处理器收到信号进行消抖处理；

（4）第四步，对第三步处理后的信号进行时间间隔计算；

（5）第五步，微处理器对时间间隔计算结果进行判断微处理器接收到的红

外信号是否结束；若是，累计时间清零；若否，执行延时间隔时间；

（6）第六步，执行延时间隔时间后进行时间累计计算；

（7）第七步，对时间累计计算值进行判断，是否达到有效时间累计值；若

是，此次接收到的红外信号为一次有效命令；若否，重新进行时间间隔计算；

（8）第八步，进行时间间隔计算；

（9）第九步，对时间间隔计算值进行判断微处理器接收到的红外信号是否

结束；若是，累计时间清零；若否，执行时间累计计算；

（10）第十步，执行延时间隔时间后进行时间累计计算；

（11）第十一步，对时间累计计算值进行判断，是否达到时间累计限度值；

若是，累计时间清零；若否，重新进行时间间隔计算；

所述的连续监测法包括以下步骤：

（1）首先，红外线遥控器发送红外线遥控信号；

形，并且输出到微处理器；

微处理器将信号进行以下处理；

（3）第三步，对微处理器收到信号进行消抖处理；

（4）第四步，对第三步处理后的信号进行时间间隔计算；

外信号是否结束；若是，累计时间清零；若否，执行时间累计计算；

（6）第六步，执行时间累计计算；

（8）第八步，进行时间间隔计算；

结束；若是，累计时间清零；若否，执行时间累计计算；

（10）第十步，进行时间累计计算；

若是，累计时间清零；若否，重新进行时间间隔计算；

所述的时间间隔，其计算的方法为：计算连续两个高电平之间的时间间隔；

或者计算连续两个上升沿之间的时间间隔；或者计算连续两个下降沿之间的时

间间隔；或者计算连续一个上升沿和一个下降沿，或者连续一个下降沿和一个

上升沿之间的时间间隔。

2.根据权利要求 1 所述的一种基于微处理器的红外线遥控信号解码方式，

其特征在于：所述的红外发送是指操作者使用任意红外遥控器按红外遥控器任

意键；所述的红外接收是指采用一体化红外线接收器，将接收到的红外线遥控

信号进行放大、检波、整形，并且输出让微处理器识别的 TTL 信号。

3.根据权利要求 1 所述的一种基于微处理器的红外线遥控信号解码方式，

其特征在于：所述的消抖时间为：10ms；所述的有效时间累计值为 2~5s；所述

的时间累计限度值为人为设定的分钟级任意值。