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消費(fèi)電子求突破:智能手機(jī)用作電視機(jī)遙控器設(shè)計(jì)

發(fā)布時(shí)間:2015-03-15 責(zé)任編輯:echolady

【導(dǎo)讀】智能手機(jī)的普及不僅僅給大家?guī)砀嗟耐ㄓ嵄憷?,利用智能手機(jī)的WIFI功能對電視機(jī)進(jìn)行遙控也成為必然。同時(shí)也是因?yàn)橹悄苁謾C(jī)便于攜帶,給人們的日常生活帶來便利。

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)無法對電視機(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,就實(shí)現(xiàn)了智能手機(jī)利用Wi—Fi對電視機(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。

智能手機(jī)用作電視機(jī)遙控器設(shè)計(jì)
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。GND是公共信號。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。當(dāng)電視機(jī)處于待機(jī)時(shí),此信號為高;當(dāng)電視機(jī)開機(jī)時(shí),此信號為低。+5V是電視機(jī)給紅外遙控接收器提供的5V電源。其它引腳無定義。

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

智能手機(jī)用作電視機(jī)遙控器設(shè)計(jì)
圖2 Wi-Fi轉(zhuǎn)TTL信號的控制電路
 
圖2中,采用美國Qualcomm公司的OCA4004芯片作為主芯片來構(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,其信號腳的定義也不做改變。原紅外遙控接收電路的待機(jī)信號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)信號引入OCA4004,進(jìn)行開機(jī)/待機(jī)檢測。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信號處理程序,將控制信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的紅外遙控編碼,通過三極管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)對電視機(jī)進(jìn)行Wi—Fi遙控。

2 手機(jī)使用界面和應(yīng)用程序設(shè)計(jì)

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),無法在一個(gè)界面中全部顯示出來。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。
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手機(jī)對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。

智能手機(jī)用作電視機(jī)遙控器設(shè)計(jì)
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及二臺以上的電視機(jī),所以,需要智能手機(jī)選擇具體要控制的電視機(jī)。為了對每臺電視機(jī)都能分別單獨(dú)控制,需要在智能手機(jī)中對各個(gè)電視機(jī)注冊,并按照注冊地址進(jìn)行控制,從而實(shí)現(xiàn)每臺電視機(jī)的獨(dú)立控制。

電視機(jī)在智能手機(jī)中的注冊,就是智能手機(jī)通過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地址保存在注冊地址存儲區(qū)的過程。完成這個(gè)過程,就使智能手機(jī)與對應(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信號控制電路程序設(shè)計(jì)

Wi—Fi轉(zhuǎn)TTL信號控制電路如圖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)檢測芯片11腳(電視機(jī)待機(jī)/開機(jī))信號,將OCA4004收到符合該電路地址的控制信號幀轉(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。

智能手機(jī)用作電視機(jī)遙控器設(shè)計(jì)
圖4 Wi—Fi轉(zhuǎn)TTL信號控制電路控制程序流程圖
  
4 Wi—Fi控制抗干擾的處理

由于無線信號環(huán)境的開放性,Wi—Fi信號在空中傳輸時(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,采用被控對象應(yīng)答是否正確執(zhí)行控制命令的方法來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。

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