怎样用安卓智能手机做红外万能遥控器
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用安卓智能手机做红外万能遥控器
摘要：
本课题旨在利用现已成熟的且功能十分强大的安卓智能手机操作系统为软件基础，配合一种合适各种手机的外接硬件模块，通过将手机耳机接口输出的高低电压信息在外接模块内转化为红外线输出，达到能遥控各种以红外遥控器控制的家用电器。
本课题的创新点有如下两点。其一是将各个红外遥控器的功能集合在一部智能手机上的集合性。其二是利用了耳机接口输出的音频电压信号进行信息的传输，保证软硬件的高度适应性。
关键词：
智能手机万能遥控器红外遥控器耳机接口
绪论
课题由来
遥控控制的家用电器越来越多，家里各种各样的遥控器也越来越多，日常存放、寻找和使用都很不方便。要是一个老型号的家电的遥控器丢了，配都配不到。
手机是现在人们最常使用的一种手持式的通讯设备，大家都已经习惯随身携带手机和把手机经常放在身边。所以，很多人都希望手机也可以当家用电器的遥控器使用。
现在，智能手机的软硬件已经十分强大，大尺寸的触摸屏可以设计成各种键盘布局的控制器。只要有合适的软件，配合小的附件，智能手机都可以当作家用电器的万能遥控器来使用。
众所周知，任何红外线的信号都是可以由一串二进制编码翻译表达出来的，而任何一段由手机耳机接口输出的音频电压信号都可以传递出一串含有二进制编码信息，只要根据一定的规则，配合合适的硬件模块，就可以将手机耳机插口输出的音频电压信号转化为红外遥控器的红外线发射出来。
本课题旨在通过智能手机的软件支持，配合一个外接硬件红外发射模块，通过将手机耳机接口输出的高低电压信息在外接模块内转化为红外线输出，达到各种电器遥控器合为一体的目的，力求为使用者带来方便。
研究背景
微软的Windows Mobile、谷歌的Android和苹果的iOS等手机操作系统都有成熟的软件开发平台，个人和第三方组织为智能手机开发专门的应用软件是一门成熟的技术。
目前市面上已经存在的能达到类似功能的万能遥控器主要有以下几类，下面对主要几种类型进行分析，并与本课题进行优劣比较。
1)学习试的万能电视遥控器。图（1）
这种遥控器能够达到学习已有遥控器发出的红外编码，储存在自身内部并映射在固定实体面板的每个按键上。它最大的不足之处是，只能有一种固定的面板，操控一个电视或家电。如果要更换操纵对象，就必须对每个按键所对应的红外编码再一次进行学习与记录。与本课题相比，此类学习试的万能电视遥控器没有高度集合性。
2) 安卓手机平台上的遥控类应用。图（2）
这类应用大多是利用wifi 无线网络传输出控制信息，对一些能被接入互联网或局域网的高级电子设备达到遥控目的。这里所说的遥控与本课题所涉及的红外遥控有明显不同。红外遥控的对象设备更加低端，普遍。
课题创新点
现代生活中，家用电器越来越多，所对应的遥控器也越来越多。数量众多遥控器的存放和维修给用户带来巨大不便。这些普通遥控器遥控对象单一，是它们最大的缺点。本课题创新点之一就是将遥控各种家用电器的遥控器们集合起来，利用它们都是利用发射红外线进行遥控的共同特点，将功能集合在一部智能手机上。这种高度集合、统一的特征是本项目的优势。
本课题的创新点之二是它利用的是智能手机的耳机接口输出的音频电压信号传出控制外接模块发射红外线遥控信号的电压信息。利用耳机接口的巨大优势是，相比于各种手机图(1):学习试的万能
电视遥控器
图(2):基于互联网的
其他安卓平台遥控应
不同型号的USB接口,耳机接口可以使外接模块适合各种安卓系统智能手机，并且巧妙利用了音频电压信号这种信息载体，通过耳机口输出的音频电压信号，对外接模块发射红外遥控信号进行控制。
研究成果
硬件部分
为了实现用红外线遥控家用电器的目的，需要在现有的智能手机以外加入一个硬件模块，以实现发射红外控制电器的目的。一下所述的就是一种将手机耳机接口输出的含有高低电压信息的信号转化为红外线信号发射出来的硬件模块。
通常来说，一部智能手机有两种接口可以进行信息的输出：USB接口，耳机接口。考虑到由于品牌与信号不通，各种手机的USB接口型号都不尽相同，比如苹果手机的USB接口就是很扁的长条形的30-pin接口，而三星手机的则要更短。如果采用USB接口作为控制本课题硬件部分的输出接口，那么要适应各种各样的接口难度极大。
按照同样的思路，耳机音频接口是绝大部分，甚至可以说是全部智能手机都有的接口。如果采用耳机接口输出控制信号，那么就可以有极好的适应性。因此，本课题选择采用耳机音频接口输出信息控制红外发射硬件部分。
本课题硬件部分的输入端直接连在智能手机或任何手持智能设备的音频输出插座上，一般情况下就是简单地插在智能手机或任何手持智能设备的耳机插座上。它的输出就是符合一定编码规则和标准的红外遥控信号。
本课题中的一种耳机接口输出的电压信号驱动的红外遥控发射器是主要由1个整流电路、1个RC积分电路和1个比较器组成信号转换器。在输入的电压信号的幅值超过参考电压Vb一定程度的情况下，该信号转换器先通过整流和RC积分把得到的高音频电压信号
转换整形成一个电压为Va大于Vb的方波信号，再经过比较器的放大作用，比较器输出一个可以驱动红外发光二极管的方波信号。在输入的音频电压信号很低，幅值远低于参考电压Vb的情况下，该信号转换器通过整流和RC积分无法得到一个电压Va比Vb大的方波信号，比较器输出的是一个无法驱动红外发光二极管低电平信号。这样，当输入的是符合一定编码规则的时高时低的电压信号时，输出的就是符合该编码规则的红外遥控方波信号。
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
图(1)是音频电压信号处理的流程，说明符合一定编码规则的时高时低的电压信号转换成符合该编码规则的红外遥控方波信号的过程。
图(2)是音频电压信号驱动的红外遥控信号发射器的原理图，图中选择全桥整流电路来具体实现权利要求中提到的整流电路的功能，使整个信号转换器的灵敏度和稳定性更好。Vb是比较器的反相输入点上的参考电压，Va是输入的音频电压信号经过全桥整流和RC积分后的信号的电压。当Va 大于 Vb时，比较器的输出是高电平，红外发光二极管发出红外线信号。当Va 小于 Vb时，比较器的输出是低电平，红外发光二极管没有红外线输出。
图(3) 是用低电压双路比较器LM393的一路的音频电压信号驱动的红外遥控信号发射器的实施例。整个发射器的供电电压Vcc是3V。R23是千欧数量级的电阻，R22的数量级是几十千欧的，Vb大约为100 毫伏。C21是几百到几千pf数量级的陶瓷电容，R21是兆欧数量级的电阻，两者组成的RC积分电路把输入的强音频电压信号转换成电压Va大于150 毫伏的电压信号。在Va 大于 Vb时，LM393的输出成高阻状态，供电电压Vcc经过限流电阻R24和R25使红外发光二极管D2发出红外线。
图(1)：音频电压信号处理的流程
图(2)：音频电压信号驱动的红外遥控信号发射器的原理图
图(3)：用低电压双路比较器LM393的一路的音频电压信号驱动
的红外遥控信号发射器的实施例
软件部分
软件部分使用智能手机安卓操作系统作为平台，在其基础上编写相应软件，来操纵红外发射模块。
安卓平台的应用，由eclipse编译器，java语言，配合附加在eclipse中的android sdk进行编写。
本软件部分所实现的功能是：
1)遥控器面板的选择以及绘制。
2)遥控器面板上的按键与对应要发出的红外遥控信号所对应的控制音频信号之间的触
发关系对应。
3)音频电压信号从耳机接口的输出。
软、硬件的配合
在初始化阶段，程序在绘制触屏界面的同时，要把手机的输出音量调大到最大输出音量的4/5以上，然后发出一个出现几百毫秒的连续音频电压信号，给红外遥控信号发射器预热和电容充电。在触屏上的一个按钮被按下以后，要再次检查和调整手机的输出音量到最大输出音量的4/5以上，然后播放按对应规律时断时续的音频电压信号。这个有规律的音频电压信号可以是标准的，频率在音频范围内的正弦信号。在程序退出之前，还要把要把手机的输出音量调小到最大输出音量的2/5附近。
图是该手机遥控程序的框图。
图：运行总流程图
理想运营模式
本课题提供了一种用智能手机作为红外遥控器，对各种家用电器进行遥控的可行实施方案。设想中的理想的模式如下：各智能手机用户购买本课题所研究的硬件模块，并且上
网搜索下载软件模块，自行安装于智能手机。而各种加点的红外遥控信号编码信息，有家用电器的各个生产公司发布在网上，供用户免费下载，并应用于本软件。