揭秘红外遥控器黑科技：从信号发射到智能控制

揭秘红外遥控器黑科技：从信号发射到智能控制

红外遥控器作为我们日常生活中最常见的遥控设备，其背后蕴含着精密的技术原理和设计思想。从简单的频道切换到复杂的智能家居控制，红外遥控器以其独特的技术优势，成为连接我们与电子设备的重要桥梁。本文将带你深入了解红外遥控器的工作原理、应用场景及其发展历程，让你对这个看似普通的设备有全新的认识。

红外遥控器的工作原理基于红外线的特性以及红外遥控器的工作机制。红外线是一种电磁辐射，波长比可见光长，人眼无法直接看到。它在电磁谱中介于可见光和微波之间，能够穿透大气中的很多物质，并在空间中传播，因此被广泛应用于通信和控制领域。

红外遥控器内置一个发射器，通常是红外发光二极管。当用户按下遥控器上的按钮时，遥控器会向外发射一系列的红外脉冲信号，每个按钮对应一个特定的红外码。这些红外码是事先编程好的，用来代表不同的功能或指令。

被控制的设备内部有一个红外接收器，通常也是红外光电二极管。当接收器接收到红外遥控器发送的信号时，它会将红外光转换成电信号，并传递给设备的控制电路。控制电路根据接收到的红外码来识别用户的操作，并执行相应的功能，比如调整音量、切换频道等。

红外遥控器和设备之间的通信需要一种编码解码的机制，以确保正确的指令被传递和执行。遥控器发送的红外信号是经过编码的，接收器需要将其解码成可识别的指令，从而执行相应的操作。

红外发射装置主要由键盘电路、红外编码电路、电源电路和红外发射电路组成。红外发射电路的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一只特殊的发光二极管，由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的是红外线而不是可见光。目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通发光二极管相同。

通常红外遥控为了提高抗干扰性能和降低电源消耗，红外遥控器常用载波的方式传送二进制编码，常用的载波频率为38kHz，这是由发射端所使用的455kHz晶振来决定的。在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455kHz÷12≈37.9kHz≈38kHz。也有一些遥控系统采用36kHz、40kHz、56kHz等，一般由发射端晶振的振荡频率来决定。所以，通常的红外遥控器是将遥控信号（二进制脉冲码）调制在38kHz的载波上，经缓冲放大后送至红外发光二极管，转化为红外信号发射出去。

二进制脉冲码的形式有多种，其中最为常用的是NEC Protocol的PWM码（脉冲宽度调制）和Philips RC-5 Protocol的PPM码（脉冲位置调制码，脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制）。如果要开发红外接收设备，一定要知道红外遥控器的编码方式和载波频率，我们才可以选取一体化红外接收头和制定解码方案。我们的红外遥控器使用的是NEC协议，其特征如下：

1. 8位地址和8位指令长度；
2. 地址和命令2次传输（确保可靠性）
3. PWM脉冲位置调制，以发射红外载波的占空比代表“0”和“1”；
4. 载波频率为38Khz；
5. 位时间为1.125ms或2.25ms；

NEC码的位定义：一个脉冲对应560us的连续载波，一个逻辑1传输需要2.25ms（560us脉冲+1680us低电平），一个逻辑0的传输需要1.125ms（560us脉冲+560us低电平）。而红外接收头在收到脉冲的时候为低电平，在没有脉冲的时候为高电平，这样，我们在接收头端收到的信号为：逻辑1应该是560us低+1680us高，逻辑0应该是560us低+560us高。所以可以通过计算高电平时间判断接收到的数据是0还是1。

NEC遥控指令的数据格式为：引导码、地址码、地址反码、控制码、控制反码。引导码由一个9ms的低电平和一个4.5ms的高电平组成，地址码、地址反码、控制码、控制反码均是8位数据格式。按照低位在前，高位在后的顺序发送。采用反码是为了增加传输的可靠性（可用于校验）。数据格式如下：

NEC码还规定了连发码（由9ms低电平+2.5m高电平+0.56ms低电平+97.94ms高电平组成），如果在一帧数据发送完毕之后，红外遥控器按键仍然没有放开，则发射连发码，可以通过统计连发码的次数来标记按键按下的长短或次数。

这里写有一个点需要留意，无论发的是什么码，数据如何，是逻辑1或是逻辑0，接收端先接收到的一定是低电平，这个非常关键，写程序逻辑的时候非常关键。

红外接收设备是由红外接收电路、红外解码、电源和应用电路组成。红外遥控接收器的主要作用是将遥控发射器发来的红外光信好转换成电信号，再放大、限幅、检波、整形，形成遥控指令脉冲，输出至遥控微处理器。近几年不论是业余制作还是正式产品，大多都采用成品红外接收头。成品红外接收头的封装大致有两种：一种采用铁皮屏蔽；一种是塑料封装。均有三只引脚，即电源正

随着技术的发展，红外遥控器已经从最初的电视遥控器，扩展到更广泛的领域。在智能家居、智能社区、智能酒店、智能公寓等场景中，红外遥控器发挥着重要作用。

例如，现代的红外射频遥控器方案由一个高集成度的Wi-Fi模组、一个射频Sub-G模组、红外发射管和一体化红外接收头构成。用户可以在手机App上（例如智能生活App）远程控制家电，如空调、电视、机顶盒、风扇、窗帘电机、晾衣架等。

这种智能遥控器方案具有以下特点：

• 红外码库数据丰富：支持全球4000+品牌码库，覆盖主流品牌。适配电视、机顶盒、空调等常见家电产品。
• 支持射频遥控：匹配主流品牌射频码库。适配窗帘、晾衣架等常见家电产品。
• 存量设备轻松实现智能化：仅需购置遥控器，即可实现家中存量设备的智能化。
• 打通万物互联：通过智能生活App，联动其他智能设备，同时支持第三方智能音箱控制。
• 具备红外、射频学习能力：可复制家电遥控器红外码、射频码，家电设备控制更灵活。
• 具备场景开关能力：支持最多4键场景开关，轻松一键切换情景模式，操作方便快捷。
• 极速配网：支持蓝牙极速配网，操作方便快捷。

红外遥控技术自诞生以来，经历了从简单到复杂，再到简化的有趣发展历程。最初，每个设备都需要一个独立的遥控器，用户需要在多个遥控器之间切换，操作繁琐。为了解决这一问题，中国国家广播电视总局和工业和信息化部于2024年推出了一系列关于遥控器的简化方案，计划到2025年实现“一遥控器看电视”的目标。

这一简化方案的核心是“三模通用遥控器”，它结合了红外、蓝牙和无线技术，能够支持多种设备的灵活控制。通过简化遥控器的操作，用户将能够轻松实现对电视机和机顶盒的远程操控。

红外遥控器的简化不仅提升了用户体验，还为智能家居的未来发展奠定了基础。随着技术的不断进步，未来的红外遥控器可能会与其他智能设备进一步融合，实现更智能化、个性化的控制体验。

随着智能家居的不断发展，红外遥控器将不再是一个孤立的设备，而是整个智能家居生态系统的一部分。未来的红外遥控器可能会具备更强的学习能力和自适应能力，能够自动识别和控制不同品牌、不同类型的设备。同时，它也可能与其他智能设备（如语音助手、传感器等）协同工作，为用户提供更加智能化、个性化的控制体验。

例如，未来的红外遥控器可能会具备环境感知能力，能够根据室内外的温度、湿度等条件自动调整空调、加湿器等设备的设置。它也可能与用户的日程安排相结合，根据用户的行为习惯自动调整家电的工作状态。这些功能的实现将使红外遥控器从一个简单的控制工具，转变为一个真正的智能助手。

总之，红外遥控器作为一项成熟的技术，其未来的发展方向将更加注重智能化和集成化。虽然目前的红外遥控器已经能够满足大多数用户的需求，但随着技术的进步和用户需求的变化，未来的红外遥控器必将带来更多惊喜。