摘要走向智能化的生活與工作是目前人們向往并且正在一步步落實的方向，它可以帶來生活質量的提高，更能引領一股新的科技浪潮。關于物聯網以及無線通訊網絡等終端智能設備在技術的引領下如雨后春筍般涌現，人們在生活中得以能夠領略在科技前沿的更多智能設備，也正形成一股前沿浪潮，并逐漸從高端住宅走入許許多多的普通家庭，用戶對于周圍設備更加方便的控制成了一個關鍵的問題，于此同時產品也在不斷完善和更替，根據人們需求實現了不同功能，最終實現其預期的功能。紅外線遙控器是現有方案中最為廣泛的一種遙控裝置，人們在日常生活與工作中也遠遠離不開它。智能化生活便是以居民住宅為平臺，運用控制通信技術網絡來控制，以達到一個安全適宜人類居住的生活方式。現在，在紅外遙控領域，還沒有一個標準的統一的通信方案，不同區域不同設備供貨商采取的也各不相同。現有的硬件解碼遙控方法，需要專門的芯片和特制電路，其電路組成較為復雜，且只能針對個別編碼方式，沒有良好的適用性。從而研制一臺擁有強大功能的紅外遙控器來改變生活質量以滿足消費者顯得極為重要。總體來說，本設計實現了對遙控器發射出的紅外信號作出反應并進行采樣來完成學習，并通過自學習將結果予以保留，也可以通過WIFI通訊功能將控制命令發送給遙控器，從而控制家中的家電。完成手機與學習型遙控器的通信，開發一款基于此的微信小程序，在手機上實現對紅外信號的發送控制，從而遙控家中電器，進而體驗到數字智能現代化的家居生活，市場應用前景一片廣闊。關鍵詞：物聯網；智能家居；遙控器；紅外學習；紅外發射；微信小程序

AbstractIntelligentlifeandworkisthedirectionpeopleyearnforandareimplementingstepbystep.Itcanimprovethequalityoflifeandleadanewwaveofscienceandtechnology.WithregardtotheInternetofThings,cloudplatforms,wirelesscommunicationnetworksandsmartphones,moreandmoresmartelectronicdevicesarecomingintopeople'slives.Theyarealsoformingafront-linewave.Theyarebeginningtomovefromhigh-endresidentialvillastomanyordinaryfamilies.Users'moreconvenientcontrolofperipheralequipmenthasbecomeakeyissue.Atthesametime,generationaftergeneration.Manyproblemssuchasincompatibility,inconvenienceincarryingandusingoftheproductsaregraduallyrevealed.Infraredremotecontrolleristhemostwidelyusedremotecontroldeviceintheexistingscheme,andpeoplecannotdowithoutitintheirdailylifeandwork.Intelligentlifeisbasedonresidentialbuildings,usingcontrolcommunicationtechnologynetworktocontrol,inordertoachieveasafeandsuitablewayoflifeforhumanliving.Atpresent,inthefieldofinfraredremotecontrol,thereisnostandardunifiedcommunicationscheme,anddifferentequipmentsuppliersindifferentregionstakedifferentmeasures.Existingremotecontroldecodingmethodsforhardwaredecodingrequirededicatedchipsandspecialcircuits,whicharecomplexandcanonlybeappliedtoindividualencodingmodes,sotheirapplicabilityisnotstrong.Therefore,itisveryimportanttodevelopapowerfulinfraredremotecontrollertochangethequalityoflifetomeettheneedsofconsumers.Generallyspeaking,thisdesignrealizesthesamplingandlearningofinfraredremotecontrolsignalsemittedbyremotecontrollers,savestheresultsafterlearning,andcanalsosendcontrolcommandstoremotecontrollersthroughWIFIcommunicationfunction,soastocontrolhouseholdappliances.Completethecommunicationbetweenmobilephoneandlearningremotecontroller,developamicro-communicationprogrambasedonthis,realizethetransmissioncontrolofinfraredsignalonmobilephone,soastoremotecontrolhouseholdappliances,andthenexperiencethemoderndigitalsmarthomelife,themarkethasabroadapplicationprospect.Keywords:InternetofThings;SmartHome;RemoteController;InfraredLearning;InfraredEmission;WechatSmallProgram目錄1緒論 11.1論文研究背景和意義 11.2物聯網 31.2.1物聯網的起源 31.2.2物聯網的體系結構 31.2.3物聯網的主要應用領域 41.3智能家居 41.3.1智能家居的概念 41.3.2國內外智能家居的發展概況與未來趨勢 11.3.3智能家居的技術架構 21.4微信發展概況 31.4.1微信的起源發展 31.4.2微信小程序研發的開端 31.5論文的研究內容及結構安排 42紅外相關技術 52.1紅外通信基本原理 52.2紅外遙控系統 52.3紅外遙控編碼和發送 62.4紅外遙控接收與編碼 72.5本章小結 73系統需求分析 83.1需求分析概述 83.2紅外控制器的功能需求 83.3紅外控制器的性能需求 93.4本章小結 94硬件系統設計 94.1硬件設計的基本框架 94.2ESP8266WIFI模組 94.2.1性能特點 104.2.2電路原理 114.3STM32模塊 114.3.1性能特點 114.3.2電路原理 124.4紅外遙控模塊 134.4.1性能特點 134.4.2學習部分操作介紹 134.4.3空調部分操作介紹 145基于微信小程序的智能家居控制編程 185.1功能調研 185.2基本概念 195.2.1開發工具 195.2.2創建項目應用 195.2.3編寫小程序 195.2.4創建頁面 205.3小程序的框架 215.3.1小程序的配置 215.3.2小程序的邏輯 225.3.3小程序的視圖與事件綁定 235.3.4小程序的樣式 255.4小程序實戰 266結論與展望 316.1工作總結 316.2工作展望 31謝辭 32參考文獻 331緒論1.1論文研究背景和意義智能家居得以實現是在如今無所不能的網絡覆蓋下并且萬物皆可聯系的前提下。如今家中我們能想到的各種設備，比如照明，空調，安保，家庭影院等等早已普遍化的一些系統，都可以通過物聯網將其聯系并使人們逐漸習慣化，為人們帶來生活的便利，比如遠程照明控制，遠程室溫控制，遠程紅外轉發等等方便化的種種操作。較之普通家具而言，現在的智能家居在“家居”所包含的原有意思之外，還能夠使家電通過網絡所聯系，進行前所未有的信息交互，設備總動化，為一些不必要的計劃節省資費，更還可以有一種科技化的時尚美感。智能家居可實現對檢點設備的遠程監控，并利用網絡技術和平臺實現智能家居之間的無線通信和自動控制，為普通家用電器賦予了智能化的屬性，使傳統的家居產品可為人們提供個性化、智能化服務，從而使用戶的生活更為便利快捷，進而使人們追求更深層次的生活體驗。物聯網逐漸為人們所接受所推崇，在大的萬物互聯的趨勢之下，智能家居儼然崛起，推出的產品也是越發成熟。通過智能終端遠程遙控家庭中的大大小小的家電，也是層出不窮，一股消費熱潮席卷而來。在其推動下，智能家居產品走向了千家萬戶，種類也倒是都層出不窮。但問題也是凸顯出來了，種類如此之多，標準卻沒有走向統一，用戶為此也增添了不少困擾。在20世紀八十年代初期，在日本等國家物聯網技術得到了充分發展，不僅如此，隨著工業生產控制需求的提升，紅外遙控技術也受到了廣泛的推崇，為了能夠成功發射搖控碼，一種集成發射芯片在他們手中得以使用，其特點為能夠單一控制。圖SEQ圖\*ARABIC1-1遙控單一種類電器的遙控器但當各種各樣的家用電器來到了用戶家里的時候，相對應的遙控器也會變得多了起來，那么當你在需要的時候也會變得越發的麻煩。所以多用遙控器就誕生了，它里面包含了多種編碼，從而得以遙控多種電器。圖1-SEQ圖\*ARABIC\s12遙控多種電器的遙控器隨著科技的日益發展，一種新的遙控器隨之出現，它的里面內含一個動態編碼庫，庫內儲存用戶編碼，且擁有紅外學習功能，基于此紅外學習遙控器因而應運而生。圖1-SEQ圖\*ARABIC\s13學習型紅外遙控器智能化的家居儼然已經成為了現代城市的一種新的生活方式，因為科技的日新月異，我們逐漸地需要面對很多新奇的東西，它們也許會顛覆我們早已習慣的種種生活方式，以智能終端為中心來控制的智能化生活將會更多的出現在人們的眼前。而面對這樣的趨勢，廣大群眾也是非常的期待。1.2物聯網1.2.1物聯網的起源物聯網的由來始于傳媒領域，稱得上是一場革命，在信息科學與技術產業中掀起了不小的轟動。它是使看似彼此獨立的在萬維網，電視網絡為載體的基礎上的物體相互聯系從而達到有相對聯通的網絡。物聯網的誕生，與麻省理工學院Auto-ID中心Ashton教授的RFID研究密不可分，他可以稱得上是“物聯網”概念的第一人。后來在六年后的國際電信聯盟（ITU）中，他的領域進一步的擴大，不再僅僅局限于原來的范疇。我國與“物聯網”概念最早緊密接觸大概始于2009年，那時的用詞被叫做“感知中國”，是由我們所熟悉的溫總理口中講出來的，他在無錫視察后，因緣際會之下，我國物聯網隨之建立起來，或許并不是出于偶然，作為中國五大新興戰略性產業之一，在我國社會上下引起了不小的轟動，得到專業人士甚至于普通市民的強烈關注。1.2.2物聯網的體系結構普遍劃為三類，分別是感知層，網絡層，應用層：一·感知層。物聯網的發展離不開它，作為其與其他設備還是事物的根基，包含了基本的數據采集模塊，一部分傳感器網絡。顧名思義，它的大義是指對物體的感觸與認知，積極篩選物體及收集系統中的有用信息，主要技術為射頻識別，感知控制，短途無線通訊。二·網絡層。主要用來負責信息的發送，交換，融合，用于溝通感知層和應用層，他能通過連接的設備跟網絡對接，并且架構在當前通訊網絡之上。我國通訊方面較之他國有明顯的實力差，所以網絡層在我國開發的相對嫻熟。三·應用層。物聯網所致力于實現的部分，將其技術與其他技術相結合，將所得出來的數據分析，從而得以給用戶一些功能上的服務。大致包含操控，搜尋，管理和掃描，目前市場上的基本方案就是在我們的智能終端上開發相應的應用來實現基本操作。1.2.3物聯網的主要應用領域1、工業相關應用場景：產品管理、耗能管理、工業產能控制管理

2、農業相關應用場景：環境信息的搜集與操控、灌溉農田的管理與操控、農業環境信息的觀測與改良，動植物生命特征信息及其他部分的監控

3、智能家居設備相關應用場景：智能家電

4、醫療相關應用場景：智能醫保相關、居民健康檔案

5、城市安保相關應用場景：對城鎮大街商店的統一監控、統一存儲和統一管理

6、環境監測相關應用場景：地域水質檢測

7、智能交通相關應用場景：公交車無線監控、智能公交車站、智能聯合一卡通

8、物流相關應用場景：物流鏈脈絡優化、自動一體化物流

9、智能校園相關應用場景：智能電子錢包、身份證校園卡ID識別和個人銀行款項圈存1.3智能家居1.3.1智能家居的概念智能家居得以實現是在如今無所不能的網絡覆蓋下并且萬物皆可聯系的前提下。如今家中我們能想到的各種設備，比如照明，空調，安保，家庭影院等等早已普遍化的一些系統，都可以通過物聯網將其聯系并使人們逐漸習慣化，為人們帶來生活的便利，比如遠程照明控制，遠程室溫控制，遠程紅外轉發等等方便化的種種操作。較之普通家具而言，現在的智能家居在“家居”所包含的原有意思之外，還能夠使家電通過網絡所聯系，進行前所未有的信息交互，設備總動化，為一些不必要的計劃節省資費，更還可以有一種科技化的時尚美感。智能家居這一名詞說法由來已久，可是卻從來沒有詳盡的例子來契合，終于在35年前，第一棟“智能化建筑”在美國聯合科技公司的努力研究下運用相關技術建成了。至此，有關智能化家居的浪潮在美國哈特佛市揭開了帷幕。1.3.2國內外智能家居的發展概況與未來趨勢智能家居相關行業的迅速崛起，使得人們將眼光聚焦到了這里，由此越來越多的相關產品被引入到了里面。智能系統所包含的內容也變得不像以前那樣單調，從而多元化發展。我國相對與美國而言，可謂是后知后覺，所以市面上流通的相關產品也無法適配全球流通的設備，系統方面占了絕大的部分，從而使得我國智能家居產業陷入到了一種極為尷尬的僵局，相對的，阻礙到了其順利發展。放眼看去，我們應該如何解決這樣的難題？在技術角度上，本文認為現在只有通過研發系統的跟進以及系統交互技術的推進才能使其更好的發展。我國人口數量在世界上數一數二，根據調查城鎮小區人口分布的情況相對密集，所以不少開發商看準了這一特點，為了適應時代潮流的趨勢，他們一致贊同“智能化小區”的構建。歐美國家就不同了，他們沒有分布的很集中，一棟棟獨居別墅圍繞在城鎮邊，彼此間相聚也很遠，所以也不會出現像我國這樣的局面。在網上了解到，歐美的智能家居與我們所了解的大不一樣，自成一派，顯得百花齊放。國內的現階段，我們所采取的這一辦法也是挺不錯的，符合國情，而且相對實用，交互方面更是一體化，便于管理維修。我們的智能家居系統，多為小區配套安裝。相互獨立卻又相互聯系，自成一體，實在不行的情況下，還可以自主解決，像歐美靠攏，選擇的自由度掌握在我們手中，既可以由小區統一安裝，又能根據自己需求自主設計研發，進而還可以維護升級。如此看來，我國的“智能小區”更好一點，既能維持不變，響應小區物業的號召集體裝修，又得以在小區統一初始“智能化”裝修下自主設計。1.3.3智能家居的技術架構智能家居可以說是物聯網開發項目中的一個極為重要的應用，其技術架構如圖示：圖1-4智能家居的技術架構圖感知層包含兩大部分，其一為硬件層，其二為中間層，前者分為傳感器和執行器。傳感器的主要功能是采集光照信號，執行器主要包含電機、電磁鎖設備等。智能家居傳輸層負責硬件與后臺及各個硬件的通信。比較普遍的通信方式有BLE（BluetoothLowEnergy）,。BLE可以理解為低功耗的藍牙，且具有跳頻技術，集成了MCU以及ADC，適合廣大用戶做開發研究。ZigBee是市場上應用最廣范的，功耗低，并且具有組播，點對點，廣播支持和路由功能。缺點就是它的協議太過封閉了，兼容性不強。耗能低，具有組網方便等諸多特性，除此之外還可提供協議開發支持，適配UART接口，并利用MCU完成數據傳輸。缺點要數可提供的開發資料不太充足，對業余軟硬件開發者不太友好。應用層軟件為用戶提供了其與APP的友好交互，因此用戶可通過手機終端軟件來查看智能家居當前的工作狀態，并通過界面對其進行操控。1.4微信發展概況1.4.1微信的起源發展為了適應時代發展的需求，PC端上的不少應用逐漸向智能終端悄悄靠攏，智能終端自身的優勢毫無疑問，即時性，便捷性，因此許多即時通訊軟件也如雨后春筍般應運而生，有一種壓過傳統電子郵件的趨勢。微信便是在這樣一個大環境下研發出來的，2011年一月二十一號，騰訊公司宣布設計了一款供中國網民隨時聯絡通訊的即時聊天應用軟件，關鍵是免費的，這款應用不僅可以讀取用戶手中設備的電話簿，也可以保持多人聊天的對話場景，有著這樣厲害的功能加持，從而使其得到了四五百萬廣大用戶的擁戴。在2.0版本，又推出了語音對講功能，此后又加入了許多外文界面的版本，吸引了許多國家的用戶。此后朋友圈的推出，一舉加強了其與用戶間的粘度。隨后功能日漸完善，對聊天記錄的搜尋，保存，遷移，為微信在群眾中樹立起了牢固的地位。1.4.2微信小程序研發的開端2016年一月十一日，微信之父張小龍現身說法，在現場將有關微信的種種娓娓道來。并且他還指出，因為現代自媒體的盛行，開發，傳播的成本也將會變得越來越低，交給公眾號做的產品也順應了大家的需求。但近年來拆分出來的服務，據市場調查，并沒有更好的服務呈現出來，因此他們內部正在研發一種新的功能。笠年一月九號，張小龍團隊研發的成果于2017微信公開課上頒布出來，以此宣告“微信小程序”正式投入使用走入人們的視線。小程序是一種十分方便的微信功能，它做到了不用下載相應的功能軟件在微信端也能做到相應的具體的操作。目前它歷時將近兩年的發展，基本的開發環境與生態也為人們所熟悉。小程序的推出，它的創新成果有目共睹，它是一個真正實現了做到切切實實影響程序員操作流程的研發成果，日前微信上的微信小程序已經多達一百多萬，還在上升當中，劃分出200多個行業，日常活躍用戶竟也多達兩個多億，在大城市的城市化交通服務因為小程序的推出也是得到了顯著的效果。1.5論文的研究內容及結構安排智能家居的浪潮已逐漸襲來，從高端住宅走向尋常百姓家中，與此同時產品的缺陷和問題逐漸暴露，在本文中試圖利用微信小程序聯動學習型遙控器控制家電，加速智能化家居產品的開發過程。目的是為了將遙控器發射的紅外遙控信號實現精準采樣，保存，然后根據其發送出來的紅外遙控信號得以控制目標。結構安排如下：第一章為緒論部分，詳細的概括了智能家居的概念以及發展現狀，以及與其有聯系的物聯網技術，最后對本文的結構內容安排進行了說明。第二章為紅外相關技術。在本章中詳細說明了紅外控制的實現原理以及硬件和軟件相關知識。第三章為系統需求分析部分，對市場客戶群體的需求進行了全面調研，并對產品的性能需求予以分析。第四章為系統硬件設計部分，在該部分中詳細介紹了本系統的硬件部分，包含主控芯片以及WIFI模塊，紅外模塊等等。第五章：基于微信小程序的智能家居控制編程。按照開發的流程，逐一的介紹基于微信小程序的智能家居控制編程。第六章：總結與展望。將主要實現的研發內容和主要成果在本論文中闡明，探討下一個研究方向。2紅外相關技術準確實現對紅外遙控信號的采樣，學習，并且對其進行保存進而發出有效的紅外遙控信號是本次設計最具核心的功能，下文將對相關技術進行詳細說明，在本文所設計的系統中利用單片機作為遙控系統的操作載體，遙控裝置兼具個子小，耗能少，編寫靈巧，控制范圍大，功能強大，成本少，可靠操作等諸多特點，同時也因此這項技術具有廣闊的市場應用前景。2.1紅外通信基本原理對二進制數字調制信號采用紅外通信方式，紅外通信是由紅外發射系統和接收系統組成，利用紅外電路可組成一個串行通信接口，并與單片機相連接。發射系統：調制紅外輻射源，發射紅外信號。接收系統：接收由發射系統發射來的紅外信號用由光學裝置，紅外探測組裝成的設備。紅外通信一般采用的是波長控制在750納米到1100納米間的近紅外線，它包含在紅外波段內。紅外通信如何實現變為脈沖串信號，原理是要將二進制信號（紅外發射管道發出的）進行調制而成。現今全球內所廣泛采取的一種通訊技術，當前已被諸多平臺廣泛使用，擁有眾多特點，包含了傳輸速率高，新的通訊標準，用于點對點的線纜連接，憑此來達到無線數據的發送和接收，做到極高的保密度。2.2紅外遙控系統紅外遙控器在我們生活中隨處可見，伴隨人們需求的不一樣，冗雜的紅外遙控設備也都被造了出來，各種生產生活中的設備都使用了遙控器。現今，大多紅外遙控系統接收器都采用了一體式接收頭，這樣可以減小體積，減少外接的元件，這種接收頭提升靈敏度抗干擾能力強，這個接收頭抗干擾能力極強，多虧了得益于這種一體化的設計。內含帶通濾波機器，低噪音放大機器，整形驅動設計電路，限幅機器，紅外訊號接收二極管和解調機器。紅外遙控裝置是由紅外遙控訊號接收器，紅外遙控訊號發射器，微控制器及其外圍電路組成的。紅外信號基本上有三種編碼方法，分別是用戶碼，引導碼，鍵數據碼。做到了解“0”，“1”脈沖的寬度，數據碼位數以及引導碼的長度，這就是不同的編碼方式的區別。圖2-SEQ圖\*ARABIC\s11紅外遙控2.3紅外遙控編碼和發送紅外遙控的編碼方式：1.頻移鍵控：利用兩種不同的脈沖頻率采用紅外二進制信號進行編碼操作。2.脈沖寬度調制：利用不同的脈沖寬度，識別二進制的“0（脈沖相對窄）”與“1（脈沖相對寬）”。3.脈沖位置調制：通過信號中脈沖之間不同間隔來辨別“1”與“0”。占空比，載波頻率，編碼方式，這幾種傳輸方式是非常重要的。不同信號編碼格式的不同跟系統的不同密不可分，在紅外信號的傳輸協議中。摁下紅外遙控發射器內含的各種按鈕（按鍵掃描電路按鈕，編碼電路按鈕，發射電路按鈕），一串脈沖編碼隨之產生。在發出遙控信號之前，最重要的是對載波（38KHz）進行調制控制，在紅外發射管道內途徑驅動電路從而發射出去。圖2-SEQ圖\*ARABIC\s12二進制編碼的調制無線信號發射器按下之后可產生一種編碼脈沖信號。運用檢驗用戶碼，這個碼能夠有效抵擋若干個設備的干擾，如何做到加強紅外遙控系統的準確性以及穩定性呢？我們可以試著將編碼的反碼放到它的背面這樣也可以用于觀察研究收復編碼的精準性，遙控碼前半部分為前導碼，其主要功能是用來完成數據傳輸，二進制“0”其周期為1.12ms，脈寬0.56ms，“1”采用周期2.24ms脈寬1.68ms的信號予以表示，如下所示。圖2-3二進制“1”圖2-4二進制“0”圖2-5發送一組完整的編碼脈沖信號2.4紅外遙控接收與編碼紅外接收電路組成可分為兩類，其一為紅外接收二極管，其二為放大電路，電容電阻元件與集成塊又組成了放大電路，放大，解調，選頻是其成功研制出后的三個基本功能。為使電路達到我們理想中的最佳最簡化要用原始的信號在開始的輸出位置直接進行輸出并且又通過了接受放大和解調。如何達到我們理想的電路，首先我們要致力于看重它們的靈敏性與抗干擾性，這兩點尤為重要。紅外接收解調過后，過程由紅外接收管進行，為調制的逆過程。2.5本章小結本章節可用于說明紅外遙控有關技術原理等，為了更好的教別人學習運用紅外技術，用自己的話簡單明了的將紅外通訊基本原理，遙控信號接收，信號解碼說明了出來，為后續以此設計為基礎的開發能夠循序漸進。3系統需求分析3.1需求分析概述現代科學技術交替更迭，多媒體設備更是發展迅速，在日常生活的使用中變得尤為重要。遙控器這種“懶人”式發明也的確是給人類帶來了不少便利。與此同時，它們的兼容性給生活上也是著實帶來了不少困擾。數字電視的興起，使人們又再次面對了新的問題，在機頂盒與電視乃至各種電視貓中的各種切換：先用電視遙控器控制電視的開啟，在用別的遙控器打開數字電視或者電視貓，而遙控器之間的音量與頻道切換也各不相同。眾多家用電器的遙控器之間的兼容性的問題儼然已經成為了消費者所不得不面對的難題。由此一臺萬能遙控器的出現便很好的解決了這個難題。從2013年初始以來，智能化浪潮席卷全球。專家認為，智能家居會更好的與生活互利。傳統意義的家電由于缺少了與人們之間的信息傳輸，自然的下了一個臺階。“智能化”正在為人類構建一個使生活越發便利，越發多嬌的信息網絡，哪怕你只要掌握了其中一條網線，都可以順著它從而無限的延展拓寬構建你自己的信息脈絡。現在，通過無線網絡將家中電器維系起來，用手中的遙控器或者手機控制管理，基本上奠定了牢固的基礎，以此鞏固了未來生活的智能化可行性地位。那么，問題來了，智能化家居的時代到底為我們人類可以帶來些什么呢？在智能化的加持與網絡或者藍牙所發生的“化學反應”下，我們周圍的很多東西都在潛移默化的發生著改變。在生活中，各種智能家居產品逐漸推出。經過簡單的改造，一些不起眼的小電器都會發生巧妙的變化。通過無線網絡，在手機終端上用軟件或者微信小程序做到對目標的簡單控制，調節電燈的光度，調節電器的運轉，使其聯系更加的緊密。曾經我們在網絡上看到的那些概念短片也正在逐漸地化為實際，走向大眾的日常生活。而現實中的廠家們也摩拳擦掌以致力于打造軟硬件統一化的平臺，進而逐漸地所有產品都變得聯系緊密起來。3.2紅外控制器的功能需求對本房間的設備進行遙控管理控制對家電進行遙控開關，定時等操作紅外對接，替代原有遙控的使用控制精準，誤差小3.3紅外控制器的性能需求對原有遙控器發出的紅外信號采樣學習的速率快，精準度高對學習的采樣能夠做到有效的存儲接收學習結果并且對其進行預處理最后發出紅外信號個子小，耗能少，成本低廉，抗干擾強開發并研制對家電進行遠程控制的紅外學習遙控設備，給居民帶來一個較為便捷，舒服的環境，智能化的體驗開拓在各個方面上要比原始的傳統遙控器更好的詮釋了“遙控”這個詞語。3.4本章小結本章說明了開發出的紅外遙控設備的功能設定和性能設定。現在市面上鑒別一款產品的好壞與否，唯一的檢驗標準也就是用戶與消費者們以及市場給予的肯定意見。用戶的好評是十分重要的。站在用戶立場上，一款好的產品理應是集實用性，創新性與科技性為一體。時尚創新兼并，也是智能家居的基本標準。4硬件系統設計在本章節中主要說明本文所設計的基于微信小程序的智能化家居系統硬件部分設計。4.1硬件設計的基本框架本文所設計的遙控器硬件系統總體框架如下，在硬件系統中包含有WIFI通訊模塊，stm32主控模塊，紅外遙控模塊。在圖中，stm32模塊接收WIFI模塊發出的指令，控制紅外模塊，以此來得以實現本遙控器的各項功能。后續各節陸續開始對這些模塊以以介紹。圖4-SEQ圖\*ARABIC\s11基本框架4.2ESP8266WIFI模組4.2.1性能特點WIFI模塊為ESP8266，結構圖如下。這是一款擁有高端性能的片上系統SOC，不只集成了射頻發射，接收模塊等模塊，還擁有SDIO,SPI,GPIO,I2C等數據接口，成本低廉，比較實用，給WIFI功能與其他系統的結合提供了可行的解決方案。圖4-SEQ圖\*ARABIC\s12ESP8266模組4.2.2電路原理WIFI模組電路原理圖和實物圖如下，該模塊以ESP8266-12F為核心，接口引出串口用于完成數據編寫，除此之外還有部分接口與單片機相連，完成與外部MCU的數據上的通訊。圖4-SEQ圖\*ARABIC\s13ESP8266電路原理圖圖4-SEQ圖\*ARABIC\s14ESP8266實體芯片4.3STM32模塊4.3.1性能特點STM32由于系統體積小，系統的可靠性高，系統的成本低的優勢它可稱為世界上最小的應用系統。但要求程序長度小于4K，共四個I/O接口供使用。可編程為5伏電壓，擦除時間僅為10毫秒，只有8751和的分數之一。與器件相比，設備不易損壞，對電源無要求。當芯片被重寫時，可以重復在多個控制領域進行使用。運行狀態下的電壓區間寬泛（一般維持在2.7V~6V范圍內）。而主控芯片在靜態模式下運行時，其對應的頻率區間是。相比之下，使用8751單片機時工作電壓范圍較窄。該類型單片機數據總線是在P0節點位置處，并且是三態雙向數據連接端口，能夠實現外接存儲單元的讀取以及寫入。STM32單片機在主控領域具備較強的競爭優勢，在正常工作狀態下能耗低，運算速度快，運行較為穩定。芯片具備可多次編寫多次擦除的儲存器，次數可達1000次，程序可存十年。保存時間為十年。本文選擇了增強性STM32F103作為主控芯片。下面詳細介紹了該型號單片機的主要特點[13]：(1)它是8051單片機的升級優化版本，所以擁有更加強勁的CPU;(2)P3.0/P3.1端口負責芯片的程序編任務;(3)單片機的的工作電壓分為3和5V兩種;(4)存儲器通過片上集成最高達到1280字節;(5)設備的輸入輸出端口眾多;(6)設備的時鐘輸出有3路;(7)互在系統中可以直接編輯聯網供應商;(8)由大規模的集成電路實現可編輯技術列陣/PWN;該型號的單片機本身已經提供了大量的輸入輸出接口，但是當需要的輸入的數據路數很多時，還可以通過串行口方式根據需要進行擴展。并且在系統運行時不會出現占用的情況，是比較經濟實用的擴展方式。4.3.2電路原理本文設計系統電路原理圖如下，內部包含復位電路、時鐘電路和電源電路等等。復位電路有三種不同的復位模式。有時為研發方便還會在其nRest引腳上連接一個簡單的復位電路，外部復位電路在這個模塊中也有不小的作用。圖4-SEQ圖\*ARABIC\s15STM32電路原理圖4.4紅外遙控模塊4.4.1性能特點本文選擇了yk003學習型紅外模塊，靜態維持電流小于5v，無需外掛EEPROM等存儲芯片，可通過IC的參數設置實現系統的初始化和信號發射。內置1000種常用空調庫，可以學習62個按鍵，每個按鍵帶獨立地址，內部完成載波調制和編碼任務。學習功能采用了載波學習型，可學習到不同載波頻率和編碼格式。學習還原精準度非常的高。4.4.2學習部分操作介紹

1.學習

作用：學習紅外信號

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BYTE3

BYTE4

BYTE5CMD（0x88）PAR1

AR2

（0x00）PAR3（0x00）XOR

命令：0x88

PAR1：學習代號（）

PAR2：保留

PAR3：保留

XOR：前四個字節

學習時發射管要挨著學習型紅外模塊的學習管；圍一圈的發射管為紅外數據的發送，只有對著獨立的那個紅外學習管學習才有效！

開始學習時，LED燈閃爍；

學習成功閃3下熄滅。超時或學習失敗自動退出。

2.發射學習信號

作用：發射已學習的紅外信號

BYTE5

CMD

（0x86）

PAR1

PAR2

（0x00）

PAR3

（0x00）

XOR

命令：

PAR1：學習代號

PAR2：保留

PAR3：保留）

XOR：前四個字節

4.4.3空調部分操作介紹

1.設定空調型號

作用：從芯片遙控庫中調用遙控器作為當前遙控器，在未設置之前遙控器型號為不確定型。

BYTE1

BYTE2

BYTE3

BYTE4

BYTE5

CMD

（0x02）

DataH

DataL

TM

XOR

命令：0x02

：高字節

：低字節

TM：

時間分鐘參數若不能提供實時時間則填入0x08

XOR：前四個字

說明：DataH和DataL

為要空表中數字轉換為16進制的2個字節得到的

代碼

000

00H

00H

001

00H

01H

...

256

01H

00H

257

01H

01H

512

02H

00H

999

03H

E7H

2.發送開關命令

作用：打開或者關閉空調，即“開/關”

BYTE1

BYTE2

BYTE3

BYTE4

BYTE5

CMD

（0x04）

PAR1

TH

TM

XOR

命令：

PAR1：FF：

開，00：關

TH：時鐘參數

TM：分鐘參數

XOR：前四個字節的XOR

3.發送模式命令

作用：控制空調運行模式

BYTE1

BYTE2

BYTE3

BYTE4

BYTE5

CMD

（0x05）

PAR1

TH

TM

XOR

命令：0x05

PAR1：00：自動

01：制冷

02：除濕

03：送風

04：制暖

TH：時鐘參數

TM：分鐘參數

XOR：前四個字節

注：如有模式不可以的，可以選擇其他庫來控制；

4.發送溫度命令

作用：控制空調的溫度

BYTE1

BYTE2

BYTE3

BYTE4

BYTE5

CMD

（0x06）

PAR1

TH

TM

XOR

命令：0x06

PAR1：溫度值

范圍：10H-1EH

TH：時鐘參數

TM：分鐘參數

XOR：前四個字節的XOR

5.發送風速命令

作用：控制空調的風速

BYTE1

BYTE2

BYTE3

BYTE4

BYTE5

CMD

（0x07）

PAR1

TH

TM

XOR

命令：0x07

PAR1：00=自動

01=1檔

02=2檔

03=3檔

其余無效

TH：時鐘參數

TM：分鐘參數

XOR：前四個字節的XOR

6.發送風向命令

作用：控制空調的風向

BYTE1

BYTE2

BYTE3

BYTE4

BYTE5

CMD

（0x08）

PAR1

TH

TM

XOR

命令：0x08

PAR1：00=

自動擺風

01手動擺風

其余無效

TH：時鐘參數

TM：分鐘參數

XOR：前四個字節的XOR

7.初始化啟動命令

作用：“初始化啟動命令”必須和“初始化結束命令”成對使用，初始化的作用是，設置空調工作的參數集，比如模式，溫度，風量等而不向空調發送實際指令，只是改變IC的內部參數。

BYTE1

BYTE2

BYTE3

BYTE4

BYTE5

CMD

（0xAA）

0xAA

TH

TM

XOR

命令：0xAA

PAR1：0xAA

必須是0xAA

TH：時鐘參數

TM：分鐘參數

XOR：前四個字節的XOR

說明：當執行“設定空調型號”調用新的遙控器編碼

變這些參數而不向空調發送命令，就需要使用初始化命令了。

8.初始化結束命令

作用：和“初始化啟動命令”

對使用的退出初始化功能

BYTE1

BYTE2

BYTE3

BYTE4

BYTE5

CMD

（0xCC）

0xCC

TH

TM

XOR

命令：0xCC

PAR1：0xCC

必須是0xCC

TH：時鐘參數

TM：分鐘參數

XOR：前四個字節的XOR

9.串口導出紅外學習的數據

將學習到的按鍵紅外數據通過串口發出；發送命令8A+地址（0X00-0X3E）+XOR;

10.下載紅外控制數據命令并發送

將導出的數據通過串口讓紅外發射管發送并存到RAM;發送命令

89+D1,D2,D3…..D512(D1,D2為紅外串口命令8A導出的數據)

11.將RAM的數據寫入到地址

發送命令

8B+地址（0X00-0X3E）+XOR;

寫入的數據存儲在Flash里，掉電存儲。

如需要批量下載可以在上位機做導入

導入下載的循環實現。

4.4.4UART響應

YK003會按照命令的執行情況返回單個字節，因而用戶可基于此判斷主控端命令是否成功執行。

若成功執行命令

返回：0x89

失敗返回:0xE0

5基于微信小程序的智能家居控制編程5.1功能調研作為碎片化應用的一種代表，小程序的應用和設計需要掌握程序的核心功能，并實現用于的預期需求。基本的功能做到如下：圖5-SEQ圖\*ARABIC\s11基本功能對家電的開關，一些基本功能也都得以實現。5.2基本概念5.2.1開發工具為開發我們想要的小程序，我們先下載一個相關的開發工具，自行選擇對應版本安裝。圖5-SEQ圖\*ARABIC\s12開發工具5.2.2創建項目應用安裝完畢，按照提示完成相應的操作，掃碼登錄。另外，由于本人沒有相關公司的企業級公眾號，個人訂閱號因此也不能發布。因此先不在圖示里的第一空格部分做填寫，選擇一個文件夾，現將我們的項目目錄放置在其中，在下面的部分打勾創建項目并隨即生成demo。圖5-SEQ圖\*ARABIC\s13創建項目應用5.2.3編寫小程序demo初始化的時候，有一些簡單的代碼文件蘊含在內，其中app.js、app.json、app.wxss這三個是必不可少的，小程序會對這三個文件進行必要的讀取并進行初始化。app.js為小程序的初始化腳本。app.json為對小程序的全局配置。app.wxss是整個小程序的公共樣式表。圖5-SEQ圖\*ARABIC\s14開發初階段

5.2.4創建頁面四個同名卻不同種類的文件形成了一個文件夾。.js為腳本文件，.json為配置文件，.wxss為樣式表文件，.wxml為頁面結構文件，其中json和wxss文件為非必須（默認會繼承app的json和wxss默認設置）。5.3小程序的框架5.3.1小程序的配置app.json大致分成五個部分：pages：頁面組，window：框架格式（狀態欄、導航條、標題、窗口背景色），tabBar：底部菜單，networkTimeout：網絡超時設置，debug：開啟debug模式page.json對頁面進行單獨設置，把app.json的全局設置層疊掉。{,,,"],,,,"},"sitemapLocation":"sitemap.json"}5.3.2小程序的邏輯使用App()來注冊一個小程序，必須在app.js中注冊，且不能注冊多個。//app.js{//調用API從本地緩存中獲取數據[])},{{){//調用登錄接口{{{{)}})}})}},globalData:{userInfo:null}})5.3.3小程序的視圖與事件綁定在每個頁面中的wxml文件中，對頁面js中data進行數據綁定，以及自定義事件綁定。

//index.js//vardata=require('../../utils/data.js').songs;vargizwitsws;Page({data:{imgUrls:['../../images/1.jpg','../../images/2.png','../../images/3.png',]},onLoad:function(){varcachedata=wx.getStorageSync("data");if(cachedata==""){cachedata={};}varobjData={};for(varkincachedata){objData[cachedata[k].id]=cachedata[k].value;}varrs=[],keys=Object.keys(objData),len=keys.length;for(vari=0;i<len;i++){vark=keys[i];rs.push(Object.assign({id:k,},objData[k]));}this.setData({recommends:rs});},playTap:{;wx.navigateTo({url:`../play/index?id=${dataset.id}`//url:`../play/index`})},onadd:function(e){wx.navigateTo({url:`../add/add`})}})<swiperautoplay><blockwx:for="{{imgUrls}}"><swiper-item><imagesrc="{{item}}"class="slide-image"mode="aspectFill"/></swiper-item></block></swiper><viewclass="play"bindtap='onadd'><imagesrc="../../images/add_cloud.svg"mode="scaleToFill"/></view><scroll-viewscroll-y="true"class="container">

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<imagesrc="../../images/more.png"mode="scaleToFill"/>

</view>

</view>

</view>

</block></scroll-view>5.3.4小程序的樣式在wxss文件中，設置wxml里的結構樣式（每個頁面都要），形似于css，并對rpx進行單位擴展。里面的app.wxss默認設置為全局樣式，在所有頁面中都使用。swiper{

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height:100%;}.container{

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flex-direction:column;

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color:#999;}5.4小程序實戰頁面如圖所示圖SEQ圖\*ARABIC5-5小程序1圖5-6小程序2圖5-7小程序3圖SEQ圖\*ARABIC5-8小程序4部分代碼如下：//app.jsApp({{//調用API從本地緩存中獲取數據[])},{varthat=this{}else{//調用登錄接口{{{}})}})}},globalData:{userInfo:null}})//控制加addCount:function(event){letdata=event.currentTarget.datasetletcontrols=this.data.controlsletcontrol=controls.find(function(v){returnv.id==data.id})letcontrol1=controls.find(function(v){returnv.max==data.max})if(control.value>control1.max)returncontrol.value+=1;this.setData({'controls':controls})varinput={};varkey="TempValue"if(control.value<5){key="CtrolMode";}input[key]=control.value;gizwitsws.write('JEyxPrSmpoLvpjLFDDsvvD',input);},//控制減minusCount:function(event){letdata=event.currentTarget.datasetletcontrols=this.data.controlsletcontrol=controls.find(function(v){returnv.id==data.id})if(control.value<=0)returncontrol.value-=1;this.setData({'controls':controls})varinput={};varkey="TempValue"if(control.value<5){key="CtrolMode";}input[key]=control.value;gizwitsws.write('JEyxPrSmpoLvpjLFDDsvvD',input);},//拖動sliderchange:function(e){letdata=e.currentTarget.datasetletcontrols=this.data.controlsletcontrol=controls.find(function(v){returnv.id==data.id})control.value=e.detail.value;this.setData({'controls':controls})varinput={};varkey="TempValue"if(control.value<5){key="CtrolMode";}input[key]=control.value;gizwitsws.write('JEyxPrSmpoLvpjLFDDsvvD',input);},