惠而浦空调遥控协议分析及使用Arduino遥控空调

一、工具

1、红外接收头（HS1838）；

2、940nm红外发光二极管及限流电阻100Ω左右；

3、Arduino及Prototype Shield；

4、Saleae Logic兼容逻辑分析仪（价格二三十元，可选，可用IRremote Library的RawDump分析）；

5、工具软件：Saleae Logic、Excel、Arduino、Notepad++；

6、Arduino库：IRremote（下载地址：https://github.com/z3t0/Arduino-IRremote）；

二、解析惠而浦空调遥控协议

①如下图，将接收头和逻辑分析仪连接好，记录遥控器发送的信号；

②记录的报文如图所示（逻辑分析仪采样率选择12Msps）；

（采样率设为12Msps）

（采集到的一帧数据（接收头已过滤了遥控的38kHz载波））

③多次尝试和分析可知一帧数据的大致结构：

导引头（载波约6.2ms，空隙间隔约7.4ms）+数据块+结束块（约0.56ms载波+7.4ms空隙+0.56ms载波+7.4ms空隙）

中间数据块波形有两种形式，根据网上搜索的NEC遥控协议，我们可以暂定如下：

数值0：载波0.56ms，空隙0.56ms

数值1：载波0.56ms，空隙1.69ms

波形解析

④接着分析比较复杂的数据块，由于一帧数据块包含的位数很多（后面分析可知：多达12个字节（96位）），不可能对着分析仪一个一个的数波形，故打算使用以下方法：

1）先使用分析仪的游标大致找到波形的起始和结束时间（如下图所示）；

2）导出波形数据，设置如下图（需要设置起始时间、结束时间、使用采样点数）

3）点击Export按钮，给定名字（如开机.csv）,保存；

4）将开机.csv文件用Excel打开，如下图，删除多余的通道（如我的接收头连接在Channel0，所以删除Channel1到Channel7）；

5）接下来需要翻译出数据块中的数值0和数值1了。

6）CSV数据中的0,1并不是实际遥控的数据，根据第③点的分析，我们可以根据高电平的时长来区分数值0和数值1。在C2单元格，我们输入如下公式，得出每个电平的宽度（基于采样数）；

7）使用填充柄填充所有行，如下图；

8）接下来，需要判定B列的1的时长了，采样数小于一定的数值，则表示发送的是0，否则发送的是1；（B列所有值为0的行可以忽略了，在数据块部分，他们都是固定时长的）。在D2中输入如下公式，以判定发送的数值；注，公式中的10000与当初逻辑分析仪所设置的采样率有关联的，12Msps的使用10000正好；

9）使用填充柄填充所有行

10）筛选出B列数值为1的行。操作如下①全选B列，②按Ctrl+Shift+L，③在下拉箭头中单击，去掉0前面的勾，点确定。

11）现在剩下的差不多就是数据块了，如下图，选中并复制出除导引头和结束块外的数据块（一般是从D6开始，向下选择96个单元格），粘贴到新的表格中即可。

12）可以得到数据块的数据了，那么剩下的就是使用控制变量法，一个一个测试遥控器的按键，并找到有变更的数据，分析下即可知道，不同功能在数据块中对应的位。

⑤附件是我整理的惠而浦空调，部分功能对应的位（定时功能比较复杂，且有了自制遥控器后，作用也不大，所以没分析，应该是在前几个字节定义。）

三、使用Arduino遥控空调

有了逆向的协议后，就可以尝试使用Arduino来控制空调了。其中，我们使用IRremote 库来发射信号。

下载IRremote库，并复制到ArduinoLibraries 文件夹下（请上网查找Arduino安装库的方法）。

先使用我们解析出来的数据来测试下，分析是否正确。

①搭好发射电路如下图所示：把红外发射管串接到 Arduino数字PIN3和GND之间（注意二甲管正负极，实际测试发现取消限流电阻，发射距离更远。）

②使用IRremote的sendRaw函数来测试，在这之前，我们需要准备好提供给sendRaw函数的数组，即最底层38kHz载波打开与关闭的时长序列；

1）先把之前得到的96bits的数据块复制出来，并使用转置粘贴为横向数据，如下两图：

2）再将横向的数据复制并粘贴到NotePad++中，

3）删除第二行，接着使用“替换”功能，先后将“ ”（制表符）替换为“,”（英文的逗号）；将“0”替换成“550,550”；将“1”替换成“550,1690”。并在行首添加导引头“6200,7400,”，行尾添加结束块“,560,7400,560,7400”结果如图：

③运行Arduino程序，并打开IRremote库的IrsendRawDemo示例，如下图

④清除irSignal数组中的内容，使用我们刚处理的Notepad++中的数据；

⑤编译并下载到Arduino中，将Prototype板上的红外LED靠近并正对空调，观察效果（空调发出“哔”并进入待机）；

四、使用sendWhirlpool函数控制空调

虽然可以控制空调了，但为了关个机，还得输入一大串的数据，有点麻烦。接下来，我们将往IRremote库添加自己刚分析好的惠而浦遥控底层协议。

①打开 IRremote库所在文件夹（如C:\arduinotool\arduino-1.0.5\libraries\IRremote），复制并粘贴“ir_NEC.cpp”，重命名为“ir_Whirlpool.cpp”。这就是我们要修改的模板了。

②打开ir_Whirlpool.cpp，修改#define部分如下图（这部分定义了各时间参数，以μs为单位）

#defineWHIRLPOOL_BITS          96
#defineWHIRLPOOL_HDR_MARK    6200
#defineWHIRLPOOL_HDR_SPACE   7400
#defineWHIRLPOOL_BIT_MARK     560
#defineWHIRLPOOL_ONE_SPACE   1690
#defineWHIRLPOOL_ZERO_SPACE   560
#defineWHIRLPOOL_RPT_SPACE   2250

③修改发射函数如下（实测载波设为36kHz，遥控距离更远）：

 
//+=============================================================================
#if SEND_WHIRLPOOL
void  IRsend::sendWhirlpool(unsignedchar* data)
{enableIROut(36);unsigned char checksum = 0;for(unsignedchar i =0;i<11;i++){checksum += data[i];}data[11]= checksum;//Headermark(WHIRLPOOL_HDR_MARK);space(WHIRLPOOL_HDR_SPACE);// Datafor(unsignedchar bytecnt =0;bytecnt<11;bytecnt++){for(unsignedchar bitcnt =0;bitcnt<=7;bitcnt++){if(data[bytecnt]& (1<< bitcnt)){mark(WHIRLPOOL_BIT_MARK);space(WHIRLPOOL_ONE_SPACE);}else{mark(WHIRLPOOL_BIT_MARK);space(WHIRLPOOL_ZERO_SPACE);}}}//checksumfor(unsignedchar bitcnt =0;bitcnt<=7;bitcnt++){if(checksum& (1<< bitcnt)){mark(WHIRLPOOL_BIT_MARK);space(WHIRLPOOL_ONE_SPACE);}else{mark(WHIRLPOOL_BIT_MARK);space(WHIRLPOOL_ZERO_SPACE);}}//Footermark(WHIRLPOOL_BIT_MARK);space(WHIRLPOOL_HDR_SPACE);mark(WHIRLPOOL_BIT_MARK);space(WHIRLPOOL_HDR_SPACE);space(0); // Always end with the LED off
}
#endif

④接着修改“irRecv.cpp”和“IRremote.h”，方法见IRremote库的文件“ir_Template.cpp”中相关注释。

⑤完成以上动作后，重启ArduinoIDE，打开IRremote的示例文件：IrsendDemo

⑥修改turnoff数组为以下内容（这些就是抓取的关机报文，按字节整理好，并去掉最后的校验和(CheckSum)字节），代码如下：

/** IRremote: IRsendDemo - demonstrates sendingIR codes with IRsend* An IR LED must be connected to Arduino PWMpin 3.* Version 0.1 July, 2009* Copyright 2009 Ken Shirriff* http://arcfn.com*/#include<IRremote.h>IRsend irsend;
unsigned char turnoff[]={0,0,0,0,0,0,0,0x08,0,0x28,0xa5};void setup()
{
}void loop(){irsend.sendWhirlpool(turnoff);
while(1);
}