互动机顶盒远程红外控制器和控制方法与流程

本发明涉及一种红外控制器和控制方法，具体涉及一种互动机顶盒（简称“机顶盒”）远程红外控制器和控制方法。

背景技术：
现有的机顶盒遥控器主要是采用红外线进行控制，红外线遥控是利用近红外光传送遥控指令的，波长为0.76um～1.5um。用近红外作为遥控光源，是因为目前红外发射器件(红外发光管)与红外接收器件(光敏二极管、三极管及光电池)的发光与受光峰值波长一般为0.8um～0.94um，在近红外光波段内，二者的光谱正好重合，能够很好地匹配，可以获得较高的传输效率及较高的可靠性，但是其控制范围和有效距离非常有限，一般都在10米以内。遥控器的发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器，而接收部分通常包括红外接收头，光电放大电路，和解调部分，如图1所示。当遥控器键盘上有按键按下时，键值的电信号经过解码和调制，通过红外发射头将电信号转变为红外线光信号（简称“红外信号”）发射出去；而接收部分将接收的红外线光信号经过红外接收头后转变为电信号，然后光电放大器对信号进行放大，再进行对应的解调，送给单片机系统对其进行编码，单片机系统会将不同的键值转换成不等值的编码存储到自身EEPROM（电可擦可编程只读存储器）。现有技术的瓶颈在于不能远距离进行控制且无法实现远程监控机顶盒的画面，对于广电运营商这样的公司，不但要对本地监控室的机顶盒进行控制和点播测试，还需要对异地，如分公司或者分机房的机顶盒进行有效的控制和点播测试，很明显现有的短距离的红外控制器不能担当此任。

技术实现要素：
发明目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种互动机顶盒远程红外控制器和控制方法，实现对异地机顶盒的控制以及监控异地机顶盒的画面。技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的第一种技术方案为一种互动机顶盒远程红外控制器，包括远程计算机、中继网络、远程红外控制模块和远程监控设备，所述远程计算机通过中继网络将红外遥控编码发送给远程红外控制模块，远程红外控制模块将接收到的红外遥控编码转换为红外信号并发送给互动机顶盒，互动机顶盒将音频信号和视频信号依次通过远程红外控制模块和中继网络发送给远程监控设备。进一步的，还包括机顶盒遥控器，所述远程红外控制模块包括微控制器、红外发射电路和红外接收电路，所述机顶盒遥控器向红外接收电路发射红外信号，红外接收电路接收所述红外信号并转换为红外遥控编码，存储在微控制器的存储器中；所述红外发射电路将与远程计算机发送的红外遥控编码相应的红外信号发送给互动机顶盒。进一步的，所述远程红外控制模块还包括视频编码器，互动机顶盒将音频信号和视频信号依次通过视频编码器和中继网络发送给远程监控设备。进一步的，所述远程红外控制模块还包括继电器控制模块，所述远程计算机将指令通过中继网络发送给微控制器，该微控制器根据接收到的指令通过控制继电器控制模块的动作控制互动机顶盒的电源。进一步的，所述红外接收电路包括红外接收头，所述红外接收头用于将接收到的红外信号转换为电信号，经过微控制器编码后存储在微控制器的存储器中。更进一步的，所述红外接收头的型号为NB1838。进一步的，所述继电器控制模块包括4组继电器。进一步的，在将红外信号发送给互动机顶盒时，微控制器将红外遥控编码解码后调制到载波上，并经红外发射电路的两级放大电路放大后发送给互动机顶盒。更进一步的，所述两级放大电路包括三极管9013和三极管8050。进一步的，所述远程监控设备为监控大屏。本发明采用的第二种技术方案为一种互动机顶盒远程红外控制方法，包括如下步骤：学习：将机顶盒遥控器对准远程红外控制模块的红外接收头，将该机顶盒遥控器上的每一个按键都按一遍，红外接收头将接收到的机顶盒遥控器各个按键发射的红外信号转化为电信号，经过微控制器编码后存储在微控制器的存储器中；远程计算机通过中继网络将红外遥控编码发送给远程红外控制模块；远程红外控制模块将接收到的红外遥控编码与存储器中的编码对比，将相应编码对应的电信号转化为红外信号并发送给互动机顶盒；互动机顶盒将音频信号和视频信号依次通过远程红外控制模块和中继网络发送给远程监控设备。进一步的，所述远程计算机将指令通过中继网络发送给微控制器，该微控制器根据接收到的指令通过控制继电器控制模块的动作控制互动机顶盒的电源。工作原理：我们知道，在IP分组交换网络中，源地址和目的地址之间，只要路由可达，IP数据包就可以通过分组交换的方式，从多条路径将信号从信源传输到目的地，而不用像在传统电路交换网络里一样，还需要为此建立单独的物理链路，而我们所需要做的，仅仅只是给远程红外控制模块（或称“RCS设备”）分配两个IP地址，分别作为RCS设备的红外遥控管理口地址和视频推流口地址，然后在远端接收由视频推流口发送的组播信号即可。然后，这一切能得以实现的前提和基础在于将机顶盒发出的互动电视信号转化为IP分组数据包，而刚好RCS设备便是完成这一转换的关键因素。互动电视信号通过RCS设备转换成IP数据包，通过IP组播流的方式，用IP城域网（即“中继网络”）承载，回传到监控中心的监控大屏，进行远端统一监控。远端控制和管理实现的原理也大同小异，要对机顶盒进行远程控制，只能使用红外遥控的信号，所以我们只要将红外遥控信号也用IP分组数据包的形式发送给机顶盒即可。通过学习好各种键位信息，将信号通过IP分组数据包的形式发送给远端的RCS设备，RCS设备在接收到红外遥控的IP分组数据包后，通过红外发射模块，将其转化为红外遥控信号（简称“红外信号”），直接发给机顶盒，完成对机顶盒的控制。有益效果：本发明不仅能远程控制机顶盒，而且能将远端画面进行回传，实现控制回传一体化；回传监控检测点在远端机顶盒之下，而不是在远端IPQAM之下，收到的画面等同于远端用户感知到的画面，将监控画面与最终用户感知统一起来，确保监控的准确性；机顶盒的分布部署，将机顶盒分布部署在各个远端监控点，有效的避免了集中部署带来的控制管理上的混淆；部署快捷，不需要占用机房很大的空间，操作简单，集中将相关地址配置好之后，在远端接线完成后即可上线；系统架构简便，不需要为此系统额外配置服务器等设备。附图说明图1为现有的红外控制模块框图；图2为远程红外控制的整体信号流程图；图3为互动机顶盒远程红外控制器的模块框图；图4为红外接收电路的电路图；图5为红外发射电路的电路图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。如图2所示，本发明的工作过程如下：远程计算机（简称“计算机”）向机顶盒发送控制请求，通过中继网络传输该控制请求；远程红外控制模块（或称RCS设备）接收到由计算机发起的控制请求，并经过红外发射电路（或称“红外发射模块”）将其转换为红外遥控信号；RCS设备将红外遥控信号发送给机顶盒；机顶盒根据红外遥控信号，完成该指令，同时将实时画面通过音视频线传输给RCS设备；RCS设备接收到机顶盒传来的实时画面转化为数字信号，并将其分组打包，以组播的方式发送到中继网络；监控大屏从中继网络接收到RCS设备发出的组播视频流，将其实时显示在监控大屏上。如图3所示，（1）单片机b先通过红外接收模块（即前述“红外接收电路”）l对遥控器a的红外信号进行学习，并将红外信号进行保存。当远程计算机j通过中继网络i发出控制指令，由单片机b接收到指令后，将存储的与指令相应的红外信号通过红外发射模块c发送给被控制的机顶盒g，机顶盒g收到红外信号后通过内部的处理器执行，所得到的音视频信号通过编码器h进行编码、IP封装后再通过中继网络i回传到远程的监控大屏k。由此实现了通过中继网络对远端的设备进行红外的操作控制，并通过中继网络回传对应的视频内容。（2）当远端的设备出现故障，通过远程计算机j发出指令，经由中继网络i到达单片机b，再下达指令给继电器控制模块f，继电器控制模块f可以对机顶盒g的电源进行控制，起到重启复位的功能。（3）如果有第三方设备d，单片机b可以通过外部接口e采集所需的数据，通过中继网络i将数据回传。单片机可以通过红外接收头学习其他遥控器的红外信号（或称“红外指令”），并存储在单片机中，另外为了能存储更多的红外遥控编码（简称“红外编码”），此控制电路通过串口通讯来扩展红外编码，可以将学习到的红外编码通过串口上传到PC机保存在文件中，也可以通过串口将PC机保存的红外编码文件下载到本单片机控制终端贮存并通过红外发射头发射出去。在单片机的内部同时写入了红外编码与解码程序（这些程序都是现有的），还有部分存储指令，其中解码程序用于红外的发射，而编码程序用于对遥控器发射的红外信号的接收与学习。红外接收电路，如图4所示。红外接收电路最主要部分就是一体化红外接收头，它将红外接收二极管、放大、解调、整形等电路做在一起，只有三个引脚。分别是+5V电源、地、信号输出。此处一体化红外接收头采用NB1838，其光电检测和前置放大器集成于同一封装，中心频率为37．9kHz。该一体化红外接收头能够接收各种不同类型的红外遥控编码信号，而且NB1838的环氧树脂封装结构为其提供了一个特殊的红外滤光器，对自然光和电场干扰有很强的防护性。NB1838的目的是对接收到各种红外遥控编码信号（简称“红外信号”）进行放大、检波、整形，得到TTL电平，输入至单片机中端口，经过单片机编码处理后生成红外遥控编码（简称“遥控码”或“红外编码”），存储在单片机中的外存储器内。红外发射电路，如图5所示。由于38kHz红外遥控信号经过红外接收头接收以后变成TTL电平，再经过处理器处理后存储在外存储器内。当要还原红外信号时，得先产38kHz载波信号。然后再把外存储器中的遥控码调制到38kHz载波信号上，才能够如实还原出所学习的红外信号。首先由单片机来产生38kHz载波信号，并把遥控码调制到载波上，最后输出已经调制好的红外脉冲信号（即“红外信号”）。此时输出的就是已调制到载波上的红外脉冲信号，经三极管9013和8050进行两级放大以驱动红外发射管辐射出940nm的红外脉冲信号。在搭建发射电路时候得如果采用一级放大电路，红外发送管所发出的红外线光信号弱，可遥控距离十分有限。经过多次实验表明，一级放大可遥控距离大概只有1m左右，不能达到用户的使用要求。因此此处加上了二级放大电路使其有效距离可在5～10m，基本满足用户的遥控距离需要。接收红外指令时，红外线光信号经过红外接收头后变成TTL信号（晶体管-晶体管逻辑电平信号）,并把格式反向,再输入单片机的外部中断脚INT0，并通过编码后存到单片机中。在发挥远程红外遥控的作用前，要先对远程红外控制模块进行“学习”，即先将机顶盒的红外信号记忆到远程红外控制模块的单片机中。学习过程：将机顶盒遥控器对准远程红外控制模块的一体化红外接收头，将每一个按键都按一遍，红外接收头将接收到的机顶盒遥控器的键值转化为电信号，经过单片机编码后存储到单片机中，客户端PC机控制单片机存储的进程。发送红外指令时，先把预存在电脑中的指令设置在单片机相应的存储位上，再由单片机将指定的红外编码解码后再转为红外信号发出。另外，为了提高传输信号的抗干扰能力，还需将解码后的电信号调制在较高频率的载波上发射。设计的载波频率为38khz，可采用CMOS门电路构成的脉冲调制振荡电路实现。