机顶盒学习遥控器好坏的判别

(一家之言,仅供参考,欢迎参与讨论)
     机顶盒学习遥控器好坏的判别
     随着数字电视在国内的大面积推广，遥控器的学习功能也被大面积地应用到机顶盒的配套产品-红外遥控器中。学习功能作为主要功能被大面积地应用还是很少见的。因而，学习遥控器在使用中就出现一大堆的问题。于是，也就产生了学习遥控器的好坏的判别的问题。
      每个方案开发商都说自己的好，也列出了一系列的指标。由于没有国家标准，所以，机顶盒厂和广电公司在选择和采购学习遥控器的时候，虽然说了一大堆的要求，尤其是说到了“可以学习市面上99.9%的遥控器”，但是，当相关负责人拿到了某个学习遥控器的时候，怎么来测试和判别这款遥控器是否能达到所提出的要求呢？我想，还没有哪个单位能够正规地去做这些工作。
      99.9%的标准如何测试？要计算这个数字，首先要有“分母”——遥控器总数，然后要有“分子”——学习成功的遥控器数量。总数怎么算？或者怎么大约地估算？是按照遥控器的数量来衡量？很多学习遥控器厂就是这么评估的。
      学习遥控器好坏的其他标准。有的方案提供商或遥控器厂以能否学习空调遥控器作为衡量标准。还有的以能否学习无载波编码格式的遥控器作为一项重要指标。还有的以能否学习多种载波作为衡量的一项标准。孰是孰非，没有统一的标准。真是“公说公有理，婆说婆有理。”
     在此，发表一点个人遇见。将自己多年的经验发表出来，供各位参考。
     首先，99.9%的问题。这个数字应该解释为“绝大多数”。说的更严格一点，就是要全部100%能成功学习。考虑到难免有特殊情况，所以，留了0.1%的余量。那么，假如真碰到不能学习的，怎么办？机顶盒厂和广电部门也都是有另外的要求的。这是题外话。暂且不多说。那么，怎么判别这个标准呢？这要从红外遥控器的编码格式的类别方面来进行判别。
      遥控器这么多数量，但是遥控器编码类别是有限的。全球的红外遥控器的已知编码类别不超过1000种。而国内在用电器的红外遥控器编码类别不超过100种（没有统计数字，是经验估计）。电视机的遥控器的编码格式类别就更少了。常见的只有10多种。从理论上说，只要学习遥控器能够学习成功这10多种特定类别，也就能够达到99.9%的要求了。前提是要知道这些编码。有的学习遥控器方案是分析处理特定的编码格式（大约10多种），但是市场检验结果是失败了，失败的原因主要是不知道足够全的编码格式。要想知道足够全的特定编码格式，的确是有难度的。因而。更多的学习遥控器方案是不管具体特定编码类别，而是设计通用的学习方案，市场证明还算成功。事实上，也是有限的成功而已。原因是，学习遥控器方案能够处理的类别是有限的。有些特定的编码格式是必须特殊处理的，有的学习方案处理的特定编码格式不够多，原因是要么是不知道，要么是单片机的资源不允许做更多的处理。
      红外遥控器编码的组成是有其规律的。设计这些编码格式是要符合其通讯要求的。掌握了这点，就知道红外遥控器编码该如何去分析处理。而不是仅仅从已知的编码格式去统计其编码规律。这样分析的结果也是片面的。具体的规律原理不是本篇讨论的内容，暂且不提，以后另立篇幅讨论。
      先谈谈常用的编码方式的组成。
      第一种，最多的编码格式：基本单位是一串连续波形（我们称之为帧），长按键是将这串波形重复。每次按键发出的波形相同。衍生的编码方式就是基本单位是2帧或2帧以上，如SHARP编码。
      第二种编码格式：基本单位是一帧连续波形，长按键的波形是不同的波形（称之为重复帧），以最常见的NEC，东芝编码格式为典型代表。将这种编码格式衍生发展，就有基本单位是2帧或2帧以上的，重复帧也可以是2帧或多帧。每次按键发出波形相同。
      第三种编码格式：基本单位是一帧开始波形和结束帧波形。这个结束帧波形是在按键松开后发出的。衍生的编码格式是起始帧+中间帧+结束帧，每一部分可能是多帧。重复帧是一帧或多帧波形的重复。也可能没有重复帧。每次按键发出波形相同。
      第四种编码格式：编码规律同第一种，不同点是波形中某个波形在多次按键时规律性地变化(俗称翻转位)。如RC5，RC6等PHILIPS编码格式，2种非常普及的编码格式。据了解，厦华彩电遥控器设计了一种新的编码格式，就属于这种。变化次数有2次，4次，8次等。一般都是偶数次变化。也有奇数次变化的，但很少见。
      其次，谈谈帧编码方式。一般有2种，PWM和PPM。具体细节可参看网上众多介绍。都是有载波电平和无载波电平交替组成一帧波形。所谓的无载波编码格式，可以理解为有载波波形只有一个单位（一高一低）的编码，因而无载波编码格式的载波部分电平的宽度都只有5-30us。因此，所谓的无载波编码格式，不是真正的无载波，而是只有一个基本单位载波的有载波编码格式。载波的范围：20K---500KHZ。按占空比为1/2来算，基本单位的一高一低的宽度是2--50us.还要说明的是：PWM和PPM编码方式的基本单位一般都是一个载波部分+一个无载波部分组成（俗称逻辑位），衍生的情况是一个逻辑位可以是一个载波部分、一个无载波部分到多个载波部分+无载波部分。如果逻辑位是一位，那么用逻辑0，逻辑1来表示。逻辑位的位数可以多至4位，也就是有2的四次方，16种逻辑位。
      再次，谈谈空调遥控器的编码格式。空调遥控器的编码方式同以上所说的四种。LCD显示的遥控器的不同点是：1，空调编码的每一部分的数据都代表特定的意思，如模式，风向，风量等。空调根据接收到的数据来进行相应的动作。2，空调遥控器有LCD显示，一个键可代替多键使用，因此，每次按键发出的数据不同，这和以上所说的第四种编码格式的翻转位的意义不同。
      最后，谈谈电脑红外遥控器和投影仪红外遥控器。这里重点谈谈带滚迹球或触摸板的遥控器。操作滚迹球或触摸板，遥控器发出的数据是不同的，数据的内容一般都是坐标绝对值或坐标移动相对值。这样的数据的组合次数多至几百种，甚至几千种。
      学习遥控器的学习原理是：复制波形，分析和存储，再还原发射。显然，一次复制波形只能复制一种固定的数据。上面所说的前三种编码格式看来还是可以应付的，要能够一次学习并还原第四种编码格式、LCD空调遥控器和带滚迹球或触摸板的遥控器，就需要另外的处理了。最简单的方法是识别编码来实现。否则的话，就需要学习多次。但是，实际使用时是不知道编码格式需要学习几次的。

      好了，了解了编码格式的组成规律，也就知道如何来判别学习遥控器的学习功能了。怎么判别呢？如果没有足够多编码格式的遥控器用来测试，可以人为设计一些符合规律的遥控器来测试。对于有翻转位的编码格式就必须事先知道有哪几种，否则，只学习一次就无法正确还原。
      目前市场上正被广泛流行采用的机顶盒学习遥控器，根据以上判别方法，我们进行过测试。前两种编码格式的测试，基本的还可以，稍微复杂一点就不行了。第三种编码格式的测试，学习的结果是结束帧都没有了。第四种编码格式的测试，只能正确学习常用的RC5，3004等2-3种带翻转码的格式。RC6、厦华的带翻转码的新格式都无法正确学习。对国内现有的电视机遥控器来说，带翻转位的编码格式多至8-10种。这些学习遥控器方案开发者也许都知道，但是，由于他们的单片机资源的限制，只能放弃一些他们自己认为不常用的编码格式的学习处理。单片机资源的不足也是由于价格竞争导致无法选用更好资源的单片机，资源和价格是同比增长的。
   
      判别学习遥控器好坏的第二大标准是：一次学习成功率。用过学习遥控器的人都有体会，往往要学习多次才能正常使用，否则，出现的问题是：无法使用，遥控距离近，长按键不行等等。这个指标是否能做得好，与学习方案有关系，与生产、测试也有关系，与使用操作有关系，与电池电压也有关系。根本的因素是学习方案。方案做得好，对生产，使用的要求都会降低。学习方案怎么做得更好？纯粹的复制波形和存储是远远不够的。还要有纠错处理和误差调整处理。更好的方式就是将国内电视机遥控器常用的编码格式全部个别处理，这样的学习遥控器对生产，设计和使用的要求都降到了最低。不足是通用性不强。如果加上通用性学习方式，那么，这就是最好的学习遥控器了。当然，这是相对于国内的电视机遥控器而言。也许，这样的学习遥控器不但一次学习成功率最高，而且能够学习处理的遥控器真正可达到99.9%以上。
   
      判别学习遥控器好坏的第三大标准是：可靠性。严格来说，这是所有遥控器都有的标准。所以，就不多说了。对于学习遥控器来说，有一条是特别的，就是学习数据的丢失问题。很多学习好遥控数据会丢失。一般的几率是不超过1%。如果仅仅是学习的数据丢失还可以再学习。如果是机顶盒按键数据丢失，那就只能退货了。现在流行的机顶盒学习遥控器的键数据都存储在EEPROM内，所以，丢失的概率还是存在的。测试方法：EMC实验。
      判别学习遥控器好坏的第四大标准是：国家标准。其中包括：遥控距离，发射功耗，待机功耗等。尤其是：学习好的遥控信号是否能达到国家标准理应成为判别的标准。