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红外线

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红外线工作原理

红外线对人类是不可见的。红外线波长从 0.7到1000微米。家用遥控器使用红外信号进行数据传输，操作波长范围为0.75..1.4微米。遥控器中的微控制器使红外LED以特定频率闪烁，将数字信号转换为红外信号。

为了接收红外信号，使用了光接收器。它将红外光转换为电压脉冲，这些已经是数字信号。通常，接收器内部有一个暗光滤波器，它只允许所需波长通过，并滤除噪声。

红外协议的多样性

红外协议在3个因素上有所不同：

  • 位编码
  • 数据结构
  • 载波频率 — 通常在36..38 kHz范围内

位编码方式

1. 脉冲距离编码

通过调制脉冲之间的间隔持续时间来编码位。脉冲本身的宽度是恒定的。

2. 脉冲宽度编码

通过调制脉冲宽度来编码位。脉冲后的空间宽度是恒定的。

3. 相位编码

也称为曼彻斯特编码。逻辑值由脉冲爆发和空间之间的过渡极性定义。"空间到脉冲爆发"表示逻辑"0"，"脉冲爆发到空间"表示逻辑"1"。

4. 结合前述方法和其他特殊方法

{% hint style="info" %} 有些红外协议试图成为多种设备的通用协议。最著名的是RC5和NEC。不幸的是，最著名并不意味着最常见。在我的环境中，我只遇到过两个NEC遥控器，没有遇到RC5的。

制造商喜欢使用他们自己独特的红外协议，即使是在同一系列的设备中（例如，电视盒）。因此，不同公司的遥控器，有时甚至同一公司不同型号的遥控器，无法与同类型的其他设备配合使用。 {% endhint %}

探索红外信号

查看遥控器红外信号的最可靠方法是使用示波器。它不会解调或反转接收到的信号，只是"原样"显示。这对于测试和调试很有用。我将以NEC红外协议为例展示预期的信号。

通常，在编码包的开头有一个前导码。这允许接收器确定增益水平和背景。也有没有前导码的协议，例如Sharp。

然后传输数据。结构、前导码和位编码方法由特定协议确定。

NEC红外协议包含一个短命令和一个重复代码，当按钮被按下时发送。命令和重复代码在开头都有相同的前导码。

NEC 命令，除了前导码外，还包括一个地址字节和一个命令号字节，设备通过这些字节了解需要执行的操作。地址和命令号字节都有反向值的副本，以检查传输的完整性。命令的末尾有一个额外的停止位。

重复代码在前导码后有一个"1"，这是一个停止位。

对于逻辑"0"和"1"，NEC使用脉冲距离编码：首先传输一个脉冲爆发，然后是一个暂停，其长度设置了位的值。

空调

与其他遥控器不同，空调不仅仅传输按下按钮的代码。当按下按钮时，它们还传输所有信息，以确保空调机和遥控器同步。
这将避免空调机设定为20ºC，用一个遥控器增加到21ºC，然后当另一个仍将温度设为20ºC的遥控器用来进一步增加温度时，它会将温度"增加"到21ºC（而不是认为它在21ºC时增加到22ºC）。

攻击

您可以使用Flipper Zero攻击红外线：

{% content-ref url="flipper-zero/fz-infrared.md" %} fz-infrared.md {% endcontent-ref %}

参考资料

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