ESP32 红外遥控控制大屏 —— 开发文档

通过红外遥控器（NEC 协议）直接控制园区大屏页面切换与操作。链路：红外遥控 → ESP32（红外接收 + 解码）→ MQTT → 前端调度器 → 页面动作

1. 系统架构

┌──────────┐  38kHz 红外   ┌─────────┐   WiFi/MQTT   ┌──────────────┐   opc/display/command   ┌────────┐
│ 红外遥控器 │ ───────────► │  ESP32   │ ───────────► │ EMQX Broker  │ ─────────────────────► │ 大屏前端 │
│ (NEC协议) │              │ 接收+解码 │               │ 192.168.1.3  │                          │ 调度器  │
└──────────┘               └─────────┘               └──────────────┘                          └────────┘

红外遥控器：任意 NEC 协议遥控器（电视/机顶盒/学习型均可），按键映射可自定义
ESP32：接收红外信号 → 解码键码 → 映射成指令 → MQTT 发布
MQTT：复用现有 opc/display/command 频道（见 docs/mqtt-commands.md）
大屏前端：useMqttControl 调度器接收指令执行（切页/媒体/语音/视觉）

2. 硬件清单与接线

硬件	型号/规格	数量
开发板	ESP32（DevKitC / NodeMCU-32S）	1
红外接收头	VS1838B / TL1838（38kHz，3 脚）	1
电阻	100Ω（限流，可选）	1
红外遥控器	NEC 协议（电视/机顶盒遥控器）	1

VS1838B 接线（面对接收头平面，引脚从左到右）：

引脚	接 ESP32
1 (OUT/信号)	GPIO 15（可改，见代码 `IR_RX_PIN`）
2 (GND)	GND
3 (VCC)	3.3V（或 5V，接收头宽压 2.7~5.5V）

3. 红外协议（NEC）

NEC 协议：38kHz 载波，地址码 + 命令码 + 反码
本方案**只取命令码（command byte）**即可区分按键，地址码忽略
任意 NEC 遥控器的按键都有固定键码；不同遥控器键码不同 → 首次需"学习模式"采集键码（见 §6）

4. Arduino 固件

依赖库（Arduino IDE 库管理器安装）：

IRremote（by Armin Joachimsmeyer，v4.x）
PubSubClient（by Nick O'Leary）

// esp32_ir_mqtt.ino —— 红外遥控 → MQTT 控制大屏
#include <WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
#include <IRremote.h>

// ── WiFi / MQTT 配置 ─────────────────────────────────────
const char* WIFI_SSID     = "你的WiFi";
const char* WIFI_PASS     = "你的WiFi密码";
const char* MQTT_HOST     = "192.168.1.3";   // EMQX Broker
const int   MQTT_PORT     = 1883;
const char* MQTT_USER     = "mqtt用户名";      // backend/.env MQTT_USERNAME
const char* MQTT_PASS     = "mqtt密码";        // backend/.env MQTT_PASSWORD
const char* MQTT_TOPIC    = "opc/display/command";

// ── 红外引脚 ─────────────────────────────────────────────
const uint8_t IR_RX_PIN = 15;

// ── 按键映射表：遥控器键码 → 大屏指令 ─────────────────────
// 键码需先用「学习模式」采集（串口打印 decodedIRData.command），再填入
struct CmdMap { uint32_t key; const char* payload; };
const CmdMap MAP[] = {
  // 数字键 1~5：直接切页
  { 0x16, R"({"action":"navigate","params":{"page":"/"}})" },        // 1 → 数据大屏
  { 0x19, R"({"action":"navigate","params":{"page":"/twin"}})" },    // 2 → 数字孪生
  { 0x0D, R"({"action":"navigate","params":{"page":"/ai"}})" },      // 3 → AI 助手
  { 0x0C, R"({"action":"navigate","params":{"page":"/voice"}})" },   // 4 → 语音对话
  { 0x18, R"({"action":"navigate","params":{"page":"/screen"}})" },  // 5 → 媒体轮播
  // CH+/CH-（或左右方向）：向左/右切页
  { 0x00, R"({"action":"navigate_rel","params":{"delta":-1}})" },    // CH- → 左切
  { 0x01, R"({"action":"navigate_rel","params":{"delta":1}})" },     // CH+ → 右切
  // 音量+/−：媒体播放/暂停（或 next/prev）
  { 0x02, R"({"action":"play","params":{}})" },                      // VOL+ → 播放
  { 0x03, R"({"action":"pause","params":{}})" },                     // VOL- → 暂停
  // 电源键：语音对话开关
  { 0x0B, R"({"action":"voice_start","params":{}})" },               // 电源 → 语音启动
  // OK/静音键：视觉识别开关（toggle 示例：直接开/关，可换 toggle 逻辑）
  { 0x0A, R"({"action":"vision_set","params":{"enabled":true}})" },  // 静音 → 开识别
};
const int MAP_LEN = sizeof(MAP) / sizeof(MAP[0]);

// ── 全局 ─────────────────────────────────────────────────
WiFiClient espClient;
PubSubClient mqtt(espClient);
unsigned long lastReconnect = 0;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("ESP32 IR → MQTT 启动");

  IrReceiver.begin(IR_RX_PIN, ENABLE_LED_FEEDBACK);

  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASS);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("\nWiFi 已连接: " + String(WiFi.localIP()));

  mqtt.setServer(MQTT_HOST, MQTT_PORT);
  mqtt.setKeepAlive(30);
}

void loop() {
  if (!mqtt.connected()) reconnect();
  mqtt.loop();

  // ── 红外解码 ──
  if (IrReceiver.decode()) {
    uint32_t cmd = IrReceiver.decodedIRData.command;
    Serial.printf("[IR] 地址=0x%02X 键码=0x%02X\n",
                  IrReceiver.decodedIRData.address, cmd);
    IrReceiver.resume();  // 立即恢复接收

    sendCommand(cmd);
  }
}

// ── 键码 → MQTT ──
void sendCommand(uint32_t key) {
  for (int i = 0; i < MAP_LEN; i++) {
    if (MAP[i].key == key) {
      Serial.println("[MQTT] 发送: " + String(MAP[i].payload));
      mqtt.publish(MQTT_TOPIC, MAP[i].payload);
      return;
    }
  }
  Serial.println("[IR] 未映射键码（可在学习模式后加入映射表）");
}

// ── MQTT 重连 ──
void reconnect() {
  if (millis() - lastReconnect < 3000) return;
  lastReconnect = millis();
  String id = "esp32-ir-" + String((uint32_t)ESP.getEfuseMac(), HEX);
  if (mqtt.connect(id.c_str(), MQTT_USER, MQTT_PASS)) {
    Serial.println("MQTT 已连接");
  } else {
    Serial.printf("MQTT 连接失败 rc=%d\n", mqtt.state());
  }
}

5. 键位映射建议

遥控器按键	键码（示例）	指令	效果
1 ~ 5	0x16/0x19/0x0D/0x0C/0x18	`navigate`	直达各页面
CH− / CH＋	0x00 / 0x01	`navigate_rel`	向左/右循环切页
VOL＋ / VOL−	0x02 / 0x03	`play` / `pause`	媒体播放/暂停
电源	0x0B	`voice_start`	启动语音对话
静音	0x0A	`vision_set`	开/关人物识别

键码因遥控器而异——上面的 0x16/0x19… 是常见 NEC 遥控器的值，首次使用务必先跑学习模式实测。

其他可用指令（自定义映射）：ai_input（AI 页提问）、ai_company（切企业）、ai_zone（切分区）、voice_stop、next/prev（媒体）、alert（通知）——参数见 docs/mqtt-commands.md。

5.1 企业展示墙控制（/wall，39 家入驻企业滚动墙）

MQTT 控制消息（ESP32 解码红外键码后发布到 opc/display/command，JSON 载荷）：

遥控器按键	建议指令 action	params	效果	示例消息
1 / 2 / 3	`wall_speed`	`speed: "slow" \| "normal" \| "fast"`	慢速 150s / 标准 80s / 快速 40s 一圈	`{"action":"wall_speed","params":{"speed":"slow"}}`
CH−	`wall_pause`	`{}`	暂停滚动	`{"action":"wall_pause","params":{}}`
CH＋	`wall_resume`	`{}`	继续滚动	`{"action":"wall_resume","params":{}}`
电源	`navigate`	`page: "/wall"`	切换到企业展示墙	`{"action":"navigate","params":{"page":"/wall"}}`

ESP32 固件映射示例（在 §4 固件的 MAP[] 键码映射表中追加）：

// 键码 → MQTT 指令（payload 为 JSON 字符串，经 publishCommand 发布）
{ 0x02, R"({"action":"wall_pause","params":{}})" },       // VOL− 暂停墙滚动
{ 0x03, R"({"action":"wall_resume","params":{}})" },      // VOL＋ 继续墙滚动
{ 0x00, R"({"action":"wall_speed","params":{"speed":"fast"}})" },  // CH− 快速
{ 0x01, R"({"action":"wall_speed","params":{"speed":"slow"}})" },  // CH＋ 慢速
{ 0x0B, R"({"action":"navigate","params":{"page":"/wall"}})" },   // 电源 切到展示墙

前端 useMqttControl 收到 wall_* 指令后派发 dpm:wall-control 事件，展示墙页据此暂停/继续/变速；未在展示墙页时 wall_* 指令不产生副作用（安全幂等）。

6. 学习模式（首次必须）

键码采集固件（只需串口打印，不用连 MQTT）：

#include <IRremote.h>
const uint8_t IR_RX_PIN = 15;
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  IrReceiver.begin(IR_RX_PIN, ENABLE_LED_FEEDBACK);
  Serial.println("按遥控器按键，串口会打印键码（学习模式）");
}
void loop() {
  if (IrReceiver.decode()) {
    Serial.printf("address=0x%02X  command=0x%02X\n",
                  IrReceiver.decodedIRData.address,
                  IrReceiver.decodedIRData.command);
    IrReceiver.resume();
  }
}

步骤：

烧录学习固件，打开串口监视器（115200）
逐个按遥控器按键，记录每个键的 command 十六进制值
把键码填入正式固件的 MAP[] 映射表
烧录正式固件

7. 调试与故障排查

现象	排查
串口无任何 IR 输出	接线检查（OUT→GPIO15、GND、VCC）；接收头正面对遥控器；换遥控器电池
有 IR 输出但 MQTT 不发送	打印显示"未映射键码"→ 键码表没配对该遥控器；WiFi/MQTT 未连接
MQTT 连接失败 rc=5	用户名/密码错误（对照 backend/.env）
前端无反应但 MQTT 收到	`mosquitto_sub -t opc/display/command` 验证消息到达 Broker；前端需在运行且 MQTT 已连（页面右上角在线状态）
连按无效	NEC 重复码（0xFFFFFFFF）被忽略属正常；长按只发一次指令

8. 进阶扩展（可选）

学习型配置：ESP32 加按钮 + OLED，现场学习键码并存入 NVS，免改代码
多键组合：短按/长按区分（记录按下时长）→ 同一键多指令
OTA 升级：ArduinoOTA 远程更新固件
多屏控制：指令包带 client_id 过滤，指定某台大屏执行

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