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# ESP32 红外遥控控制大屏 —— 开发文档
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> 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。
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> 链路：红外遥控 → ESP32（红外接收 + 解码）→ MQTT → 前端调度器 → 页面动作
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## 1. 系统架构
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┌──────────┐ 38kHz 红外 ┌─────────┐ WiFi/MQTT ┌──────────────┐ opc/display/command ┌────────┐
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│ 红外遥控器 │ ───────────► │ ESP32 │ ───────────► │ EMQX Broker │ ─────────────────────► │ 大屏前端 │
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│ (NEC协议) │ │ 接收+解码 │ │ 192.168.1.3 │ │ 调度器 │
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└──────────┘ └─────────┘ └──────────────┘ └────────┘
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```
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- **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
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- **ESP32**：接收红外信号 → 解码键码 → 映射成指令 → MQTT 发布
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- **MQTT**：复用现有 `opc/display/command` 频道（见 `docs/mqtt-commands.md`）
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- **大屏前端**：`useMqttControl` 调度器接收指令执行（切页/媒体/语音/视觉）
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## 2. 硬件清单与接线
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| 硬件 | 型号/规格 | 数量 |
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|---|---|---|
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| 开发板 | ESP32（DevKitC / NodeMCU-32S） | 1 |
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| 红外接收头 | VS1838B / TL1838（38kHz，3 脚） | 1 |
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| 电阻 | 100Ω（限流，可选） | 1 |
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| 红外遥控器 | NEC 协议（电视/机顶盒遥控器） | 1 |
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**VS1838B 接线**（面对接收头平面，引脚从左到右）：
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| 引脚 | 接 ESP32 |
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|---|---|
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| 1 (OUT/信号) | GPIO 15（可改，见代码 `IR_RX_PIN`） |
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| 2 (GND) | GND |
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| 3 (VCC) | 3.3V（或 5V，接收头宽压 2.7~5.5V） |
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## 3. 红外协议（NEC）
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- NEC 协议：38kHz 载波，地址码 + 命令码 + 反码
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- 本方案**只取命令码（command byte）**即可区分按键，地址码忽略
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- 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）
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## 4. Arduino 固件
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依赖库（Arduino IDE 库管理器安装）：
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- `IRremote`（by Armin Joachimsmeyer，v4.x）
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- `PubSubClient`（by Nick O'Leary）
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```cpp
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// esp32_ir_mqtt.ino —— 红外遥控 → MQTT 控制大屏
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#include <WiFi.h>
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#include <PubSubClient.h>
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#include <IRremote.h>
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// ── WiFi / MQTT 配置 ─────────────────────────────────────
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const char* WIFI_SSID = "你的WiFi";
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const char* WIFI_PASS = "你的WiFi密码";
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const char* MQTT_HOST = "192.168.1.3"; // EMQX Broker
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const int MQTT_PORT = 1883;
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const char* MQTT_USER = "mqtt用户名"; // backend/.env MQTT_USERNAME
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const char* MQTT_PASS = "mqtt密码"; // backend/.env MQTT_PASSWORD
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const char* MQTT_TOPIC = "opc/display/command";
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// ── 红外引脚 ─────────────────────────────────────────────
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const uint8_t IR_RX_PIN = 15;
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// ── 按键映射表：遥控器键码 → 大屏指令 ─────────────────────
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// 键码需先用「学习模式」采集（串口打印 decodedIRData.command），再填入
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struct CmdMap { uint32_t key; const char* payload; };
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const CmdMap MAP[] = {
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// 数字键 1~5：直接切页
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{ 0x16, R"({"action":"navigate","params":{"page":"/"}})" }, // 1 → 数据大屏
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{ 0x19, R"({"action":"navigate","params":{"page":"/twin"}})" }, // 2 → 数字孪生
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{ 0x0D, R"({"action":"navigate","params":{"page":"/ai"}})" }, // 3 → AI 助手
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{ 0x0C, R"({"action":"navigate","params":{"page":"/voice"}})" }, // 4 → 语音对话
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{ 0x18, R"({"action":"navigate","params":{"page":"/screen"}})" }, // 5 → 媒体轮播
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// CH+/CH-（或左右方向）：向左/右切页
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{ 0x00, R"({"action":"navigate_rel","params":{"delta":-1}})" }, // CH- → 左切
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{ 0x01, R"({"action":"navigate_rel","params":{"delta":1}})" }, // CH+ → 右切
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// 音量+/−：媒体播放/暂停（或 next/prev）
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{ 0x02, R"({"action":"play","params":{}})" }, // VOL+ → 播放
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{ 0x03, R"({"action":"pause","params":{}})" }, // VOL- → 暂停
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// 电源键：语音对话开关
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{ 0x0B, R"({"action":"voice_start","params":{}})" }, // 电源 → 语音启动
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// OK/静音键：视觉识别开关（toggle 示例：直接开/关，可换 toggle 逻辑）
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{ 0x0A, R"({"action":"vision_set","params":{"enabled":true}})" }, // 静音 → 开识别
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};
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const int MAP_LEN = sizeof(MAP) / sizeof(MAP[0]);
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// ── 全局 ─────────────────────────────────────────────────
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WiFiClient espClient;
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PubSubClient mqtt(espClient);
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unsigned long lastReconnect = 0;
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void setup() {
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Serial.begin(115200);
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Serial.println("ESP32 IR → MQTT 启动");
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IrReceiver.begin(IR_RX_PIN, ENABLE_LED_FEEDBACK);
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WiFi.mode(WIFI_STA);
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WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASS);
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while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
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delay(500);
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Serial.print(".");
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}
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Serial.println("\nWiFi 已连接: " + String(WiFi.localIP()));
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mqtt.setServer(MQTT_HOST, MQTT_PORT);
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mqtt.setKeepAlive(30);
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}
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void loop() {
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if (!mqtt.connected()) reconnect();
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mqtt.loop();
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// ── 红外解码 ──
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if (IrReceiver.decode()) {
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uint32_t cmd = IrReceiver.decodedIRData.command;
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Serial.printf("[IR] 地址=0x%02X 键码=0x%02X\n",
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IrReceiver.decodedIRData.address, cmd);
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IrReceiver.resume(); // 立即恢复接收
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sendCommand(cmd);
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}
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}
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// ── 键码 → MQTT ──
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void sendCommand(uint32_t key) {
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for (int i = 0; i < MAP_LEN; i++) {
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if (MAP[i].key == key) {
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Serial.println("[MQTT] 发送: " + String(MAP[i].payload));
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mqtt.publish(MQTT_TOPIC, MAP[i].payload);
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return;
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}
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}
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Serial.println("[IR] 未映射键码（可在学习模式后加入映射表）");
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}
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// ── MQTT 重连 ──
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void reconnect() {
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if (millis() - lastReconnect < 3000) return;
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lastReconnect = millis();
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String id = "esp32-ir-" + String((uint32_t)ESP.getEfuseMac(), HEX);
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if (mqtt.connect(id.c_str(), MQTT_USER, MQTT_PASS)) {
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Serial.println("MQTT 已连接");
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} else {
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Serial.printf("MQTT 连接失败 rc=%d\n", mqtt.state());
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}
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}
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```
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## 5. 键位映射建议
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| 遥控器按键 | 键码（示例） | 指令 | 效果 |
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|---|---|---|---|
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| 1 ~ 5 | 0x16/0x19/0x0D/0x0C/0x18 | `navigate` | 直达各页面 |
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| CH− / CH＋ | 0x00 / 0x01 | `navigate_rel` | 向左/右循环切页 |
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| VOL＋ / VOL− | 0x02 / 0x03 | `play` / `pause` | 媒体播放/暂停 |
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| 电源 | 0x0B | `voice_start` | 启动语音对话 |
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| 静音 | 0x0A | `vision_set` | 开/关人物识别 |
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> 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**。
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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`。
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## 6. 学习模式（首次必须）
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键码采集固件（只需串口打印，不用连 MQTT）：
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```cpp
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#include <IRremote.h>
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const uint8_t IR_RX_PIN = 15;
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void setup() {
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Serial.begin(115200);
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IrReceiver.begin(IR_RX_PIN, ENABLE_LED_FEEDBACK);
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Serial.println("按遥控器按键，串口会打印键码（学习模式）");
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}
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void loop() {
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if (IrReceiver.decode()) {
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Serial.printf("address=0x%02X command=0x%02X\n",
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IrReceiver.decodedIRData.address,
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IrReceiver.decodedIRData.command);
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IrReceiver.resume();
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}
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}
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```
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步骤：
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1. 烧录学习固件，打开串口监视器（115200）
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2. 逐个按遥控器按键，记录每个键的 `command` 十六进制值
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3. 把键码填入正式固件的 `MAP[]` 映射表
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4. 烧录正式固件
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## 7. 调试与故障排查
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| 现象 | 排查 |
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|---|---|
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| 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 |
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| 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 |
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| MQTT 连接失败 rc=5 | 用户名/密码错误（对照 backend/.env） |
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| 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） |
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| 连按无效 | NEC 重复码（0xFFFFFFFF）被忽略属正常；长按只发一次指令 |
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## 8. 进阶扩展（可选）
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- **学习型配置**：ESP32 加按钮 + OLED，现场学习键码并存入 NVS，免改代码
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- **多键组合**：短按/长按区分（记录按下时长）→ 同一键多指令
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- **OTA 升级**：ArduinoOTA 远程更新固件
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- **多屏控制**：指令包带 `client_id` 过滤，指定某台大屏执行
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