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智能家居DIY——如何通过逆向RF协议自制一个智能遥控器

来源:本站整理 作者:佚名 时间:2017-08-21 TAG: 我要投稿

随着家庭生活品质的提高,家用电器设备也越来越多,遥控器逐渐成为了家中不小的负担。厂家本身的想法是配备了遥控器,日常使用这些家电设备更加方便,但是实际却事与愿违,因为生活水平的提高,家中电器及数码设备提供了一堆的遥控器。相信大家都经历过,满屋找遥控器的尴尬。来自澳大利亚的软件工程师尼克·怀特(Nick Whyte)通过逆向遥控器的RF协议,最终DIY了一个可以操控家中所有百叶窗的遥控器。下面小编就带大家看看他是如何进行智能家居DIY的。
我对集成DIY智能家居非常感兴趣,也曾经通过黑进部分家用电器的内部系统,来进行家庭自动化的DIY改造。几个月前,我父亲购买了多个瑞克斯(RAEX)品牌433兆赫射频的电动百叶窗,以取代家里的手动窗帘。

图1:瑞克斯牌433兆赫射频电动百叶窗
注:购买的百叶窗在Spotlight上以“Motion Motorized Roller Blind”的名义销售
百叶窗给这个家带来了非同凡响的感受,尤其是对于比较懒惰的我来说,不用手动开关窗帘,这一点大为省事。但是,遥控百叶窗需要购买瑞克斯品牌遥控器。瑞克斯公司生产了不同型号的遥控器,我挑选了以下两款遥控器:

R型遥控器 (YRL2016)

X型遥控器(YR3144)
每一个房间里都放一个遥控器的做法不可行,因为遥控器的部分功能用不上,购买过多的遥控器就显得非常浪费了。事实上,不同房间的百叶窗可以被编程到同一个遥控器上使用。因此,购买多个遥控器就没有必要了。
解决这一问题就是使用名为“ RM Pro”的App。这款App,可允许用户通过智能手机来操控家电等设备。


但是,在我看来,这个App运行起来非常缓慢,完全不适合家庭自动化系统。我希望家里的百叶窗可以通过苹果智能家居系统(Apple Homekit)进行操控。
如果想要遥控到这些百叶窗,我需要做以下两件事中的任意一件:
1、逆向出RM Pro的应用程序(App)与RM Pro之间是如何实现通信的。
2、逆向出遥控器操控百叶窗的RF协议。
首先,我尝试了第一种选项,但是我无法弄清楚iPhone和集线器之间是如何进行通信的,所以我选择了放弃。此后,我开始逆向RF协议。
我在Ebay网站上购进了一套433兆赫兹Arduino开源电子原型平台的发射器和接收器。以防发射器和接收器之间链接断掉,大家也可以尝试在Ebay上购买一套433兆赫兹Arduino开源电子原型平台的发射器和接收器的链接工具。

初步研究结果
我在Google上反复搜索RAEX正在使用的协议的技术指标,但没有任何结果:
我通过FCC认证查询网站和专利查询网站找不到协议的任何技术指标。
我向RM Pro发送电子邮件想要获取其技术指标,但依旧毫无所获。
我向瑞克斯公司发送电子邮件想要获取其技术指标,他们表示不会在没有保密协议的情况下给我提供产品技术指标。
我发现RFXTRX可以在百叶窗处于T4模式和Outlook Motion模式下操控百叶窗。
我拆开了一个百叶窗遥控器,发现遥控器内部还装有微控制器(micro-controller)。但我找不到关于通用RF协议如何进行编码的相关说明文档。
我发现似乎可以通过I2C工程远程固件上的ROM芯片逆向出遥控器的固件。
获取信号数据
在收到网购的Arduino开源电子原型平台的发射器和接收器后,我将接收器与Arduino开源电子原型平台相连接,并开始尝试进行信号数据搜索。我反复进行了多次尝试,最后我找到了一条可以获取数据的路径。
获取了足够的信号数据信息后,我开始进行数据分析。我发现这些数据颇难理解,我甚至不能确定这些数据的准确性。
我进行了延伸学习,阅读了如何进行RF 逆向的相关书籍和文档。这些书本里介绍了一种方法,就是将接收器插入电脑的麦克风端口来捕捉信号,之后通过Audacity音频软件进行分析。(如下图所示)我想,何不尝试一下呢?


这一办法帮助我搜集了许多的信号数据。我搜集到了4个不同的R型遥控器和2个不同的X型遥控器的信号数据。意外的是,我还搜集到了与Broadlink RM Pro(B型)配对的8种不同设备的信号数据。
通过分析这些信号数据,我可以得出以下结论:
1、 设备之间传输的信号没有使用滚动码(rolling code)。因此,我可以通过重播捕获的信号,使百叶窗进行重复动作。
2、 设备之间传输的信号要重复至少3遍(根据所使用的遥控器类型不同而有所区别)。

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