全蓝牙遥控器初体验

本文探讨了现代电视采用蓝牙遥控器取代传统红外遥控的技术转变,着重介绍了全蓝牙遥控器解决方案中存在的两大挑战及其解决方法,包括开机后未连接遥控器时的配对提示问题及连接中断后的异常处理。

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以前的电视都是红外遥控器来进行电视的遥控,主要依托于电视上的红外模块和遥控器上的红外模块进行通信,进行按键的接收。

随着技术的演进,蓝牙遥控器已经成为主流。得益于功耗低,操作更灵敏,续航时间久等优点,目前市面上主流的电视基本都是蓝牙遥控器并且带语音操作功能。

另外,最强大的是市面上的部分电视已经用上全蓝牙遥控器的解决方案,电视已经完全取消了红外接收,全靠蓝牙通路进行遥控。

 

产品痛点和可靠性要求:因为电视如果取消掉红外接收头后,没有蓝牙遥控器进行连接的时候,电视是无法进行正常使用的,所以就需要在电视没有蓝牙遥控器配对信息的时候去提示用户进行遥控器的连接操作,正常使用时如发现有异常断开也需要有对应的提示,对此功能的依赖非常强,如果遥控器无法连接,则电视变砖。

 

最近在做全蓝牙遥控器的时候,有下面两个核心问题需要解决掉:

1、电视开机后如果没有蓝牙遥控器连接,此时的电视无法进行操作,需要弹出蓝牙的配对界面提示用户去进行遥控器的连接;(主动自检)

2、在蓝牙遥控器已经连接上电视后,如果在平时的使用过程中发生蓝牙遥控器断开,或者电视端配对信息异常丢失的时候,需要有提示或者弹出配对界面让用户重新连接。(被动检测)

 

在处理问题1时,开机后发现随机出现无法唤起配对界面。

常驻Service A(Mainfest含有Persist属性)会在在开机完成后自启动,启动时会去检测系统有无蓝牙遥控器进行连接,如果没有连接的话会去启动APP B中的配对界面中让用户去进行蓝牙遥控器的连接。

最初的思路是Service A发隐式广播出去,APPB 收到此广播后,然后做逻辑去决定是否要启动配对界面。但此种方式实验后,发现经常在开机的时候广播发出来后会一直会卡住,无法正常分发出去,往往过上很久APP B才会收到去启动配对界面B。刚开机完成后,自己手动用命令发送广播发现也是这种现象。

猜测可能是开机的时候系统CPU比较繁忙,导致处理不过来,广播也会卡好久。

果断重新换了一种方法,通过隐式调用Action启动配对界面。

将APP B中决定是否需要启动配对界面的逻辑挪到Service A中去,Service A做完逻辑后通过发配对界面对应的Action来启动APP B中的配对界面。Action方式实验后开机配对界面启动正常。(不太建议直接用包名+类名启动,显示调用导致后面维护起来难度增大)

 

问题2 出现蓝牙遥控器断开后检测流程会跑很多次,导致状态混乱。

a. 开机后首先会在Service A中注册蓝牙遥控器连接状态改变的广播在后台监测遥控器的状态变化。因为蓝牙遥控器符合蓝牙的HID协议,我们可以

利用广播android.bluetooth.input.profile.action.CONNECTION_STATE_CHANGED

和BluetoothProfile.ServiceListener 监听者的回调来检查遥控器是否有正常连接。

 

b.检测蓝牙遥控器有无连接的时候会利用HandlerThread开启一个线程来进行遥控器相关状态的处理,连接成功后注销掉此线程。发现在遥控器状态发生变化的时候会重复多次调用此线程导致检测线程经常多跑几次,比较混乱,本来想利用变量控制是否有在线程中,发现效果并不好。

后面改进了一下,如果发现HandlerThread已经在isAlive运行的时候,就不再做重复的检测动作,验证可以满足条件。

 

自己验证了一下基础功能基本稳定,经过测试同事的测试后,就看后面的稳定性和可靠性了~

时下智能语音交互市场火热,越来越多的设备都开始支持远场AI语音交互。 例如:智能音箱,智能电视等等。但这类产品的识别率和误唤醒率还需再不断的优化提升,以至于日常生活中人们还是离不开各式各样的遥控器。而蓝牙语音遥控器这一产品,作为远场语音交互的一个近场配件,也搭上了这趟语音交互的快速列车,成长速度令人惊讶。基于Actions炬芯的ATB1103芯片的语音遥控器,打造了一个AIoT时代的高性价比精品。 一、遥控器应用总体架构 遥控器总体架构分四层,从上到下依次为应用层、应用框架层、硬件抽象层、底层驱动层 1.1、应用层 • 应用状态机– 事件触发让遥控器应用处理不同的状态 • 应用定时器– 定时触发不同的事件,驱动遥控器正常运行 • 应用输入处理– 处理底层来的不同按键消息 • 应用音频输入处理– 将底层的音频处理消息,进行编码,然后通过蓝牙发送给对端设备 • BLE profile – HID profile,提供按键输入输出接口服务 – BAS service,提供电池服务 – DIS service,提供读取设备基本信息的接口服务 – ota profile,提供OTA 升级服务 1.2、应用框架层 • 输入管理– 按键映射处理、按键过滤机制 • 消息管理– 消息分配和释放、 消息发送和接收 • 内存管理– 动态内存管理 • 闪灯管理– 灯资源分配和释放 • 电池管理– 电量读取、电量管理策略 1.3、硬件抽象层 将应用层和驱动层剥离开的中间件层 1.4、底层驱动层 底层硬件操作接口 二、遥控器模块流程概述 2.1、系统启动 系统相关初始化、板级相关外设初始化、蓝牙协议栈相关初始化、HidApp 应用初始化,并进入Main 主循环,等待消息处理 2.2、遥控器状态机 遥控器在运行过程中,主要靠如下3 种状态维持他的正常运行。 2.2.1. 触发遥控器进去空闲状态的事件: > 广播状态,没有连接成功,出现超时事件,进入idle > 连接状态,断开连接,如无操作主动断开连接,然后进入idle 2.2.2. 触发遥控器进入激活状态的事件: > 空闲状态,有按键、首次上电,进入激活状态 > 连接状态,出现异常断开,需要回连,进入激活状态 2.2.3. 触发遥控器进入工作状态的事件: > 激活状态下,配对成功或者回连成功,进入工作状态。 2.3、按键处理 由于遥控器的键值较多,通常用矩阵键盘方式以节省pin 的使用。当使能Key 模块后,Key 控制器就会处于矩阵扫描状态,当检测到外部按键有值时,就会产生中断,中断就将按键信息上报给应用。 2.4、红外处理 • 在非连接状态下,按下按键,就会发射红外码,进而通过红外操作对端设备,如使用红外进行配对. • IRC 协议上,最短的红外码重发时间为108 ms,而按键的重复上报时间,可能小于108ms,也可能大于108ms,因此按键输入和红外发送模块时间上存在三种可能: 2.4.1. 慢速点按 慢速点按动作特征是在大于Trpc 时间后有多次的按键输入。在Ta 时刻,发出初次按键值,在Tb 时刻,不做任何响应,在Tc 时刻,继续发送检测到的按键值,不会发送重复码. 2.4.2. 快速点按 快速点按的动作特征是用户在Trpc 时间内有两次或者以上的按键按下弹起的动作. 在Ta 时刻,将发送出初次按键,而Tb 时刻并不发送按键值,在Tc 时刻,如果按键仍然是按下状态,将发出按键值,否则将丢掉按键值. 2.4.3. 长按 长按的动作特征是按键按下后,一直不放开。此时CPU 检测到按键的持续按下,则在Ta 时刻发送出初次按键,发送出此时按键对应的红外键码,而在Trpc 时间内没有检测到按键的松开,则在Tb 时间输出重复码,直至检测到按键弹起为止. 2.5、语音采集 • 当启动Voice Key 后,ADC 开始采集 • 采集的数据通过DMA 搬运到应用的循环buffer 中,同时发送消息给Main 线程,让其处理语音数据。 • 如果Main 线程处理速度不够快,audioin 驱动就会因为分不到buffer,而将采集的语音数据丢弃。 2.6、BLE数据传送 • 将audioin 驱动发送上来的数据进行编码压缩。 • 然后将编码后的压缩数据切成几个20byte 的数据包 • 最后通过hid profile notify 接口发送给BLE 协议栈 2.7、应用软件Timer管理模块 2.8、LED管理模块 遥控器定义了几种LED 指示灯,用于指示遥控器的一些状态,如下表所示 通常遥控器只有一个物理的LED 灯用于各种场景的指示,这就需要软件上让其分时复用,如果同时需要显示两种状态,状态需要定义优先级,优先级高的状态先指示。如在配对模式下,处于闪灯状态下,这时候按下按键,那么灯还是处于快闪状态。 2.9、O
【软件功能】 蓝牙遥控器软件,可以将你的手机变成一部电脑遥控器,使用手机可以控制电脑的鼠标操作、键盘的输入,如果你的手机具有手写功能,还可以将你的手机变成手写板。 这个软件分为两部分,一个是安装到手机上,另一个安装在电脑上。 手机端: 软件文件名为BtRemoteControl.jar,它要求安装的手机具有java功能,并支持MIDP2.0,具有蓝牙功能。 电脑端: 要想在电脑上运行遥控器,要求安装蓝牙驱动程序widcomm驱动或IVT BlueSoleil驱动。 同时,还要求电脑上安装.net运行库2.0,如果你的电脑没有安装,必须先安装Microsoft .NET Framework 2.0 。 【使用说明】 电脑端的安装使用: 蓝牙遥控器电脑端在电脑上安装后,双击图标桌面上产生的图标。 首先在“请选择接受遥控的蓝牙虚拟串口”后面,选择蓝牙的虚拟串口名字,软件里已经包括了从com1到com20的串口名字,请根据自己机器上的蓝牙虚拟串口名字选择,如果你无法确定,可以用手机上的蓝牙遥控器软件测试1下。 选择好串口名字后,点下“打开串口”按钮,将显示“蓝牙串口状态:"已打开,这时就可以接受手机方的控制了。 手机端的安装使用: 和其它的JAVA程序在手机上的安装过程一样,先用蓝牙、红外线或数据线将手机与电脑连接,将BtRemoteControl.jar安装到手机,在手机的功能表里就会出现“蓝牙遥控器”标志,运行软件,会出现“启动蓝牙”选择,运行该选择,软件将搜索周围准备接受遥控的电脑上的蓝牙设备,搜索片刻后,将显示搜到蓝牙设备,并接着显示蓝牙设备上的蓝牙虚拟串口服务是否存在。 如果搜索后显示未找到蓝牙设备,请检查你的手机是否启动了蓝牙,你的电脑上的蓝牙驱动程序是否启动,蓝牙设备是否插好。 在找到蓝牙设备和蓝牙上的虚拟串口后,手机上将会有如下3个菜单选择: 发送测试:用来测试电脑上的蓝牙虚拟串口是否可以接受数据,同时可以测试出蓝牙虚拟串口的名字,供电脑方的遥控软件设置使用,按下这个按钮,就可以向电脑的虚拟串口发送1个数据,测试串口。 控制鼠标和键盘:选择了这个菜单,将显示遥控鼠标、键盘界面.这个选择有3个功能,用户可以按下#号键,在这三个功能之间切换,这三个功能: 1、遥控鼠标。手机方向键的上下左右四个键,控制鼠标上下左右移动,按下0键,遥控单击鼠标右键,按下9键,遥控单击鼠标左键,按下ok键,遥控双击鼠标左键。按下1,3,7个键,调整鼠标移动的距离,1键是短距离,3键是中距离,7键是长距离。 2、遥控鼠标自动移动。按下上下左右四个方向键,鼠标将按照操作自动上下左右移动,一直到屏幕的边缘才停止,按下*号键,停止自动运行。 3、遥控键盘。按下手机上的0到9号键,将向电脑发送命令0到9,在电脑上,可以进行设置,当接到命令时如何控制键盘。电脑端的操作如下图,选择接到命令时,要按下的按键,点“添加”按钮,就可以添加成功,选择后,殿下“删除”按钮,就可以删除: 文字输入:按下这个菜单,将可以输入文字到电脑。在手机中输入文字,然后点下“发送文字”按钮,就可以将文字发送到电脑了。
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