可遥控应援棒的控制信号

应援棒与遥控设备

演唱会的应援棒可以分区遥控开关变色。淘宝和阿里巴巴上有不少在售，具体可以参考这些商品的介绍。

遥控器可以通过上面的按键控制发射无线控制信号，不同分区的应援棒接收信号变换各自的灯光，从而实现分区场控（废话）。有的遥控器上还有DMX512接口。

这些设备的控制大概率通用（都是深圳几家厂产的）。控制信号有433.92MHz和2.4GHz两种频率，前者更常见，本文介绍的也是这种。

信号捕捉

我用的是HackRF One（硬件）+Universal Radio Hacker（软件）录制遥控器信号，反正随便什么SDR都行。

最简单的OOK（On-off keying）信号，频率433.92MHz，波特率3936（即每个信号持续254μs，实际录下来的是这么多，不确定是不是应该是4000）。

Universal Radio Hacker会自动识别为ASK，然后解析出对应的二进制串。

总体来说，是在用牛刀杀鸡。

信号分析

以“所有分区都长亮白光”为例，OOK信号解析后的二进制串为：

11111111000011110010010010010010010010010011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011010010010010010010010011010010010010010011010010011010010011011010010010

标了颜色之后特征就很明显了，最前面蓝色的17个bit固定，然后每两个绿色的bit（01）后面接一个红色的bit。这些红色的bit是实际有意义的数据，我们把它们分离出来（实际上述信号会重复数次防止干扰，重复之间有间隔，所以最后面应该加几个0，这里就忽略了）。

00000000 11111111 11111111 11111111 00000001 00000100 10011000

总共56个bit，分成7组，每组8个bit。

最前面紫色一组表示功能，其数值决定了后面有多少组，每组的定义是什么，在后面“编码规则”一节详细讨论。

最后面橙色一组是checksum，其数值等于前面n组（这里n=6）都加起来再加10010110，取末尾的8个bit。

比如这里 00000000 + 11111111 + 11111111 + 11111111 + 00000001 + 00000100 + 10010110 = 1110011000

一些常量

介绍编码的规则之前先做一点准备工作。应援棒在不接收新的信号的情况下，会保持一种固定的颜色和固定的闪烁状态。这些颜色和闪烁状态用以下数字表示：

颜色：

0(0000): 红色    1(0001): 绿色    

2(0010): 蓝色    3(0011): 粉色    

4(0100): 白色    5(0101): 黄色    

6(0110): 浅蓝    7(0111): 浅绿    

8(1000): 紫色    9(1001): 橙色    

10(1010): 浅粉    11(1011): 没那么浅的蓝    

12(1100): 浅黄    13(1101): 没那么浅的绿    

14(1110): 浅红    15(1111): 更亮的白色    

名字乱写的，屏幕上的颜色更是乱选的，请以实物为准。

总共16种颜色，括号内的是二进制数，此外还有特殊的(10101010)，表示颜色不变。

闪烁状态：

0(0000): 长暗（不亮）    1(0001): 常亮    

2(0010): 慢速闪烁    3(0011): 中速闪烁    

4(0100): 快速闪烁    

5(0101): Fade in    6(0110): Fade out    

11(1011): 闪烁状态不变    

注意这个Fade in和Fade out比较坑爹，必须要Fade in点亮的才能Fade out熄灭，猜测做出来就是为了实现呼吸灯的效果，所以总是成对出现，就没考虑单独使用的场景。

编码规则

“信号分析”一节提到，编码的前8个bit定义了后面内容的具体含义，依此进行分类：

指定分区变更（00000000）

指定的分区的应援棒变更为指定的颜色和指定的闪烁状态，应该是最常用的一种类型。

还是上面“所有分区常亮白光”的例子：

00000000 11111111 11111111 11111111 00000001 00000100 10011000

最前和最后的8个bit已经有了明确的定义，剩下中间的5组。

11111111 11111111 11111111 00000001 00000100

最后一组是颜色，倒数第二组是闪烁状态。如上一节所示，00000100代表白色，00000001代表常亮。

前面的两组代表分区的选择，各个比特对应的分区依次为：

HGFEDCBA PONMLKJI

第三组固定为11111111，实际改了也没影响，不清楚是不是给另外8个分区预留。

再举一个例子：

00000000 00000101 00000000 11111111 00000100 10101010 01001000

表示A, C两个分区的应援棒维持当前颜色不变，闪烁状态变更为快速闪烁。

所有分区变色（11000000）

一次性让不同分区的应援棒变更为各自不同的颜色。

举个例子：

11000000 01000001 00000000 00000000 00000000 00000000 10010111

中间的五组：第一组前半表示A分区的颜色，后半表示B分区颜色，第二组前半C分区，后半D分区，依此类推。

所以这串码会让A分区变更为白色(0100)，B分区变更为绿色(0001)，CDEFGH分区变更为红色(0000)。

这里有个问题，分区总共有A到P共16个，但这串码只能覆盖到10个。我手里只有A到H共8个分区的应援棒，所以不清楚后8个分区的应援棒会如何响应。

解锁（11011010）

应援棒接收信号变换状态后会锁定当前状态，无法再通过物理按键改变颜色。解锁即恢复该按键的功能。

11011010 11111111 11111111 11111111 00000001 00000000 01101110

中间的五组，前两组表示分区，后三组的数值对信号效果无影响。

脉冲（10100110）

所有分区应援棒闪一下，然后快速熄灭。

举例：

10100110 00000111 01000011

与前面几种长度不同，除去头尾的两组，只有中间的一组8个bit表示脉冲的颜色，这里是浅绿色（0111）。

上述编码均来自遥控器的按键操作，不清楚连接DMX512接口时是否会使用另外的编码类型。

参考本节内容写编码，再按照“信号分析”一节还原为“原始”二进制串，之后就可以用各种能发射433.92MHz信号的设备控制应援棒了，便宜的比如Arduino加上对应模块。

题外话

1. 几年前的应援棒和遥控器之间通信用的也是433.92MHz的频率，但编码的规则不同（比如小黄鱼上卖的旧遥控器大多是老编码的），不排除后面厂商会再次更新。

2. 大多数商家都不愿意卖少量不同分区的应援棒，淘宝上问了很多家都要200根起。反而是阿里巴巴上有个别（可能是接近源头的）商家愿意单卖。

3. 感叹一下，编程菜鸟在嵌入式平台上写程序真的太折磨了……