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树莓派5玩转红外遥控：从硬件接线到LIRC实战的完整指南

你有没有想过，用一个小小的树莓派5，就能把家里那些“老掉牙”的空调、电视、音响统统变成智能设备？不需要换新家电，也不需要复杂的布线——只需要一个几块钱的红外接收头，再加一点代码，就能实现远程控制、语音联动，甚至自动化场景。

这并不是科幻。红外遥控技术虽然古老，但依然强大且实用。而树莓派5作为当前性能最强的树莓派型号之一，完全有能力成为你家里的“万能遥控中枢”。本文将带你一步步打通从硬件连接、信号捕获到协议解码、应用集成的全链路，让你真正掌握这套低成本高回报的技术方案。

为什么选红外？它真的过时了吗？

在Wi-Fi、蓝牙、Zigbee满天飞的今天，为什么还要折腾红外？

答案很简单：覆盖率高、成本低、无需配对、原生支持广。

几乎每台电视、空调、机顶盒都配有红外遥控器，它们不会连不上网络，也不会因为断电失联。更重要的是，你可以用一个树莓派模拟任意遥控器按键，实现“一键开关全家电器”。

而树莓派5的GPIO响应速度和系统稳定性，已经足以胜任这项任务。只要配置得当，它的红外接收精度甚至超过很多商用智能家居网关。

红外接收头怎么选？别被参数搞晕了

市面上常见的红外接收模块如 VS1838B、HS0038、IRM-3638，长得都差不多，三个引脚，黑胶封装，价格两三元一个。那该怎么选？

其实对于树莓派项目来说，只要标称频率是38kHz，工作电压支持3.3V，基本都能用。我们真正要关心的是以下几点：

🔍小贴士：如果你在阳光强烈的环境下使用（比如客厅窗边），建议选择带金属屏蔽壳的型号，或者给接收头加个黑色热缩管，避免环境光干扰导致误触发。

这些模块内部集成了光电二极管、放大器、带通滤波器和解调电路，相当于一个“红外信号翻译官”——它只认38kHz调制信号，其他杂光一律过滤。所以你不用担心灯光或太阳光让它“发疯”。

硬件怎么接？三根线搞定

接线非常简单，只需三根线：

红外接收头 → 树莓派5 GPIO ----------------------------- VCC → Pin 1 (3.3V) GND → Pin 6 (GND) OUT → BCM18 (Pin 12)

⚠️ 注意事项：
- 务必使用3.3V供电，不要接5V！虽然有些模块声称支持5V，但长时间运行可能反向影响树莓派的电源管理芯片。
- GPIO推荐使用BCM18，因为它支持边沿中断，适合精确捕捉脉冲变化。
- 如果你同时使用了HDMI屏幕或其他扩展板，请检查是否有引脚冲突。

接好后可以用万用表测一下输出脚空闲时是否为高电平（约3.3V），按下遥控器时是否会短暂拉低——这是判断硬件是否正常的第一步。

别再轮询了！精准捕获靠的是“中断”

很多人初学时会写一个死循环不断读取GPIO状态，俗称“轮询”：

while True: if gpio.read() == 0: start_time = time.time() ...

这种方法问题很大：Linux不是实时操作系统，调度延迟可能导致漏掉微秒级的脉冲。NEC协议的一个bit只有560μs，稍有延迟就会解码失败。

正确的做法是：利用边沿触发中断机制，让系统在电平变化时主动通知你。

现代树莓派推荐使用libgpiod接口，它是内核提供的标准GPIO操作库，比老旧的wiringPi更稳定、更高效。

下面是一个C语言示例，展示如何监听GPIO18上的每一次上升沿和下降沿，并记录时间差：

#include <gpiod.h> #include <stdio.h> #include <stdint.h> #include <time.h> #define IR_PIN 18 #define MAX_EVENTS 1000 int main() { struct gpiod_chip *chip = gpiod_chip_open_by_name("gpiochip0"); struct gpiod_line *line = gpiod_chip_get_line(chip, IR_PIN); if (!line || gpiod_line_request_rising_falling_events(line, "ir_sniffer")) { perror("无法注册中断事件"); return -1; } printf("正在监听红外信号... 按 Ctrl+C 停止\n"); uint64_t last_time = 0; while (1) { struct gpiod_line_event event; if (gpiod_line_event_wait(line, NULL) <= 0) continue; gpiod_line_event_read(line, &event); uint64_t now = event.timestamp.tv_sec * 1E6 + event.timestamp.tv_nsec / 1000; if (last_time) { uint64_t duration = now - last_time; const char* type = event.type == GPIOD_LINE_EVENT_RISING_EDGE ? "上升沿" : "下降沿"; printf("[%s] 脉宽: %llu μs\n", type, duration); // 超过100ms无变化，认为一帧结束 if (duration > 100000) printf("--- 新信号开始 ---\n"); } last_time = now; } gpiod_line_release(line); gpiod_chip_close(chip); return 0; }

编译运行后，当你按下遥控器，你会看到类似这样的输出：

--- 新信号开始 --- [下降沿] 脉宽: 9000 μs [上升沿] 脉宽: 4500 μs [下降沿] 脉宽: 560 μs [上升沿] 脉宽: 1690 μs ...

这些数字就是原始的脉冲宽度序列，正是解码协议的基础。

自己解析协议太累？交给LIRC吧！

虽然你可以自己写代码识别NEC、Sony等协议，但更聪明的做法是：让专业的工具来做专业的事。

这就是LIRC（Linux Infrared Remote Control）的价值所在。

LIRC 是一套成熟的开源框架，专为Linux平台设计，能够自动完成：
- 捕获原始脉冲
- 解码成按键名称（如KEY_VOLUMEUP）
- 分发给应用程序使用

如何在树莓派5上启用LIRC？

第一步：启用设备树覆盖

编辑/boot/firmware/config.txt，添加一行：

dtoverlay=gpio-ir,gpio_pin=18

保存后重启。系统会自动加载gpio_ir_recv内核模块，并创建设备节点/dev/lirc0。

验证是否成功：

ls /dev/lirc* # 应该能看到 /dev/lirc0

第二步：安装LIRC软件包

sudo apt update sudo apt install lirc

第三步：配置驱动设备

修改/etc/lirc/lirc_options.conf：

[lircd] driver = default device = /dev/lirc0

确保driver是default，device指向正确的设备节点。

第四步：学习你的遥控器

停止服务并开始录制：

sudo systemctl stop lircd irrecord --device=/dev/lirc0 ~/lircd.conf

按提示依次按下每个按键（比如电源、音量加减、频道上下）。完成后生成的配置文件包含了每个按键的脉冲模板。

把它移到系统目录：

sudo cp ~/lircd.conf /etc/lirc/lircd.conf.d/custom_remote.conf sudo systemctl start lircd

第五步：测试接收效果

运行：

irw

然后拿起遥控器乱按几下，你应该会看到类似输出：

0000000000fca05f 0 KEY_POWER my_remote 0000000000fca05e 1 KEY_VOLUMEUP my_remote

格式说明：
- 第一段是十六进制的原始码
- 第二段是重复计数
- 第三段是解码后的按键名
- 最后是遥控器别名

恭喜！你现在拥有了一个可编程的红外接收系统。

实际能做什么？这些玩法你一定想不到

你以为只能用来控制电视？太局限了。结合一些创意，它可以变得非常强大。

🎯 场景一：用旧遥控器控制Home Assistant

通过MQTT桥接，你可以把LIRC收到的KEY_*事件转发到Home Assistant：

import paho.mqtt.client as mqtt from subprocess import Popen, PIPE client = mqtt.Client() client.connect("localhost", 1883) # 使用 irw 实时读取事件 proc = Popen(['irw'], stdout=PIPE, stderr=PIPE) for line in proc.stdout: data = line.decode().strip().split() if len(data) >= 3: key_code, repeat, key_name = data[0], data[1], data[2] client.publish("home/ir/command", key_name)

然后在 Home Assistant 中监听这个主题，就可以执行自动化动作，比如：
- 按KEY_PLAY→ 启动播放音乐
- 按KEY_LIGHTS→ 打开卧室灯

🎮 场景二：打造复古游戏厅启动器

把树莓派5装进老式VCR盒子，接上CRT电视，再用一个NES风格的遥控器来选择游戏。每次按下“菜单”键就弹出 RetroPie 主界面，是不是很有感觉？

🔐 场景三：做一把物理“快捷键”触发器

不想敲命令？那就用遥控器当“快捷键盒子”：
- 按A键 → 锁定电脑
- 按B键 → 开启录屏
- 按C键 → 发送Slack状态更新

完全脱离键盘鼠标，极客范儿十足。

遇到问题怎么办？这些坑我替你踩过了

❌ 问题1：按遥控器没反应，irw无输出

排查步骤：
1. 检查/dev/lirc0是否存在
2. 查看dmesg | grep ir是否有错误信息
3. 确保没有其他程序占用了GPIO18（比如某些音频扩展板默认占用）
4. 尝试更换为其他GPIO（如BCM23），并在config.txt中同步修改

❌ 问题2：信号不稳定，偶尔识别失败

常见原因：
- 光源干扰（强日光、LED灯闪烁）
- 接收头离发射源太远或角度偏差大
- 供电不稳（建议外接LDO稳压）

解决方案：
- 加遮光罩
- 使用屏蔽线
- 在代码中加入最小脉宽过滤（<100μs的噪声丢弃）

❌ 问题3：蓝牙/WiFi干扰导致系统卡顿

树莓派5的无线模块和GPIO共享资源，高负载时可能影响中断响应。

建议：
- 关闭不用的蓝牙功能：sudo systemctl disable bluetooth
- 或改用USB红外接收棒（免驱型），绕开GPIO竞争

进阶思路：不止于“接收”，还能“发射”！

你可能不知道，树莓派不仅能接收红外信号，还能发射！

只需换一个红外发射二极管（如IR LED）接到另一个GPIO（如BCM17），配合lirc_rpi的发送功能，你就能模拟任何遥控器。

比如：
- 定时关闭空调
- 远程帮爸妈打开电视机
- 编写脚本批量测试所有家电遥控功能

发射端配置也很简单，在config.txt中添加：

dtoverlay=gpio-ir-tx,gpio_pin=17

然后在LIRC配置中启用发送设备即可。

写在最后：小技术，大用途

红外技术或许不再前沿，但它依然是连接新旧世界的桥梁。而树莓派5的强大之处，就在于它既能跑最新的AI模型，也能完美驾驭这种“古董级”通信方式。

掌握这套组合技能，意味着你不仅学会了：
- GPIO中断编程
- 设备树配置
- Linux驱动协作
- 用户态服务集成

更重要的是，你获得了一种思维方式：如何用最低成本解决实际问题。

下次当你看到那个积灰的空调遥控器，别急着扔——也许它正等着被你的树莓派唤醒，开启一段新的智能旅程。

如果你动手实现了类似项目，欢迎在评论区分享你的遥控器改造故事！我们一起把“老物件”玩出新花样。