遥控车库门电机限位怎么调节（我是怎么打开车库门的）

本文以不用原配钥匙无线电遥控打开车库电动卷帘门为目标，深入研究了ASK/OOK的编／解码，并用树莓派五元钱的发射模块实现了打开车库门的各种姿势。本文适用于主流315/433MHz射频遥控。

背景

车库装了电动卷帘门，为了了解其安全性，也是为了能自主控制，研究了下其遥控原理。其实在这个过程中，我测试了家里几乎所有的无电线遥控器，包括电动窗帘、投影幕布、电动衣架、车钥匙。除了车钥匙，其它都是类似的，即ASK/OOK编码。

ASK，简单的理解，就是调幅，用不同的幅度来代表不同的信息。OOK是ASK的特例，因为只有0和1要表示，可以用有载波来代表1，无载波来代表0。但实际上并不是这么直接，通常会加上脉宽调制（PWM）以提高抗干扰能力。

用HackRF确定可行性

据说有的车库门是滚动码的（编码是变化的），我们可以先用HackRF做个简单的重放攻击测试。

录制2秒的信号并重放：

hackrf_transfer -f 433920000 -s 2000000 -a 1 -r capture.raw -n 4000000 -g 40 -l 16 hackrf_transfer -f 433920000 -s 2000000 -a 1 -t capture.raw -x 40

部分运行提示：

call hackrf_set_sample_rate(2000000 Hz/2.000 MHz) call hackrf_set_hw_sync_mode(0) call hackrf_set_freq(433920000 Hz/433.920 MHz) call hackrf_set_amp_enable(1) samples_to_xfer 4000000/4Mio Stop with Ctrl-C 3.9 MiB / 1.000 sec = 3.9 MiB/second 3.9 MiB / 1.000 sec = 3.9 MiB/second 0.3 MiB / 1.000 sec = 0.3 MiB/second Exiting... hackrf_is_streaming() result: streaming terminated (-1004)

实测用录制的信号是可以控制的（如果不行，注意调整HackRF放大器的增益）。但这个没多大技术含量，而且成本高，数据量也大。我们的目标是解码后再重新编码／重放。

用GNU Radio录制信号

用GNU Radio搭一个简单的接收框图，一方面将接收信号保存到文件，另一方面将信号以瀑布图显示作为实时反馈。因为遥控信号是433.92MHz，中心频率设在这个附近都可以；采样率2M就够了。

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下图是运行时的瀑布图，其中按了5次遥控器。

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用 Inspectrum 手动解码

用apt-get安装inspectrum，或下载最新的Inspectrum代码，按照文档自行编译。试过Debian和Mac下都没问题（Mac下用MacPorts要安装一堆依赖）。编译就不多说了，下面是解码的主要步骤：

用Inspectrum打开前面录制的文件，设置采样率为录制时的采样率（2M）；
水平拖动，找到有信号的区域；
在原始信号上右键，Add derived plot => Add sample plot；
此时原始信号上会出现两条水平线，用鼠标拖动，调节中心频率的位置和宽度；
在原始信号上右键，Add derived plot => Add amplitude plot；
在Amplitude plot上右键，Add derived plot => Add threshold plot；
勾选”Enable cursors”，此时会出现两条竖线；
Zoom放大信号图，移动两条竖线，使其宽度包含一个符号。注意跳过前导的高低电平（start1, start0）。数据通常是脉宽编码的，一对高低电平的组合代表一个bit：高电平较宽的代表1，低电平较宽的代表0。从图中应该能看出这个规律。
改变符号数，使其包含整个信号区域（图中是65个符号，这相当于完整的key），并调节首尾对齐（结束时通常有较长的低电平），这时可以得到符号的速率，即波特率（对OOK，其实等同于比特率）。

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最后，在Amplitude plot或Threshold plot上分别点右键，Extract symbols (to stdout)，可以得到解码的数据。其中前者相当于模拟信号，简单理解：正数代表1，负数代表0；后者才是我们想要的bit流。

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为确认解码正确，可以再选一段信号区域，做同样的操作，看结果是否一致。毕竟ASK抗干扰不强，有时候可能会差一两个bit。通常，按一下遥控器，同样的数据会重复发送几次。

遥控信号编码分析

根据前面的解码，以及对更多遥控器的分析，可以归纳出一个模型。一个ASK信号包含如下部分（参数）：

start1: 起始的高电平时间长度；
start0: 起始的低电平时间长度；
stop0: 结束的低电平时间长度；
period: 每个bit的周期，在PWM编码中，每个bit都对应一对高/低电平，而且总是先高后低；
duty: 占空比，比如占空比是75%，则意味着一个周期内如果75%左右是高电平，则代表1; 而75%左右是低电平则代表0；
bits: 实际的bit流。

这里的占空比肯定是大于50%的，通常在75%左右比较合适，这样既能拉开（每个周期内）两种电平的比例差，减少接收端的误判；又能保证接收时能采样到两种电平，也是为了减少误码。试想对于99%的占空比，1%周期的电平很可能被接收端采样不到，导致采样到199%（甚至更长）周期的同一种电平，这样解码时就会出错。

发射模块

最初，我是想用GNU Radio做ASK/OOK编码并发射的。万能的HackRF和SDR按说能搞定这个小Case。

研究了下，发现这并不是一件容易的事。需要使用很多的模块。这也许是一个很好的GNU Radio的练习题。但我还是先看下有没有更简单的办法。

然后口水了一下TI的EZ430-Chronos手表，找了下“廉价”的RFcat，发现并不容易买到。最后在万能的假货宝发现了真正廉价的东东：只要5元！（你买不了吃亏，买不了上当。。）

这个模块很简单，就是把输入的信号以433/315M的载波调制／发射出去。DATA为高电平，就按高电平调幅输出（请注意，这里调制的是电平，并不是数据。也就是说，数据”1″对应多长时间的高电平，多长时间的低电平，这个模块都不管的——这些是编码模块要处理的事）。

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用Python编码

为了代码的模块化，也是为了减少发射时的计算量，我们采取先编码再发送的方案。根据前面建立的ASK信号的模型，将这个信号编码为高低电平交替的波形，并用一个数组表示，数组中每个元素存储高低电平切换时对应的时间戳。波形总是以高电平开始。

起始／结束电平的时长、占空比这些参数理论上并不需要严格准确，但这取决于接收端的宽容度，所以我们还是尽量忠实于原信号。

下面是核心的Python代码片断，其中ts是时间戳数组。

def encodePWM(self, ts): t = 0 ts.append(t) t = self.start1 ts.append(t) t = self.start0 ts.append(t) for i in range(0, self.bits.len): w = self.duty if self.bits[i] else 1 - self.duty ts.append(t self.period * w) t = self.period ts.append(t) ts[-1] = self.stop0

用树莓派发送

发送工作就很简单了：将发射模块的DATA脚与树莓派的某个GPIO相连，电源也直接用树莓派的；

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然后根据时间戳交替翻转对应的GPIO就行了。下面是Python的核心代码。

def send(self, ts): b = 1 t1 = time.time() GPIO.output(self.pin_tx, b) t1 -= ts[0] for t in ts[1:-1]: b = 1 - b wait = t1 t - time.time() if wait > 0: time.sleep(wait) GPIO.output(self.pin_tx, b) wait = t1 ts[-1] - time.time() if wait > 0: time.sleep(wait)

用sleep控制时间尽管有一定误差，脚本语言的运行也没那么快，但实测是够用的。下图是示波器上看到的DATA引脚的波形图（两个通道都连着DATA脚）。

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