紅外技術論文

紅外技術論文

　　紅外是紅外線的簡稱，它是一種電磁波。下面是由學習啦小編整理的紅外技術論文，謝謝你的閱讀。

　　紅外技術論文篇一

　　淺談紅外通訊技術

　　摘要：本文主要介紹紅外通訊技術，簡單闡述了紅外通訊技術的優點、缺點和應用，并從軟件和硬件的角度介紹了一種比較容易掌握的紅外通訊技術。

　　關鍵詞：紅外通訊;通訊協議;PIC1018SCL

　　一、引言

　　紅外通訊技術是一種點對點的數據傳輸協議，是傳統設備之間連接線纜的一種替代。它的通訊距離一般在0～1m之間，傳輸速率最快可達16Mbps，通訊介質為波長為900nm左右的近紅外線。紅外通訊技術是目前在世界范圍內廣泛使用的一種無線連接技術，它主要通過數據電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉換來實現無線的數據收發，可用來取代點對點的線纜連接。

　　目前，4Mbps速率的FIR技術已被廣泛使用，16Mbps速率的VFIR技術也已經發布。紅外數據通訊技術的應用領域紅外通訊技術通常被應用在筆記本電腦、臺式電腦和手持電腦、打印機、鍵盤鼠標等計算機外圍設備，以及電話機、移動電話、尋呼機、數碼相機、計算器、游戲機、機頂盒、手表、工業設備和醫療設備、網絡接入設備(如調制解調器)等方面。紅外通訊技術已被全球范圍內的眾多軟硬件廠商所支持和采用。目前，各主流軟件和硬件平臺均提供了對它的支持。紅外技術已被廣泛應用在移動計算和移動通訊等設備中，而且巨大的裝機量使紅外無線通訊技術有了龐大的用戶群體。

　　二、紅外通訊技術

　　(一)紅外通訊技術簡介

　　紅外通信是利用紅外線作為傳遞信息的媒體，即通信信道。紅外線是波長在750nm~--1mm之間的電磁波，是人眼看不到的光線。紅外數據傳輸一般采用紅外波段內的近紅外線，波長在0.75m～25m之間。發送端將二進制數字信號調制成某一頻率的脈沖序列，并驅動紅外發射管以光脈沖的形式發送出去。接收端將接收到的光脈轉換成電信號，再經過放大、濾波等處理后送給解調電路進行解調，還原為二進制數字信號后輸出。簡言之，紅外通信的實質就是對二進制數字信號進行調制與解調，以便利用紅外信道進行傳輸。

　　1、紅外通訊技術的優點。它的小型化和低成本，很適合應用在手機、電子商務、數字照相機等便攜式產品中。相對簡單的紅外連接使它能適應不同的操作系統和大范圍的傳輸速率紅外連接比有線連接更安全可靠，它避免了因線纜和連接器磨損和斷裂造成的檢修。通常兩個紅外設備必須在視線上直接對準，才能進行數據交換，這就提供了一個固有的安全品質保證。不像無線電頻率，紅外光不會穿墻而過，因而在一個封閉的區域內，紅外光是一種安全的傳輸媒介。

　　2、紅外通訊技術的缺點。紅外通信技術的主要缺點是通訊距離短。通訊過程中不能移動，遇到障礙物時，通信就會中斷，另外目前廣泛使用的SIR標準，其通訊速率也較低。事實上，紅外通訊技術的主要目的是取代線纜連接進行無線數據傳輸，因而功能單一、擴展性差。

　　3、紅外通訊技術的應用。紅外通訊有著成本低廉、簡單易用和結構緊湊的特點，因此在小型移動設備中獲得了廣泛的應用。從應用領域來看，紅外通訊主要應用于遙控和數據通信這兩方面。紅外遙控的特點為距離較近，但所需傳輸的數據量較小，一般僅為幾個至十幾個字節的控制碼。而數據的紅外通訊乃是最近幾年剛興起的一種較新的技術，它具有數據傳輸量大，傳輸速率高等特點。

　　(二)紅外發射

　　紅外發射電路主要由紅外發光二極管、調制電路和驅動電路組成，其功能是將存儲在單片機中的數據和指令通過發射電路傳送給接收電路。

　　1、調制及驅動電路設計。紅外通訊是將所要傳輸的數據以編碼的方式加載到紅外信號中，編碼方式是多種多樣的，目前國際上還沒有一個統一標準。編碼的實質是二次調制，按調制方式分類：目前常采用的編碼方式有頻率調制(FM)和脈寬調制(PWM)。FM調制是通過調制改變載波信號的周期實現“0”、“1”，PWM調制是在周期不變的情況下通過改變脈沖的寬度來實現“0”、“1”。就PWM編碼方式而言，一套完整的通訊碼結構也未必完全相同，大體上分為兩種：一種是發出一組通訊碼之后，就不斷發出只有一組高低電平的重復碼;另一種就是發出通訊碼后間隔一定時間，再重發通訊碼。就通訊碼而言，通常是由引導碼、系統碼、數據碼、奇偶校驗位和結束碼等信號組成，如圖1所示。其中，引導碼也叫起始碼，是用來標志通訊編碼脈沖信號的開始。系統碼也叫識別碼，它用來指示通訊系統的種類，以區別于其他通訊系統，這樣做可以防止各通訊系統之間相互干擾(對于室內使用的設備，由于所處的環境比較簡單，有時也是可以省略的)。數據碼也叫指令碼，它代表了相應的控制功能，接收器中的微控制器可根據數據碼的數值去完成各種功能操作。奇偶校驗位是提供前面奇偶校驗的，能校對接收器在傳輸過程中是否產生差錯。

　　2、紅外通訊協議的制定。根據以上的分析，并結合國內外紅外通訊所使用的協議，制定了紅外通訊協議，通訊碼由起始碼、數據碼、奇偶校驗位和結束碼四個部分組成，其中的起始碼完成了引導碼和系統碼的功能。

　　現將所制定的紅外通訊協議詳細描述如下：

　　(1)定義1000Hz，3/4占空比的脈沖為D1(相當于數據“1”)，1000Hz，1/4占空比的脈沖波為D0(相當于數據“0”),D0和D1的波形如圖2所示;

　　(2)起始碼由D1、D1、D0組成;

　　(3)數據碼由4位二進制數組成。

　　(4)奇偶校驗位為D1或D0，保證起始碼、數據碼和奇偶碼中的D1的個數總共為偶數即可;

　　(5)結束碼為持續2ms的低電平。

　　紅外通訊信號：起始碼的長度為3，數據碼的長度為4，奇偶校驗位的長度為1，構成了一個8位的二進制數。

　　如果數據碼分別為：0001、0010、0011、0100、0101。

　　其通訊碼分別為：11000011、11000101、11000110、11001001、11001010。

　　CPU將要發送的通訊碼傳到P2.0，經紅外發射電路驅動紅外發光管向外發射紅外信號。紅外發射電路如圖3所示。

　　3、紅外發射子程序。

　　ir_send:mov r7,bitnum;bitnum初始化為8

　　mov a,signalnum;通訊信號送A

　　rlc a;發射信號從高位先送

　　mov signalnum,a

　　jc ir_sendlp1

　　mov tl0,time0L;發送位為“0”時，送給

　　mov th0,time0H;計時器0的數

　　ajmp ir_sendlp2

　　ir_sendlp1：mov tl0,time1L;發送位為“1”時，送給

　　mov th0,time1H;計時器0的數

　　ir_sendlp2:djnz r7,ir_sendquit;8位還沒發送完，跳出

　　setb sendfinish;發送完，設置標志

　　Mov r7,#8

　　ir_sendquit:mov bitnum,r7

　　ret

　　(三)紅外接收

　　紅外接收電路的作用就是將紅外通訊信號接收過來，通過放大、限幅和濾波，解調為原始信號后再發送給單片機進行處理。

　　以往的接收電路都是由紅外接收二極管與放大電路組成，這樣的接收電路聯機焊接點較多，使用不夠方便。一種用于紅外接收的小型一體化接收頭PIC1018SCL，它將紅外接收管與放大電路集成為一體，這樣做的優點是它體積小，密封性好，靈敏度高，抗干擾性好并且價格低廉，可以說是接收紅外信號的一種理想裝置。PIC1018SCL僅有三個管腳，分別是電源正極、電源負極以及信號輸出端，其工作電壓在2.4～6.5V之間，只要給它接上電源即是一個完整的紅外接收放大器，使用十分方便。它的主要功能包括放大、選頻、解調幾個部分，紅外接收頭的輸出有反向作用，即發射代碼和接收代碼是反向的，輸出電平則兼容TTL，CMOS。應用PIC1018SCL的紅外接收電路如圖4所示。

　　三、小結

　　紅外通訊可用于許多需短距離傳輸數據的場合，特別適用于那些有線通訊無法實現或者便攜性要求較高的場

　　合。本文就基于單片機的紅外通訊系統，主要針對紅外發送接收的電路原理設計以及紅外通訊協議進行了制定，該系統可用在紅外遙控的場合。

　　參考文獻

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　　(作者簡介：鄭志聰，莆田，1982.11.省略)

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