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(yōu)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(xié)議;PIC1018SCL
一、引言
紅外通訊技術是一種點對點的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，是傳統(tǒng)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(shù)據(jù)電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉換來實現(xiàn)無線的數(shù)據(jù)收發(fā)，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(fā)布。紅外數(shù)據(jù)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(shù)碼相機、計算器、游戲機、機頂盒、手表、工業(yè)設備和醫(yī)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(shù)據(jù)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(fā)送端將二進制數(shù)字信號調制成某一頻率的脈沖序列，并驅動紅外發(fā)射管以光脈沖的形式發(fā)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(shù)字信號后輸出。簡言之，紅外通信的實質就是對二進制數(shù)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(yōu)點。它的小型化和低成本，很適合應用在手機、電子商務、數(shù)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(tǒng)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(shù)據(jù)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(qū)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)通信這兩方面。紅外遙控的特點為距離較近，但所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量較小，一般僅為幾個至十幾個字節(jié)的控制碼。而數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)傳輸量大，傳輸速率高等特點。
(二)紅外發(fā)射
紅外發(fā)射電路主要由紅外發(fā)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(shù)據(jù)和指令通過發(fā)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?shù)臄?shù)據(jù)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(tǒng)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(xiàn)“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(xiàn)“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(fā)出一組通訊碼之后，就不斷發(fā)出只有一組高低電平的重復碼;另一種就是發(fā)出通訊碼后間隔一定時間，再重發(fā)通訊碼。就通訊碼而言，通常是由引導碼、系統(tǒng)碼、數(shù)據(jù)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(tǒng)碼也叫識別碼，它用來指示通訊系統(tǒng)的種類，以區(qū)別于其他通訊系統(tǒng)，這樣做可以防止各通訊系統(tǒng)之間相互干擾(對于室內使用的設備，由于所處的環(huán)境比較簡單，有時也是可以省略的)。數(shù)據(jù)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(jù)數(shù)據(jù)碼的數(shù)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(xié)議的制定。根據(jù)以上的分析，并結合國內外紅外通訊所使用的協(xié)議，制定了紅外通訊協(xié)議，通訊碼由起始碼、數(shù)據(jù)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(tǒng)碼的功能。
現(xiàn)將所制定的紅外通訊協(xié)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(shù)據(jù)“1”)，1000Hz，1/4占空比的脈沖波為D0(相當于數(shù)據(jù)“0”),D0和D1的波形如圖2所示;
(2)起始碼由D1、D1、D0組成;
(3)數(shù)據(jù)碼由4位二進制數(shù)組成。
(4)奇偶校驗位為D1或D0，保證起始碼、數(shù)據(jù)碼和奇偶碼中的D1的個數(shù)總共為偶數(shù)即可;
(5)結束碼為持續(xù)2ms的低電平。
紅外通訊信號：起始碼的長度為3，數(shù)據(jù)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(shù)。
如果數(shù)據(jù)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(fā)送的通訊碼傳到P2.0，經紅外發(fā)射電路驅動紅外發(fā)光管向外發(fā)射紅外信號。紅外發(fā)射電路如圖3所示。
3、紅外發(fā)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(fā)射信號從高位先送
mov signalnum,a
jc ir_sendlp1
mov tl0,time0L;發(fā)送位為“0”時，送給
mov th0,time0H;計時器0的數(shù)
ajmp ir_sendlp2
ir_sendlp1：mov tl0,time1L;發(fā)送位為“1”時，送給
mov th0,time1H;計時器0的數(shù)
ir_sendlp2:djnz r7,ir_sendquit;8位還沒發(fā)送完，跳出
setb sendfinish;發(fā)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(fā)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(lián)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(yōu)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(fā)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(shù)據(jù)的場合，特別適用于那些有線通訊無法實現(xiàn)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(tǒng)，主要針對紅外發(fā)送接收的電路原理設計以及紅外通訊協(xié)議進行了制定，該系統(tǒng)可用在紅外遙控的場合。
參考文獻
1、魏永廣.現(xiàn)代傳感技術[M].哈爾濱:東北大學出版社,2001.
2、羅志增.機器人感覺與多信息融合[M].北京:機械工業(yè)出版社,2002.
3、羅志增.簡易紅外接近覺傳感器[C].全國青年第三屆機器人學研討會論文集,1990.
4、丁鎮(zhèn)生.傳感器及傳感技術應用[M].北京:電子工業(yè)出版社,1998.
5、何立民.單片機應用系統(tǒng)設計[M].北京:北京航空航天大學出版社,2003.
6、歐陽杰.紅外電子學.北京理工大學出版社,1997.
7、趙海蘭.紅外學習機的設計原理與應用.電子元器件應用,2004.
8、裴顏純,陳志超.基于單片機系統(tǒng)的紅外遙控器設計.電子與封裝[M],2005.
(作者簡介：鄭志聰，莆田，1982.11.省略)
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