红外通信协议及原理精讲

红外通信协议及原理精讲
红外通信是利用近红外波段的红外线作为传递信息的媒体，即通信信道。

发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发射管发射红外信号。

接收端将接收到的光脉转换成电信号，再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调，还原为二进制数字信号后输出。

常用的有通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制(PWM)和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制(PPM)两种方法。

简而言之，红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制与解调，以便利用红外信道进行传输;红外通信接口就是针对红外信道的调制解调器。

红外协议栈
自1993年起，由HP、COMPAQ、INTEL等多家公司发起成立了红外数据协会(Infrared Data Association,简称IRDA)，建立了统一的红外数据通信标准。

红外数据协会(IRDA)成立后，为了保证不同厂商的红外产品能够获得最佳的通信效果，红外通信协议将红外数据通信所采用的光波波长的范围限定在850至900nm之内。

一年以后，第一个IRDA的红外数据通讯标准——IrDA1.0发布，又称为SIR(Serial InfraRed)，它是基于HP开发出来的一种异步的、半双工的红外通信方式。

通过对串行数据脉冲和光信号脉冲编解码实现红外数据传输。

IrDA1.0的最高通讯速率只有115.2Kbps，适应于串行端口的速率。

1996年，该协会发布了IrDA1.1标准，即Fast InfraRed，简称为FIR。

FIR 采用了全新的4PPM调制解调技术，其最高通讯速率达到4Mbps，这个标准是目前运用得最普遍的标准，我们在采购红外产品时也应注意这标准的产品。

继
IRDA1.1之后，IRDA又发布了通讯速率高达16Mbps的VFIR技术(Very Fast InfraRed)。

不断提高的速率使红外线使它在短距无线通信领域占有一席之地，而不仅是数据线缆的替代。

红外线的传输距离为1~100CM，传输方向的定向角30度，点对点直线数据传输。

IrDA标准都包括三个基本的规范和协议：红外物理层连接规范
IrPHY(Infrared Physical Layer Link Specification)、红外连接访问协议IrLAP(Infrared Link Access Protoco1)和红外连接管理协议IrLMP(Infrared Link Management Protoco1)。

IrPHY规范制订了红外通信硬件设计上的目标和要求;IrLAP和IrLMP为两个软件层，负责对连接进行设置、管理和维护。

在IrLAP和IrLMP基础上，针对一些特定的红外通信应用领域，IrDA还陆续发布了一些更高级别的红外协议，如TinyTP、IrOBEX、IrCOMM、IrLAN、IrTran-P 和IrBus等等。

IrDA的协议堆可以划分成两部分：核心协议和可选协议。

IrDA的核心协议包括：物理层协议、链路接入协议、链路管理协议和服务发现协议。

核心协议完成对物理传输媒介的监测与控制，发现设备，可靠的数据链路的建立与维持，高层数据包的适配，不同协议数据的复用与流量控制。

IrPHY IrDA Physical Layer
在物理的连接上用红外线通讯的硬件规格。

这个规定中制定IrDA通讯上的规格，通讯距离，角度，速度，数据的调制方式，脉冲宽度等。

还有对光杂波等的周围环境的体制的指导路线。

IrLAP IrDA Link Access Protocol
关于通讯保护层的数据链路的规格。

这项规格检索通讯对方，决定转发速度，数据容量，窗口尺寸。

采用根据HDLC(High-level Data Link Control)框架的半双工。

制定了底层连接建立的过程规范，描述了建立一个基本可靠连接的过程和要求。

IrLMP IrDA Link Management Protocol
提高各种上面阶层用IrLAP通讯的效率的管理保护层。

是关于连接的多层化和部分信息，实行逻辑的廉洁，以免复数的程序互相干扰，实现同时的通讯。

制定了在单位个IrLAP连接的基础上复用多个服务和应用的规范。

在IrLMP协议上层的协议都属于特定应用领域的规范和协议。

Tiny TP IrDA Transport Protocol
关于控制流程的规格。

管理每个逻辑的接连点，控制流程。

为了处理数据链路的容量以上的数据，分割发送的数据，构成收到的数据。

制定把数据进行拆分、重组、重传等的机制。

LSAPLocal Security Authority Process
链路服务接入点，定义在IEEE 802.2中的逻辑链接控制(LLC)域，是标识符域来指定数据类型。

LSAP包括目的地服务接入点(DSAP)和源地服务接入点。

IrCOMM Infrared Communication Protocol
关于串行通讯的程序保护层。

仿真Serial port(RS232C)和Parallel port，允许已存在的使用串口/并口通信的应用(例如打印程序、通讯程序)象使用串口/并口那样使用红外进行通信。

通过IrComm，可以使用计算机和配置红外的移动电话连接到Internet 服务提供商或发送传真，而无需使用其他设备。

IrOBEX Infrared Object Exchange Protocol
转送IrDA保护层上工作的对象(例如通讯簿vCard、日程/计划/事件vCalendar、邮件/短信vMessage、备忘录/铃声/图片vNote、URL/书签vBookmark、可执行程序触发vTrigger)的规格。

用标头统一对象的属性，实现所有的机器之间的转送对象。

IrTran-P Infrared Transfer Protocol
用红外线通讯的图像通讯保护层。

图像文件的格式采用UPF。

IrTran-P 图像传输协议用于数字照相机和其他数字图像捕获设备。

使用该功能可以通过IrDA 连接将来自照相机或其他支持IrTran-P 的设备的数字图像接收到计算机。

IrTran-P 服务作为受理服务执行，它从不初始化IrTran-P 连接。

IrMC Infrared Mobile Communication
可移动通讯终端器的交换对象功能的定义。

基于OBEX，可提供以下数据交换功能：
1、转送地址薄，日历，电子邮件，笔记等，规定对象的格式;
2、手机数据的备份和恢复;
3、手机和PC间的数据同步功能。

基于IrComm可实现DialUp功能，例如通过GPRS实现手机的拨号上网。

HandsFree机能，支持在手机和PC或车载设备间实现call control和audio transfer机能。

IrFM Infrared Financial Messaging
采用IrDA的电子结账用的应用保护层。

是获得IrDA认可的红外付费服务的全球标准，IrFM规定了现有信用卡及其他电子付费系统的兼容标准。

IrLAN Infraed LAN
决定红外线LAN连接的应用保护层。

通过IrLAN，可以在计算机与其他计算机或其他红外设备之间建立点对点的连接，也可以在计算机与网络访问点之间建立连接。

允许通过红外局域网络唤醒笔记本电脑等移动设备，实际远程摇控等功能。

IrSC Infrared Simple Connect
IrSimple是用红外技术实现高速通信、并通过简单和标准化的模块降低客户开发成本的国际协议。

IrSimple可以实现静态图像和视频影像从手机到打印机或电视的瞬时传送，达到至少4到10倍更快的资料传输速率。