红外无线数据通信探析

摘要红外无线数据传输系统是一种利用红外线作为传输媒介的无线数据传输方式，它相对于无线电数据通信具有功耗低、价格便宜、低电磁干扰、高保密性等优点，目前发展迅猛,尤其是在近距离无线数据通信中得到广泛的运用.本文主要介绍基于51单片机的红外无线数据传输系统的原理.在硬件设计原理的介绍中，主要分析了系统中NE555数据调制电路、红外发射电路、红外接收电路、DS18B20温度传感器电路、单片机外围电路以及声光报警电路。

在系统软件设计的介绍中,我们主要分析单片机串口通信协议、控制温度传感器采集数据、对数据的编解码；而液晶显示部分软件则是为了具有更好的人机交互界面。

通过调试后，本系统基本达到预期要求，1、正确实现双机通信功能，在2400波特率下通信距离达到7米左右；2、具有在超时通信不畅的情况下进行报警提示功能;3、具有自动搜寻一帧数据起始位的功能，这样可以有效防止外界的干扰；4、通过串口可以与PC机实现正确通信，可以作为计算机的红外无线终端,完成数据的上传和下放.因此本系统具有广阔的实用价值。

关键词：AT89S52单片机；数据采集；红外通信;调制解调；串口通信AbstractInfrared wireless data transmission system is a wireless data transfer method that uses infrared as a transmission medium, Compared with the radio data communication，it has many advantages in power consumption, Production costs，electromagnetic interference，and the confidentiality. At present，this technology is developing rapidly，In particular, It is widely used in short—range wireless data communications，In this paper，we are introduced infrared wireless data transmission system’s theory that based on the single—chip microcomputer 51. In the hardware design principle introduction，We mainly analysis the system's data modulation circuit of NE555, infrared transmitter，IR receiver circuit, DS18B20 temperature sensor circuit，microcontroller peripheral circuits, as well as sound and light alarm circuit。

红外通信是目前比较常用的一种无线数据传输手段，其具有无污染、信息传输稳定、信息安全性高以及安装使用方便等优点，并且可以在很多场合应用，如家电产品，工业控制、娱乐设施等领域。

红外通信是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的载体，通过红外光在空中的传播来传递信息，由红外发射器和接收器实现。

发射端将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列，经电光转换电路，驱动红外发射管以光脉冲的形式发送到空中。

接收端将接收到的光脉冲转换成电信号，再经解调和译码后恢复出原二进制数字信号。

本文设计了一种基于单片机PIC18F248的主从式红外通信系统，主要设计了红外接口电路以及主机和从机通信软件流程。

2、系统硬件电路设计在主从式红外通信系统中，主机及从机的红外发射电路相同，红外线的载波频率都为38KHz，在同一时间内，可以是主机发射，从机接收；或者从机发射，主机接收。

2.1 红外发射电路设计红外发射器电路主要由单片机，驱动管Q1和Q2、红外发射管D1等组成，电路如下：红外发射器工作原理为：单片机通过I/O端口控制整个发射过程。

其中，红外载波信号采用频率为38KHz的方波，由PIC18F248的CCP模块的PWM功能实现，并由CCP1端口传输到三极管T2的基极。

待发送到数据由单片机的TX端口以串行方式送出并驱动三极管Q1，当TX为“0”时使Q1管导通，通过Q2管采用脉宽调制（PWM）方式调制成38KHz的载波信号，并由红外发射管D1以光脉冲的形式向外发送。

当TX为“1”时使Q1管截止，Q2管也截止，连接Q1和Q2的两个上拉电阻R1和R3把三极管的基极拉成高电平，分别保证两个三极管可靠截止，红外发射管D1不发射红外光。

因此通过待发送数据的“0”或“1”就可控制调制后两个脉冲串之间的时间间隔，即调制PWM的占空比。

比如若传送数据的波特率为1200bps，则每个数位“0”就对应32个载波脉冲调制信号。

红外发射管D1采用TSAL6200红外发射二极管，其实现将电信号转变成一定频率的红外光信号，它发射一种时断时续的高频红外脉冲信号，由于脉冲串时间长度是恒定的，根据脉冲串之间的间隔大小就可以确定传输的数据是“0”还是“1”。

红外线技术在无线通信系统设计中的应用摘要：随着无线通信的迅速发展，红外线技术逐渐成为无线通信系统设计中不可或缺的一部分。

本文将探讨红外线技术在无线通信系统设计中的应用，包括红外线传输的原理、红外线通信系统的设计要点以及红外线技术在无线通信系统中的实际应用案例。

1. 引言随着技术的进步和人们对无线通信的需求不断增加，无线通信系统的设计越来越复杂。

为了提高无线通信的传输速度和质量，研究人员常常借助红外线技术来实现数据的传输和通信。

红外线技术作为一种无线通信手段，具有传输速度快、安全性高、抗干扰能力强等特点，因此在无线通信系统设计中得到了广泛的应用。

2. 红外线传输的原理红外线通信系统采用了红外线光波进行数据的传输。

红外线在光谱中的波长介于可见光和微波之间，具有很高的频率和能量。

通过调制和解调红外线信号，可以实现数据的传输。

红外线通信的原理简单，传输距离短，但传输速度较快，适用于短距离无线通信。

3. 红外线通信系统的设计要点红外线通信系统的设计需要考虑多个要点，包括发射与接收系统的设计、信号的调制与解调、传输距离的限制等。

首先，发射与接收系统的设计是红外线通信系统的关键。

发射系统需要能够将电信号转换为红外线光信号并进行调制，以便在传输过程中实现数据的传输。

接收系统需要能够接收红外线信号并将其解调为电信号，以便进一步处理。

其次，信号的调制与解调也是红外线通信系统设计中需要考虑的重要环节。

调制是将电信号转换为红外线信号的过程，需要选择合适的调制方式，如频率调制或脉冲宽度调制。

解调是将红外线信号转换为电信号的过程，同样需要根据发送端的调制方式选择合适的解调方法。

最后，传输距离的限制是红外线通信系统设计中的一个重要因素。

由于红外线通信的传输距离较短，因此在设计过程中需要充分考虑通信距离的限制，并合理安排通信设备的位置，以实现良好的通信效果。

4. 红外线技术在无线通信系统中的实际应用案例4.1 家庭无线音频传输系统家庭无线音频传输系统是红外线技术在无线通信系统中的一个常见应用案例。

红外通信数据通信红外通信数据通信在许多基于单片机的应用系统中，系统需要实现遥控功能，而红外通信则是被采用较多的一种方法。

红外通信具有控制简单、实施方便、传输可靠性高的特点，是一种较为常用的通信方式。

在许多基于单片机的应用系统中，系统需要实现遥控功能，而红外通信则是被采用较多的一种方法。

红外通信具有控制简单、实施方便、传输可靠性高的特点，是一种较为常用的通信方式。

红外线通信是一种廉价、近距离、无线、低功耗、保密性强的通讯方案，主要应用于近距离的无线数据传输，也有用于近距离无线网络接入。

从早期的IRDA规范(115200bps)到ASKIR(1.152Mbps)，再到最新的FASTIR(4Mbps)，红外线接口的速度不断提高，使用红外线接口和电脑通信的信息设备也越来越多。

红外线接口是使用有方向性的红外线进行通讯，由于它的波长较短，对障碍物的衍射能力差，所以只适合于短距离无线通讯的场合，进行"点对点"的直线数据传输，因此在小型的移动设备中获得了广泛的应用。

1. 红外通信的基本原理红外通信是利用950nm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。

2. 红外通讯技术的特点红外通讯技术是目前在世界范围内被广泛使用的一种无线连接技术，被众多的硬件和软件平台所支持:通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无线的数据收发;主要是用来取代点对点的线缆连接;新的通讯标准兼容早期的通讯标准;小角度(30度锥角以内)，短距离，点对点直线数据传输，保密性强;传输速率较高，目前4M速率的FIR技术已被广泛使用，16M速率的VFIR技术已经发布。

第七章无线红外通信1800 年，英国科学家赫胥尔研究太阳光时，将一支温度计通过各种颜色的光，并用另一支不通过光谱的温度计作参照对比。

他发现当温度计从光谱的紫色末端向红色末端移动时，温度计的读数逐步升高，一直到红色末端之外的区域温度计的读数达到最高。

经反复验证，这个温度最高的区域在光带边缘处红光的外边，因这种射线存在的区域在可见光区末端以外而被称为红外线。

⏹红外线是一种人的肉眼看不见的光波，它是因为物质内部的分子、原子运动所产生的电磁辐射，是电磁波，其波段在可见光与微波波段之间( 0.761μm ～1 000μm) 。

⏹红外无线通信采用红外线作为无线传输载体，红外线作为载体可用于室内外以实现点对点的无线通信。

优点⏹①红外线可以代替传统设备之间的连接线缆作为通信载体，可大大降低线缆费用和设备维护费用，简单方便，成本低廉。

⏹②红外线的带宽比较宽，且不受无线管制，用它作通信载体能提供比较高的数据速率。

红外的数据传输速度可以高达16Mbit / s，所以红外线特别适合传输容量比较大的数据文件和多媒体信息流。

⏹③红外线遇不透明物体不能穿越，不容易被侦听，保密性好，并且红外线发射角度一般不超过30°，视线之外的设备很难对它构成干扰，安全性高。

⏹④红外线不受空间高频电磁波的干扰，在使用红外线传送信息时，干扰小。

⏹⑤红外线功耗低，最大功耗为几mA。

缺点⏹①由于红外线遇不透明物体不能穿越，所以必须在短距离范围内传输，通常传输距离是0.2m ～1m，发送接收方传输时中间不能有任何阻挡物，并且双方必须靠近，在允许的范围之内;⏹②由于红外线发射角度一般不超过30°，较小，所以可控性比较小，发送接收方的位置要求相对固定，移动性差;⏹③红外线只能实现点对点传输，不能实现点对多传输，只能在2 台设备之间连接;⏹④红外线只支持数据，模拟信号必须先转换成数字信号才能进行传输。

总之，红外无线通信技术是短距离无线传输技术的鼻祖，红外无线通信以低廉的成本和广泛的兼容性在无线通信领域占有重要地位。

浅析红外通信技术在数据通讯中的作用作者：李雪军来源：《中国新通信》 2018年第13期【摘要】随着我国技术水平的不断发展，我国数据通讯行业的技术层次也得到了显著的提升，以红外通信为主的技术已经发挥了较好的作用。

在这种情况下，分析红外通信技术的具体应用就显得非常重要，具有战略层面的重要意义。

本文先阐述了红外通信技术的基本原理，并分析了这种技术在数据通讯体系中应用的优势和劣势，最后还探讨了其在具体设备中的实际应用。

【关键词】红外通信数据通讯数据传输通讯设备在实际应用中，红外通信技术主要借助了红外光来进行各类数据的传播，并不需要进行电缆等外设部件。

因此这种技术相较于传统方法来说，大大节省了数据传输的成本，同时在传播效率上也比较显著。

正是由于这些方面的优势，使得红外通信技术在近多年来的发展速度都比较快，同时也取得了较好的应用效果。

但就当前的实际现状来看，这项技术在使用过程中也存在一定的劣势，使得技术推广出现了一些困境和障碍。

在这种趋势下，就有必要针对红外通信技术的实际应用进行全面的分析。

一、红外通信技术的基本原理分析红外通信技术主要是使用950mm 波长的红外线来构建整个通讯数据传播的渠道，可以将二进制信息转化为脉冲串信号，完成数据信息的传播与收集。

就目前我国的实际技术层次来看，主要通过调整脉冲宽度和脉冲间隔两种方式来进行数据信号的处理。

相较于传统技术来说，红外通信技术的传播速度也非常快，具有显著的优势，已经在我国通讯体系中得到了较好的应用。

二、红外通信技术在数据通讯中的具体作用2.1 红外通信技术应用的优劣势分析2.1.1 应用优势分析相较于其他传统技术来说，红外通信技术具有显著的优势，其主要体现在三个方面。

第一，这项技术在通讯数据传播方面整体比较简单，主要是以依赖于电脉冲和红外光脉冲之间的转化来实现信息的传递。

这也意味着这项技术的原理并不是很复杂，一般技术人员都可以较好的理解并掌握这项技术。

第二，这项技术在使用过程中主要使用了无线连接的方式，并且直接打破了传统线路连接和网络连接的模式，能够显著降低通讯工程项目的成本，使得一些小型设备的数据信息传播变得更加便捷，可以在整个项目中更好的实现其价值与功能。

一、实验目的通过本次实验，掌握红外通信的基本原理，了解红外通信系统的工作流程，学会使用红外发射和接收模块进行数据传输，并能够分析红外通信的优缺点。

二、实验原理红外通信是利用红外线传输信息的通信方式，其原理是将要传输的信息（如数字信号、模拟信号等）调制到一定频率的红外载波上，通过红外发射管发射出去，接收端接收红外信号，解调出原始信息。

1. 红外发射原理红外发射器主要由红外发射管、驱动电路、调制电路等组成。

驱动电路将信号放大后驱动红外发射管，调制电路将信号调制到一定频率的红外载波上。

2. 红外接收原理红外接收器主要由红外接收管、放大电路、检波电路、解调电路等组成。

放大电路将接收到的微弱信号放大，检波电路将调制信号中的原始信息提取出来，解调电路将提取出的信息解调为原始信号。

3. 红外通信系统红外通信系统由红外发射器和红外接收器组成，两者之间通过红外线进行信息传输。

系统工作流程如下：（1）信息编码：将原始信息编码为二进制信号。

（2）调制：将编码后的二进制信号调制到一定频率的红外载波上。

（3）发射：通过红外发射管将调制后的信号发射出去。

（4）接收：通过红外接收管接收发射的信号。

（5）解调：将接收到的信号解调为原始信息。

（6）信息处理：对解调后的信息进行处理，如显示、存储等。

三、实验器材1. 红外发射模块2. 红外接收模块3. 51单片机4. 信号源5. 电源6. 接线板7. 实验台四、实验步骤1. 连接红外发射模块和51单片机，将信号源输出信号连接到单片机的输入端。

2. 编写程序，实现信号编码、调制、发射等功能。

3. 连接红外接收模块，将接收到的信号输入到单片机的输入端。

4. 编写程序，实现信号接收、解调、信息处理等功能。

5. 检查实验结果，观察红外通信系统的性能。

五、实验结果与分析1. 通过实验，成功实现了红外通信系统的基本功能。

2. 红外通信具有以下优点：（1）传输速度快，抗干扰能力强。

（2）成本低，易于实现。

红外通信系统的传输特性研究摘要：本文旨在于介绍和研究红外信号的LED光通信系统及其传输特性。

本文的红外应用程序是现在两台具有红外收发模块的C51单片机之间进行红外通信的应用程序。

文章首先简述了红外通信原理及特点，并利用单片机的串口、键盘扫描和红外收发功能进行红外光通信。

最后在测试结果中，改变不同的环境照度、距离及偏转角度来分析红外通信系统的传输特性。

关键词：红外信号；LED光通信；传输特性一、引言随着如今科技的发展和信息时代的进步，通信技术呈现出蓬勃向上的发展姿态。

无线通信相比于传统通信方式，具有廉价、适应性好、易实现等特点，從而成为现代通信的主流方式。

然而当今社会正在进入高速数据信息时代，人们对信息量的需求迅猛增长，对通信质量的要求不断提高，导致无线频谱资源日益紧张，为了克服这个问题，可见光通信应运而生[1]。

可见光通信不同于传统的射频无线通信方式，不需要依托于匮乏的无线频谱源，它将信道资源非常丰富的光信号作为载体进行通讯，将所要传递的信息发送到需要送达的目的地[2]。

可见光通信可分为点对点、点对多点、环形或网格状通信。

在点对点传输的情况下可实现全双工的通信，同时每一端都设有光接收机和光发射机[3]。

由于LED具有功耗低、寿命长、环保以及响应灵敏度非常高的特点，这也使得LED光通信具备了发射功率高、无电磁干扰、节约能源的优点，让其一跃成为国内外研究热点[4]。

其中红外通讯技术是目前在世界范围内被广泛使用的一种无线连接技术，主要特点有：⑴通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无线的数据收发；⑵主要是用来取代点对点的线缆连接；⑶新的通讯标准兼容早期的通讯标准；⑷传输速率较高，目前4M速率的FIR技术已被广泛使用，16M速率的VFIR技术已经发布[5]。

由于波长较短，红外通信主要应用于近距离的无线数据传输，也有用于近距离无线网络接入[6]。

红外光谱涉及的区域较宽，所以不会受到无线管理协会的约束，而且红外线并不会穿越不透明物体，因此安全性也大大提升了[7]。

红外通信技术研究与应用随着科学技术的不断发展，红外通信技术也越来越受到人们的关注。

在现代社会的各个领域，红外通信技术都有着广泛的应用，无论是在民用还是军事领域，都有着不可替代的地位。

本文将从红外通信技术的基本原理、研究现状、应用领域等方面进行分析和探讨。

一、基本原理红外通信技术是基于红外光的传输来实现信息的传递的技术。

红外光波长在0.75微米至1000微米之间，与可见光有着一定的重叠，但其波长更长，能穿透一定的材料并且不易受到干扰。

因此，红外通信技术在一些特殊场合下表现出了比其他通信方式更佳的优势。

红外通信技术的实现需要一套完整的设备，包括红外LED、光电二极管、发射接收电路等组成。

通过红外LED发出的光信号，通过介质（大气、真空、材料）传送到接收器上，并被光电二极管接收并解码。

在这个过程中，需要确保信号的传输能力、速度和可靠性，这是红外通信技术的重点研究内容。

二、研究现状当前，红外通信技术其实已经有比较成熟和先进的应用，比如红外激光通信、红外遥控技术等等。

其中，红外激光通信是应用最广泛的一种方式，其所依赖的激光技术是目前最先进和最可靠的光通信技术之一。

在红外激光通信技术方面，发展重点主要在于提高传输速度和距离。

同时，需要解决的问题也比较多，如光功率的衰减和光路的稳定性等。

在这个领域，通信原理已经比较成熟，但是技术的应用、设备的制造和使用都还存在一定的风险和挑战。

此外，红外通信技术在医疗、安防、航空、交通等领域也有着广泛应用。

例如，在医疗领域，便携式医疗器械可以通过红外通信技术进行传输，实现远程监测、远程诊断等功能；在安防领域，红外摄像头可以检测周围的红外辐射量，实现非接触式的监控和报警；在航空领域，飞机轨迹控制、航空器状态监测等都需要依赖红外通信技术来保障安全。

三、应用领域红外通信技术在不同领域的应用场景也是各异。

以医疗平台为例，现在有很多健康管理APP和设备，这些设备通过蓝牙或者wifi进行数据的传输，但随着用户越来越多，网络带宽和频率识别的难度也会加大，因此使用红外通信就会更加实用。

浅谈红外线与红外线数据传输技术摘要：红外数据传输技术是目前在世界范围内被广泛使用的一种无线连接技术，被众多的硬件和软件平台所支持。

随着红外线数据传输技术的进一步发展，其技术水平将更加成熟且成本下降，红外线数据传输技术在短距离通讯领域必将得到更广泛的应用。

关键字：红外线；数据传输；红外接收；红外发射1 红外线及特性1.1 红外线红外线包括远红外线、中红外线和近红外线外，是一种电磁波。

从自然界中电磁波组成的波谱可以看到，红外线与可见光相邻，其波长为0.76μm～1000μm。

1.2 红外线的特性（1）红外线是介于可见光和微波之间的一种电磁波，因此它具有相临波的某些特性。

在近红外区，它和可见光相邻，因此具有可见光的某些特性，如直线传播、反射、折射、散射、衍射、可被某些物体吸收以及可以通过透镜将其聚焦等。

在远红外区，由于它邻近微波区，因此它具有微波的某些特性，如较强的穿透能力和能贯穿某些不透明物质等。

在自然界中，也不论其本身是否发光（指可见光）只要其温度高于绝对零度（-273℃），都会一刻不停地向周围辐射红外线。

只不过是温度较高的物体辐射的红外线较强，温度低的物体辐射的红外线较弱。

因此红外线的最大特点是普遍存在于自然界中，又叫做热辐射线简称热辐射。

红外线摄像、红外线夜市、热释电红外探测以及某些导弹的瞄准等就是利用红外线的这一特性工作的。

（2）红外线和可见光相比的另一个特点是，色彩丰富多样。

由于可见光的最长波长是最短波长的1倍（780nm～380nm），所以也叫作一个倍频程。

而红外线的最长波长是最短波长的1倍，而红外线的最长波长是最短波长的10倍，即有10个倍频程。

因此如果可见光能表现为7种颜色，则红外线便可能表现70种颜色，显示了丰富的色彩。

（3）红外线透过烟雾的性能好，这是它的又一个特点。

（4）由于红外线为不可见光，因此对环境影响很小。

（5）红外光波的波长远小于无线电波的波长，所以红外线遥控不会影响邻近的无线电设备。