范文一：红外线无线通信系统

课程设计(论文)

红外线无线通信系统

院（系）名称 专业名称 学生姓

名

指导教师

电子信息工程学院 电子信息工程

雷亚雄 哈聪颖

2014年9月

目录

一、系统实现原理............................................................................................................ 4 二、系统结构框图............................................................................................................ 4 三、硬件电路设计............................................................................................................ 5

1. 按键输入电路..................................................................................................... 5

2. 载波信号电路的设计 .......................................................................................... 5 3. 串口通信接口电路.............................................................................................. 6 4. 红外发射电路图 ................................................................................................. 7 5. 红外接收电路..................................................................................................... 7 四、关键程序流程............................................................................................................ 8

1. 程序功能描述..................................................................................................... 8 2. 程序设计思路..................................................................................................... 8 3. 主程序流程图..................................................................................................... 9 4. 红外遥控发射程序流程图 ................................................................................. 10 五、测试验证方法.......................................................................................................... 11

1. 硬件测试.......................................................................................................... 11

2. 红外发射和接收模块通信的测试....................................................................... 11 3. 电路整体性能测试............................................................................................ 11

摘要

红外线通信是目前使用较广泛的一种通信手段。由于红外线通信具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点而单片机是目前设计应用中用得比较广泛的器件，它可以通过软件编程来达到不同的效果，实现各种各样不同的功能，具有灵活性强、可靠性高，可扩展性好等优点。

本文所要介绍的内容就是如何利用单片机，结合红外线器件设计构造出一套简易的红外线通信系统，以实现在中短距离内的红外无线通信的功能。

关键词：红外通讯；单片机；发射；接收

一、系统实现原理

通过红外线发射管和接收管来实现两个单片机之间的数据传送。具体是通过按键发出指令, 控制发射端单片机的串口输出数据, 由单片机本身产生的载波, 从红外线发射管发送数据。再从接收管接收数据, 送入接收端单片机的串口, 从而实现数据传输一般通用的红外遥控系统都是由发射和接收两大部分组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED 红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。

红外通信的基本原理是发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲信号，再通过红外发射管发射红外信号。串行红外传输采用特定的脉冲编码标准。若两设备之间进行串行红外通讯，就需要进行RS232编码和IrDA 编码之间的转换。红外通信接口由红外收发器和红外编码解码器构成。红外收发器包括发送器和接收器两部分。发送器（transmitter ）将从I/O或ENDEC 接收来的位调制后的脉冲转换为红外脉冲发出。接收器（receiver ）检测到红外光脉冲，并将其转换为TTL 或CMOS 电脉冲。

二、系统结构框图

三、硬件电路设计

1.

按键输入电路

2. 载波信号电路的设计

高频通信电路中，载波信号的存在是必不可少的。为使红外信号能够正确的传送出去和传送更长的距离，我们也需要在编码信号输出的同端加上一个高频载波信号。通过这个高频载波信号的调制，把编码信号的有用信息“携带”出去，这样信号的传送距离就能更长，而且能够有效的避免其他信号的干扰，从而提高了信息传送的准确性。本次载波电路采用集成电路NE555 定时器来构成。通过555 时基电路和选择合适的外围元件组成频率为38KHz 的载波脉冲振荡器。

3. 串口通信接口电路

51 单片机有一个全双工的串行通信口，所以单片机和电脑之间可以方便地进行串口通信。进行串行通信时要满足一定的条件，比如电脑的串口是RS232 电平的，而单片机的串口是TTL 电平的，两者之间必须有一个电平转换电路，我们采用了专用芯片MAX232进行转换。

我们采用了三线制连接串口，也就是说和电脑的9 针串口只连接其中的3 根线：第5 脚的GND 、第2 脚的RXD 、第3 脚的TXD 。电路如下图所示。

北京航空航天大学课程设计(论

文

)

4. 红外发射电路图

5. 红外接收电路

四、关键程序流程 1. 程序功能描述

用户在发射电路端通过多个按键的组合输入将想传输的数据以二进制的形式载入电路，通过发射端电路的一系列编码、调制，并通过串口通信接口显示与电脑再经红外发射电路传输出去，由接收端的红外接收电路接收并进行解码得到原数据，并通过串口通信系统显示在电脑界面。

2. 程序设计思路

本课题设计的电路产生的编码是连续的16 位二进制码组，前四位由于用户识别码，由于区别不同的红外设备，防止不同红外发射电路的相互干扰。后12位的前8位用于用户数据的传输，后4位的反码用于核对数据接收准确与否。

3. 主程序流程图

北京航空航天

大学课程设计(论文)

4. 红外遥控发射程序流程图

北京航空航天大学课程设计(论文)

五、测试验证方法

1. 硬件测试

拿到单片机红外遥控器硬件电路板之后，首先应该目测其焊接是否规范无误，是否有余锡粘在连接线上，电路板是否严格按照设计板图进行生产。在这里，应该根据具体的问题情况给予必要的补救措施。如果检查无误，可以结束目测过程。接着应该进行电气检查。电气检查中，可以检测电路原理图中相同网络的连接点是否具有相同的逻辑电平。如果出现问题，应该根据具体情况进行原因的检查，并根据其原因进行相应的补救措施。如果最终检查无误，即可结束电路板的电气检查。

2. 红外发射和接收模块通信的测试

使用直流稳压源给红外对管发射、接收电路供电，用信号发生源作为单音信号直接供到红外对管发射端，输出端接示波器，调节对管间距离以及对管的俯仰，测出距离和偏移对信号幅度、频率以及失真度的影响。

3. 电路整体性能测试

上述测试完成后，为了证实系统整体确实无误，可以在发射电路端输入数据，看接收端是否能够运行良好，能否无失真的还原输入。如果有问题，应查明原因，并根据具体情况采取相应措施，以保证系统整体的无误。如果测试无误，可以认为整体系统没有问题，结束测试。

11

范文二：红外线通信协议IrDA

红外线是波长在750nm至1mm之间的电磁波，它的频率高于微波而低于可见光，是一种人的眼睛看不到的光线。红外通信一般采用红外波段内的近红外 线，波长在0.75um至25um之间。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。

IRDA标准包括三个基本的规范和协议：物理层规范(Physical Layer Link Specification)、链接建立协议(Link Access Protocol:IrLAP)和链接管理协议（Link Management Protocol:IrLMP)。物理层规范制定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，负责对链接进行设置、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（见图1）。

图1 IrBus红外线通信协议层

红外线是波长在750nm至1mm之间的电磁波，其频率高于微波而低于可见光，是一种人的眼眼看不到的光线。目前无线电波和微波已被广泛应用在长距离的无 线通信中，但由于红外线的波长较短，对障碍物的衍射能力差，所以更适合应用在需要短距离无线通信场合点

对点的直接线数据传输。为了使各种设备能够通过一个 红外接口进行通信，红外数据协议（InfraredDataAssociation，简称IRDA）发布了一个关于红外的统一的软硬件规范，也就是红外数 据通讯标准

红外数据通讯标准包括基本协议和特定应用领域的协议两类。类似于TCP-IP协议，它是一个层式结构，其结构形成一个栈，如图1所示。

其中基本的协议有三个：①物理层协议（IrPHY），制定了红外通信硬件设计上的目标和要求，包括红外的光特性、数据编码、各种波特率下帧的包括格 式等。为达到兼容，硬件平台以及硬件接口设计必须符合红外协议制定的规范。②连接建立协议（IrLAP）层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。③连接管理协议（IrLMP）层制定了在单位个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。④流传输协议（TingTP）在传输数据时进行流控制。制定把数据进行拆分、重组、重传等的机制。⑤对象交换协议 （IrOBEX）制定了文件和其他数据对象传输时的数据格式。⑥模拟串口层协议（IrCOMM）允许已存在的使用串口通信的应用象使用串口那样使用红外进 行通信。⑦局域网访问协议（IrLAN）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。

整个红外协议栈比较庞大复杂，在嵌入式系统中，由于微处理器速度和存储器容量等限制，不可能也没必要实现整个的红外协议栈。一个典型的例子就是 TinyTP协议中数据的拆分和重组。它采用了信用片（creditcard）机制，这极大地增加了代码设计的复杂性，而实际在红外通信中一般不会有太大 数据量的传输，尤其在嵌入式系统中完全可以考虑将数据放入单个数据包进行传输，用超时和重发机制保证传输的可靠性。因此可以将协议栈简化，根据实际需求， 有选择地实现自己需要的协议和功能即可。

包括三个基本的规范和协议：

物理层规范(PhysicalLayerLinkSpecification)、链接建立协议

(LinkAccessProtocol:IrLAP)和链接管理协议

（LinkManagementProtocol:IrLMP)。

物理层规范制定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，负责对链接进行设置、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

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。发送端采用脉时调制（PPM）方式，将二进制数字信号调制成某一频率 的脉冲序列，并驱动红外发射管以光脉冲的形式发送出去；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。

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。

单片机本身并不具备红外通信接口，但可以利用单片机的串行接口与片外的红外发射和接收电路，组成一个应用于单片机系统的红外串行通信接口，如图1所示。

红外发送器电路包括脉冲振荡器、驱动管T1和T2、红外发射管D1和D2等部分。其中脉冲振荡器由NE555定时器、电阻（R1、R2）和电容（C1、 C2）组成，用以产生38kHz的脉冲序列作为载波信号；红外发射管D1和D2选用Vishay公司生产的TSAL6238，用来向外发射950nm的红 外光束。

红外发送器的工作原理为：串行数据由单片机的串行输出端TXD送出并驱动T1管，数位“0”使T1管导通，通过T2管调制成38kHz的载波信号， 并利用两个红外发射管D1和D2以光脉冲的形式向外发送。数位“1”使T1管截止，红外发射管D1和D2不发射红外光。若传送的波特率设为 1200bps，则每个数位“0”对应32个载波脉冲调制信号的时序，如图2所

红外接收电路选用Vishay公司生产的专用红外接收模块TSOP1738。该接收模块是一个三端元件，使用单电源+5V电源，具有功耗低、抗干扰能力强、输入灵敏度高、对其它波长（950nm以外）的红外光不敏感的特点，其内部结构框图如图3所示。

通信方式

考虑到红外光反射的原因，在全双工方式下发送的信号也可能会被本身接收，因此红外通信需采用异步半双工方式，即通信的某一方发送和接收是交替进行的。

通信协议

进行红外通信之前，通信双方首先要根据系统的功能要求制订某种特定的通信协议，然后才能编写相应的通信程序。

传统的红外通信设备主要是指红外遥控器和早期的PDA中采用的38kHz红外调制和解调方式。这种方式实现简单，但是误码率较高，不适合进行数据传输，特 别是数据量大的时候。为此，IrDA组织(InfraredDataAssociation)规定了红外数据传输的标准IrDA，它规定了通过红外设备进 行无线传输的方法。1994年，第一个IrDA的红外数据通信标准发布，即IrDA1.0。IrDA规范包含两个设备之间通信的标准以及与其他设备进行通 信的协议。IrDA标准包含设备之间通信数据的格式以及与其他设备进行通信的协议。目前符合IrDA的设备有：笔记本电脑，手机，掌上电脑，数码相机等。 Linux操作系统支持IrDA。目前，很多公司根据该标准生产了各种用于红外数据传输的芯片，如HP公司生产的HSDL-1000、HSDL- 4230、HSDL-4220和HSDL-7000，Zilog生产的ZHX1010、ZHX1210、ZHX1810、ZHX1820。在桑夏公司的奥 克码—桑夏PPC2188型PDA上采用的就是ZHX1810芯片。下面分别介绍传统的红外通信和红外数据通信的实现原理和方法。

1传统的红外通信

---1．1原理

---传统的红外设备传输数据时，可以采用38kHz的载波进行调制和解调。采用调幅的方式对数据进行调制，通过发光二极管将数据发送出去；采用专门的解调芯片接受红外发送来的数据。

---1．2实现方法

---在终端上实现数据的红外通信中，采用了图1中的电路图。

其中IFR_CLK输出频率为38kHz的方波，TXD为待发送的数据，两个信号通过有MC9013组成的电路进行调制，通过TSAL6200调制过的信号发送出去；

---SFH5110—38为载波为38kHz的解调芯片，接受外部来的信号，将解调后的数据送到RXD；

---在终端中，采用了以上的电路和单片机进行连接，就可以实现传统的载波（38kHz）调制解调的红外通信。其中TXD和RXD分别接在单片机的串口的发送端和接受端，IFR_CLK接在一般的IO口上。

---在单片机的软件实现中，最主要的是在需要发送数据的时候用定时器在IFR_CLK口线上产生38kHz的方波。在这里，串口的速率一般较低。

红外通信协议

---1．3缺点

---（1）采用调幅进行传输，抗干扰能力差；

---（2）在发送数据时，输出的功率一定时，用于信号传输的功率小，接收到的数据的信噪比小，容易误判数据；

---（3）受到输出功率的影响，数据传输的距离短,速度慢；

---（4）受到传输速率的影响，传输的数据量不能太大；

---（5）由于没有相应的协议支持，将接收到的所有数据（包括正常的数据和干扰引起的非正常数据）送到RXD。

2红外数据通信

---2．1红外数据通信的速率和物理层的数据帧格式

---在红外数据传输中，对串口发送的数据采用脉冲进行调制的 方式。在IrDA标准1.0中，脉冲的宽度为3/16的BIT占空比或者为固定的1.63μs的脉冲宽度。IrDA1.0简称为SIR，以系统的异步通信 收发器(UART)为依托，由于受到UART通信速率的限制，SIR的最高通信速率只有115.2Kbps，也就是大家熟知的电脑串行端口的最高速率。在 图2中给出了脉冲调制前的异步串口UART的数据帧格式和进行脉冲调制后的红外IR帧格式，其中，红外脉冲调制中的没有脉冲代表UART中的“1”，红外 脉冲调制中有脉冲代表UART中的“0”；在没有串口数据传送时，红外数据帧中没有脉冲。

红外通信协议

---1996年，颁布了IrDA标准1.1，即快速红外通信，简称为FIR。与SIR相比，由于FIR不再依托UART，其最高通信速率有了质的 飞跃，可达到4Mbps的水平。FIR采用了全新的4PPM调制解调(PulsePositionModulation)，即通过分析脉冲的相位来辨别所 传输的数据信息，其通信原理与SIR是截然不同的，但由于FIR在115.2Kbps以下的速率依旧采用SIR的那种编码解码过程，所以它仍可以与支持 SIR的低速设备进行通信，只有在通信对方也支持FIR时，才将通信速率提升到更高水平。对4Mbps的速率，需要使用1/4的脉冲的相位进行调制（即所 谓的4PPM调制），利用脉冲四个不同的相位（位置）的一个脉冲对两个BIT进行编码。因此，前面利用脉冲有无进行调制，这里利用脉冲及脉冲的位置确定调 制和解调的信号。例如，两个BIT00调制为1000(一个BIT，其中第一个1/4BIT时间有脉冲，其他3/4时间无脉冲)，两个BIT01调制为 0100(一个BIT，其中第二个1/4BIT时间有脉冲，其他3/4时间无脉冲)。这样，用4个脉冲就可以传输一个字节的数据量。

在和终端进行通信的设备中，数据的传输通常以系统的异步通信收发器(UART)为依托，我们只需要采用符合IrDA标准1.0的红外器件。目前，红 外数据传输芯片包括两种，一种以HP公司HSDL-1000芯片为代表，HSDL-1000的一端输入为符合IrDA1.0标准的红外数据，一端为异步通 信(UART)数据，可以直接用在终端中作为UART和红外数据的转换器。另外一种以Zilog生产的ZHX1810为代表，只是将红外信号转换为电信 号，或将电信号转换为红外信号的红外收发器件，这种芯片在终端设备中需要应用时，需要将脉冲转换为异步通信的数据，或将异步通信的数据转换为脉冲信号方可 使用。

---2．2采用脉冲进行调制的原因

---红外接收器需要一种方式来区分周围的干扰,噪声和信号。为了这个目的，通常利用尽可能高 的输出功率:高的功率表示在接收器中的大电流，有好的信噪比。然而,IR-LED（红外灯）不可能在全部的时间连续的以高功率进行数据的发送。因此,使用 每个BIT只有3/16或1/4脉冲宽度的信号进行传输。这样，输出的功率可以达到IR-LED（红外灯）连续闪烁的最大功率的4～5倍。另外,传输的途 径不会携带直流成分(由于接收器连续的适应周围的环境,只检测环境变化),这样必须利用脉冲调制。

---2．3红外数据通信的协议

--- 在红外数据通信中，很容易受到外界的干扰，只有符合一定格式的数据才是正确的数据。为此，IrDA标准指定三个基本的规范和协议，包括：物理层规范 (PhysicalLayerLinkSpecification)，连接建立协议

(LinkAccessProtocol:IrLAP)和连接管理协议

（LinkManagementProtocol:IrLMP)。物理层规范制定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等。它们之间的关系如图3所示。

红外通信协议

---奥克码—桑夏PPC2188型PDA的操作系统为桑夏2000操作系统，该操作系统为嵌入式的中文操作系统，其中有支持红外通信的IrDA红 外通信协议栈。终端需要和PDA进行红外通信的时候，也需要有支持红外通信的IrDA红外通信协议栈。有了支持红外通信的IrDA红外通信协议栈，终端不 仅可以和PDA进行通信，也可以同带有红外通信口的笔记本电脑、手机、掌上电脑、数码相机等进行红外通信。

3实现终端与PDA的红外通信

---在终端设备中，要实现和PDA的红外通信，除了要实现将红外数据转换为UART数据，还需要编制 IrLAP和IrLMP层的协议。为了降低成本，我们直接采用了红外收发器件ZiLOG生产的红外收发器作为物理层的部分器件，而将脉冲和UART之间的 数据转换用软件来实现。目前，实现了以下的硬件和软件的研制和测试，这种终端与PDA的红外通信是可靠的。

---3．

1ZHX1810

红外通信协议

---ZiLOG为OEM客户和最终用户提供了完整的红外数据收发方案。ZiLOG的红外收发器被广泛的应用于各种PDA产品，移动电话以及相关领域中。

--- 最新公布的几款红外收发器ZHX1403，ZHX3403，以及ZHX1203，他们都具有极小巧的外型尺寸，ZiLOG称之为Ultraslim结构。 此外ZHX1403和ZHX3403还具有AlwaysOn技术，使得长时间的红外功能开启成为了可能，这无疑为红外设备的应用增加了更多的可能性。

---在本系统的设计中，采用了ZiLOG的ZHX1810。由于红外收发器也可以接收到自己发出的数据，实现的红外数

据通信是半双工的。

---在图4中给出了ZHX1810的内部结构。

---LEDA：通过一个外接的电阻接到电源上，给LED提供电流。

---TXD：用来传输串行数据。通过一个电阻接到地上，当关闭模式时处于开路状态。

---RXD：用来接收串行数据（在关闭模式时处于三态），不需要外接电阻。 ---SD：用来将内部的电路控制在关闭模式。

---在Vcc和GND之间接一个0.33μF的电容。

---3.2硬件组成

--- 为了使终端的功能和红外通信之间相对独立，我们利用了单独的单片机

AT89C2051实现红外协议栈中的相关协议。AT89C2051接收到TXD发来的 数据，进行处理之后将UART数据转换为对应的脉冲数据，通过ZHX1810发送出去；AT89C2051接收到ZHX1810发送来的脉冲数据，根据 IrDA的相关协议栈进行解释后，将数据通过RXD以UART数据形式发送出去。从而实现红外通信。

---图5中的硬件电路是实现红外通信的最低硬件配置。如果需要适应不同的波特率，需要在硬件图中加跳线来识别。如果需要实现完整的IrDA协议栈，需要在电路中加上IIC总线的存储单元；或者采用带有数据总线和地址总线的单片机，加上RAM（如HM6116）来实现。

---在这里，由于桑夏公司的奥克码—桑夏PPC2188型PDA可以跳过IrDA协议栈中的连接建立协议层和连接管理协议层，只需要实现物理层的部分功能，终端采用如下的电路图就可以实现和奥克码—桑夏系列的PDA之间的红外通信。 ---3．3软件实现的功能和流程

---软件实现的功能如下。

---软件的编写是终端和PDA进行红外通信的重点，考虑到软件的可移植性和程序执行的速度，采用了C语言进行编写，主要需要实现的功能如下：

---（1）根据跳线识别不同的波特率，支持的波特率的传输范围为1200bps～57600bps；

---（2）由于设置红外默认的状态为接收状态；

---（3）物理层判断红外口有无接收到脉冲数据，将接收到的脉冲进行解释后送到红外数据接收缓存区；

---（4）实现连接建立协议层IrLAP，和PDA建立连接；注意，这种建立的连接是单工的，只有在该次通信完成时才建立下次的连接；

---（5）实现连接管理协议层IrLMP的功能；

---（6）将从红外接收的数据通过RXD送到终端的异步串口接收端；

---（7）从终端的异步串口发送端接收数据，根据IrDA协议栈，和PDA建立连接后，将从终端接收到的数据通过红外发送到PDA；

---在软件的实现中，对终端的数据传输而言，数据是进行半双工的透明的传输。 ---软件的流程如图6所示。

4总结

---为了便于将这样的模块应用于各种带有红外的移动终端设备的红外数据通信，我们采用了单独的MCU来实现串口数据和红外数据之间 的转换。由于波特率的传输范围为1200～57600bps，我们只实现了目前广泛使用的SIR标准通信。该模块已经应用在和PDA红外通信的电路中，性 能稳定。

1、bluebooth vs IEEE 802.11

蓝牙自从出现之日起，就伴随着与IEEE802.11的争论，可到底是蓝牙还是IEEE802.11呢？

蓝 牙技术是一种用于替代便携或固定电子设备上使用的电缆或连线的短距离无线连接技术。其设备使用全球通行的、无需申请许可的2.45GHz频段，可实时进行 数据和语音传输 传输速率可达到10Mbps，在支持3个话音频道的同时还支持高达723.2Kbps的数据传输速率 。也就是说，在办公室、家庭和旅途中，无需在任何电子设备间布设专用线缆和连接器，通过蓝牙遥控装置可以形成一点到多点的连接，即在该装置周围组成一个 “微网”，网内任何蓝牙收发器都可与该装置互通信号。而且，这种连接无需复杂的软件支持。蓝牙收发器的一般有效通信范围为10米，强的可以达到100米左 右。正如爱立信蓝牙组负责人所说，设计蓝牙的最初想法是“结束线缆噩梦”。

IEEE 802.11本是无线局域网络标准 它使PC在对等的基础上互联(或用集线器和Internet网关相联)。802.11b和802.11a只是其中的两个扩展标准，802.11a工作在 5GHz频段，传输速率高达54Mb／s，而工作在

2.4GHz频段的802.11b则适合于家居环境。802.11b标准之所以引起了业界的普遍关注， 主要是因为802.11b是较成熟的无线技术，它已有统一的标准。 与蓝牙相比较，IEEE802.11系统在开发和制造方面占据优势，并具备更高的数据传输率。现有的蓝牙规范使用信道带宽为1MHz，在发射带宽为 1MHz时，其有效数据速率为721Kbit／s，通信范围约为10米。IEEE802.11b规范的速率定位在11Mb／s，并具备像调制

解调器那样的 自动下调速率，甚至有人提议将其扩展4Mb／s。与蓝牙不同的是，它覆盖的范围更宽(可达100米)，数据传输率更快。 分析制约蓝牙技术发展的因 素，蓝牙芯片价格是一个大问题。目前市面推出的蓝牙芯片的最低价是8美元，对于一台生产成本不过50美元的手机，仅嵌入一个蓝牙芯片就要增加成本8美元， 而且拥有蓝牙技术的手机不是光一个蓝牙芯片就能实现的，它还需要收发模块、蓝牙协议和应用程序，这无疑也要增加成本。因此，如果芯片价格不能降下来，就不 可能大量生产蓝牙芯片，而任何蓝牙产品都离不开蓝牙芯片，这就制约了蓝牙产品的推出。

从目前的情况看，我们很难判断到底谁会在这场马拉松似的竞争 中胜出。蓝牙只是为短距离(约10米左右)内的无线个人通信而打造的技术，它的目标是低带宽、短距离、低功耗的数据传送技术，用于PDA、手机、笔记本电 脑等设备。802.11可以说是一种工业标准，只不过被延伸至家庭网络中了。它们都工作在2.4GHz频段上，今年4月份IEEE的 PAN(Personal Area Network)即802.15工作组提出一项议案，这将使蓝牙和802.11b可以同时工作，似乎看来这是最好的解决方案。

2、蓝牙 vs 红外线

蓝牙对于红外线的优势还是很明显的，无论从传输速度和传输距离还看，蓝牙大大超过红外线：

蓝牙 红外线

传输速度 10Mbps 4Mbps

传输距离 最大100M 最大30cm

蓝牙与红外通信协议的兼容与互操作性，保证原来基于红外通信的应用向蓝牙的平滑过度

小结：

Bluetooth使蜂房电话系统、无绳通信系统、无线局域网和因特网等现有网路增添了新功能，使各类计算机、传真机、打印机乃至各种室内电子、信息和电器设备增添了无线传输和组网的功能，应用空间将极为广阔。

可以预言，"蓝牙"将成为新的通信增长点，并成为无线局域网市场的有力竞争对象 。对于GSM网络高速发展的我国而言，将具有很好的适用性.

附录：

名词解释：

· Piconet：通过蓝牙技术连接在一起的所有设备被认为是一个

piconet，一个piconet可以只是两台相连的设备，比如一台便携式电脑和一部移 动电话，也可以是八台连在一起的设备。在一个piconet中，所有设备都是级别相同的单元，具有相同的权限。但是在piconet网络初建时，其中一个 单元被定义为master ，其它单元被定义为slave。

· Scatternet：几个独立且不同步的piconet组成一个scatternet。 · Master unit：主单元,即在一个piconet中，其时钟和跳频顺序被

用来同步其它单元的设备。

· Slave units：从单元,即piconet中不是master的所有设备

范文三：第二章,红外线通信协议概述

2 红外线通信协议概述

2.1红外线通信概念

红外通信是利用红外技术实现两点间的近距离保密通信和信息转发。它一般由红外发射和接收系统两部分组成。发射系统对一个红外辐射源进行调制后发射红外信号，而接收系统用光学装置和红外探测器进行接收，就构成红外通信系统。

特点:保密性强，息容量大，结构简单，既可以是室内使用，也可以在野外使用，由于它具有良好的方向性，适用于国防边界哨所与哨所在之间的保密通信，但在野外使用时易受气候的影响。

红外通讯技术利用红外线来传递数据，是无线通讯技术的一种。

红外通讯技术不需要实体连线，简单易用且实现成本较低，因而广泛应用于小型移动设备互换数据和电器设备的控制中，例如笔记本电脑、PDA、移动电话之间或与电脑之间进行数据交换，电视机、空调器的遥控等。

由于红外线的直射特性，红外通讯技术不适合传输障碍较多的地方，这种场合下一般选用RF无线通讯技术或蓝牙技术。红外通讯技术多数情况下传输距离短、传输速率不高。

为解决多种设备之间的互连互通问题，1993年成立了红外数据协会（IrDA, Infared Data Association）以建立统一的红外数据通讯标准。1994年发表了IrDA 1.0规范。

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。

红外线通讯发展早期存在着规范不统一的问题，许多公司都开发出自己的一套红外通讯标准，但不能与其它公司有红外功能的设备进行红外通讯，因此缺乏兼容性。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。

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。

基于红外线的传输技术最近几年有了很大发展。目前广泛使用的家电遥控器几乎都是采用的红外线传输技术。作为无线局域网的传输方式，红外线方式的最大优点是不受无线电干扰，且它的使用不受国家无线管理委员会的限制。但是，红外线对非透明物体的透过性较差，导致传输距离受限制。红外线是波长在750nm至1mm之间的电磁波，它的频率高于微波而低于可见光，是一种人的眼睛看不到的光线。红外通信一般采用红外波段内的近红外线，波长在0.75um至25um之间。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。IRDA标准包括三个基本的规范和协议：物理层规范(Physical Layer Link Specification)、链接建立协议(Link Access Protocol:IrLAP)和链接管理协议（Link Management Protocol:IrLMP)。物理层规范制定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，负责对链接进行设置、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

2.2近红外，中红外与远红外

根据使用者的要求不同，红外线划分范围很不相同。

通过大气的波段划分

近红外波段 1～3微米，中红外波段 3～5微米，远红外波段 8～14微米。 根据红外光谱划

近红外波段 1～3微米，中红外波段 3～40微米，远红外波段 40～1000微米 医学领域划分

近红外区 0.76～3微米

近红外线或称短波红外线，波长0.76～1.5微米，穿入人体组织较深,约5～10毫米；

远红外线或称长波红外线，波长4～400微米，穿透组织深度3-5毫米。

近红外（near infrared ），波长在780～3000nm范围的电磁波。对植物十分敏感。现代近红外光谱（NIR）分析技术是近年来分析化学领域迅猛发展的高新分析技术，越来越引起国内外分析专家的注目，在分析化学领域被誉为分析“巨人”，它的出现可以说带来了又一次分析技术的革命。

近红外光谱（NIR）分析技术是分析化学领域迅猛发展的高新分析技术，越来越引起国内外分析专家的注目，在分析化学领域被誉为分析“巨人”，它的出现可以说带来了又一次分析技术的革命。

近红外区域是人们最早发现的非可见光区域。但由于物质在该谱区的倍频和合频吸收信号弱，谱带重叠，解析复杂，受当时的技术水平限制，近红外光谱“沉睡” 了近一个半世纪。直到20世纪60年代，随着商品化仪器的出现及Norris等人所做的大量工作，提出物质的含量与近红外区内多个不同的波长点吸收峰呈线性关系的理论，并利用NIR漫反射技术测定了农产品中的水分、蛋白、脂肪等成分，才使得近红外光谱技术曾经在农副产品分析中得到广泛应用。到60年代中后期，随着各种新的分析技术的出现，加之经典近红外光谱分析技术暴露出的灵敏度低、抗干扰性差的弱点，使人们淡漠了该技术在分析测试中的应用，此后，近红外光谱进入了一个沉默的时期。70年代产生的化学计量学（Chemometrics）学科的重要组成部分——多元校正技术在光谱分析中的成功应用，促进了近红外光谱技术的推广。到80年代后期，随着计算机技术的迅速发展，带动了分析仪器的数字化和化学计量学的发展，通过化学计量学方法在解决光谱信息提取和背景干扰方面取得的良好效果，加之近红外光谱在测样技术上所独有的特点，使人们重

新认识了近红外光谱的价值，近红外光谱在各领域中的应用研究陆续展开。进入90年代，近红外光谱在工业领域中的应用全面展开，有关近红外光谱的研究及应用文献几乎呈指数增长，成为发展最快、最引人注目的一门独立的分析技术。由于近红外光在常规光纤中具有良好的传输特性，使近红外光谱在在线分析领域也得到了很好的应用，并取得良好的社会效益和经济效益，从此近红外光谱技术进入一个快速发展的新时期。

中红外，是波长在3.4～4.9μm之间的大气窗口。位于中红外波段的中段。通过此窗口的电磁波信息可以是地面目标的反射光谱,也可以是地面目标的发射光谱,这些信息只能用扫描和光谱仪探测和记录。该窗口的两端同样也主要受水汽和CO2的吸收带所控制,而且由于CO2在4.3μm处有一个强吸收带,又使此窗口分为二个小窗口:3.4～4.2μm和4.6～4.9μm。前一个小窗口有较高的透射率,约为90%;后一个小窗口的透射率较低,约为50～60%。中红外窗口目前很少应用

远红外是远程红外线的简称。太阳光线大致可分为可见光及不可见光。可见光经三棱镜后会折射出紫、蓝、青、绿、黄、橙、红颜色的光线（光谱）。红光外侧的光线，在光谱中波长自0.76至400微米的一段被称为红外光，又称红外线。 红外线属于电磁波的范畴，是一种具有强热作用的放射线。红外线的波长范围很宽，人们将不同波长范围的红外线分为近红外、中红外和远红外区域，相对应波长的电磁波称为近红外线、中红外线及远红外线。 红外线是一种光波，它的波长比无线电波短，比可见光长。肉眼看不到红外线，任何物体都发射着红外线。热物体的红外线辐射比冷物体强。另外，远红外和蓝牙都是文件传输方式的一种，只不过不需要通过其它介质(如：数据线，读卡器·.....)在两种都装有红外系统的装置中互相传播文件·手机红外需要两个红外口对准才行·远红外不需要对准，只要开启在同一波段就可以了。

2.3几种红外线协议

常用的红外线信号传输协议有ITT协议、NEC协议、Nokia NRC协议、Sharp协议、Philips RC-5协议、Philips RC-6协议、Sony SIRC协议以及Philips RECS-80协议，要将红外线传输协议用于可见光通信协议，必须全面了解相关的协议，下面分别进行介绍：

2.3.1 ITT协议

ITT是最早的一种红外线传输协议。该协议不像其他红外线信号传输协议那样用载波频率来传输红外线信号，而是用宽度为10us的14个脉冲来传送遥控命令，通过改变脉冲I间距来对命令编码。用ITT协议传输数据非常可靠，而且功耗极低。在欧洲，包括ITT（国际电话电报公司）、Greatz、Schaub-Lorenz、Finlux、Nokia等在内的很多公司均采用此协议来做用户电子标签。

（1）主要特性

1）每条信息只有14 个非常窄的脉冲(脉宽10us, 不对信号进行调制）；

2）采用脉冲距离编码；

3) 电池寿命极长；

4) 4位地址码、6 位命令码；

5) 带时间自校准,发送器中可使用RC振荡器；

6) 通信速度快, 发送一条信息只需1.7ms-2.7ms；

（2）协议

14个脉冲传送1条红外信息, 每个脉冲宽10us,用三种不同的脉冲周期来区别每位所表达的内容: 10us表示二进制的“0”,200us表示“1”，300us表示预备脉冲或结束脉冲。图2-1是ITT的“0”和“1”的表示方法示意, 图10b 是用ITT传送的命令的格式。

图2-1 ITT协议逻辑“0”和“1”的表示方法

图2-2 ITT协议完整帧格式

预备脉冲的作用是让接收器设置放大器的增益, 其后是30us的引入延时。然后是起始脉冲, 起始脉冲的周期为100us,即逻辑“0”,起始脉冲可以用于接收器

ITT是最早的一种红外线传输协议。该协议不像其他红外线信号传输协议那样用载波频率来传输红外线信号，而是用宽度为10us的14个脉冲来传送遥控命令，通过改变脉冲I间距来对命令编码。用ITT协议传输数据非常可靠，而且功耗极低。在欧洲，包括ITT（国际电话电报公司）、Greatz、Schaub-Lorenz、Finlux、Nokia等在内的很多公司均采用此协议来做用户电子标签。

（1）主要特性

1）每条信息只有14 个非常窄的脉冲(脉宽10us, 不对信号进行调制）；

2）采用脉冲距离编码；

3) 电池寿命极长；

4) 4位地址码、6 位命令码；

5) 带时间自校准,发送器中可使用RC振荡器；

6) 通信速度快, 发送一条信息只需1.7ms-2.7ms；

（2）协议

14个脉冲传送1条红外信息, 每个脉冲宽10us,用三种不同的脉冲周期来区别每位所表达的内容: 10us表示二进制的“0”,200us表示“1”，300us表示预备脉冲或结束脉冲。图2-1是ITT的“0”和“1”的表示方法示意, 图10b 是用ITT传送的命令的格式。

图2-1 ITT协议逻辑“0”和“1”的表示方法

图2-2 ITT协议完整帧格式

预备脉冲的作用是让接收器设置放大器的增益, 其后是30us的引入延时。然后是起始脉冲, 起始脉冲的周期为100us,即逻辑“0”,起始脉冲可以用于接收器

的时间校准。起始脉冲的后面是4 位地址码(高位在前),接着是6位命令码(高位在前),命令码后面紧跟着一个尾脉冲。最后是300us的引出延时及结束脉冲。

接收软件从两方面来验证接收信息的有效性: 一是引出延时必须是起始脉冲的周期的3倍,而起始脉冲的周期为10us；二是逻辑0的空号时间误差不得超过起始脉冲的周期的+20%,逻辑1的空号时间是起始脉冲的周期的2倍。另外,接收尾脉冲到收到结束脉冲的等待时间不超过360us, 超过360us, 则可能是信号传送中断或没传送。预备脉冲仅作自动增益调整用, 接收软件可以对其不予理会。信息的解码从起始脉冲开始。

控制信息分成4位地址和6位命令两部分, 地址范围从0~15, 命令范围从0~63。地址成对使用,一组地址从0~7,一组是其反码1 5~8。按键时第一次发出的信息中的地址是低地址,而后续发送的信息中的地址则是第一次所发地址的反码, 直到该按键被释放, 这就允许接收器中止对重复码的接收。在按键没有释放之前, 每130ms将重复发送一次控制信息。

2.3.2 NEC协议

NEC协议是众多红外遥控协议中的一种，应用比较广泛，市场上买到的非学习型万能电视遥控器大多集成一种或多种编码是NEC型的。

（1）主要特征

八位地址码和八位数据码；载波频率为38kHz；脉冲宽度调制；地址码和数据码发两次，以增加可靠性。

（2）协议

NEC编码的一帧由引导码、地址码及数据码组成，把地址码及数据码取反的作用是加强数据的正确性。逻辑位的表示方法如图所示，逻辑“1”由560us的高电平和2.25ms的低电平组成，逻辑“0”由560us的高电平和560us的低电平组成，且高电平用38kHz脉冲载波进行调制。9ms的传号和4.5ms的空号为引导码，8bit的地址码和8bit地址反码，8bit的数据码和数据反码，先发最低有效位，再发最高有效位。

图2-3 NEC协议逻辑“0”和“1”的表示方法

图2-4 NEC协议完整帧格式

2.3.3 Nokia NRC17 Protocol

Nokia NRC17协议用17位信号传送红外线遥控命令,这也是其被称为NRC17的原因。此协议是Nokia为消费类电子所设计的,最初用于Nokia的电视机和VCR，Finlux和Salora使用该协议,Nokia卫星接收机用的也是该协议。

（1）主要特性

8位命令、4位地址和4位子码；PPM 脉冲位置编码方式；载波频率38kHz；每一位用时lms；带电池容量下降提示；生产厂家Nokia CE。

（2）协议

协议采用PPM脉冲位置编码方式，载波频率38kHz，载波占空比为1/4。每位二进制数用时1ms，如图12所示，传号和空号各占500s。图是其传送命令的格式示意图。

逻辑“1”

逻辑“0”

图2-5 Nokia NRC17协议逻辑“0”和“1”的表示方法

从图中可以看出，每一条信息均以一个起自动增益调整作用的预备脉冲开始（0.5ms的传号加2.5ms的空号），后面是8位命令码（低位在前）和4位地址码（低位在前），最后是4位子码。图中的命令码是5CH，地址码是6H，子码是1H。由于

是脉冲位置编码方式，所以总的传输时间是恒定的，即20ms。

图2-6 Nokia NRC17协议完整帧格式

协议规定，当某键按下时，先发送起始信息，起始信息的命令码为FEH，地址/子码为FFH，用时40ms，然后重复发送键命令、地址和子码，每次用时100ms，至按键释放时，发送命令码为FEH，地址/子码为FFH的停止信息，用时20ms。图是持续按键期间信息发送的情况。接收器可以根据重复信息是否完全相同来判定接收数据是否有效。

起始信息

图2-6 Nokia NRC17协议重复发送键指令示意图

2.3.4 Sharp协议

Sharp协议用于Sharp的VCR中。

（1）主要特性

8位命令、5位地址；PWM脉冲宽度编码方式；载波频率38kHz；一位用时1ms或2ms。

（2）协议

协议采用PWM脉冲宽度编码方式，传号时间320us，载波频率38kHz（约12个周期），推荐的载波占空比为1/4或1/3。逻辑“1”占用时间为2ms，逻辑“0”占用时间为1ms，如图所示。图是其传送命令的格式示意图，5位地址码和8位命令码，均是低位在前，命令码后面是扩展位（Exp）和检测位（Chk），分别用逻辑“1”和逻辑“0”表示，最后是一个320us的尾脉冲。图中的地址码和命令码分别是03H和11H。

图2--7看见了紧固件

图2-8将拉怪

如图17所示，每条完整的遥控命令由两部分信息组成，两部分信息之间间隔40ms，两者的地址码完全相同，但后者传的命令码、扩展位、检测位则是前者的反码。接收器可以据此判断所接收的数据是否有效。

2.4 本章小结

范文四：红外线光通信装置设计

　　【摘 要】系统以STM32系列单片机为控制核心，实现信号的编解码以及传输控制功能，并且用它来控制温度传感器。结合了红外线发射管，用以将电能直接转换红外光并产生辐射，因其应用的广泛性，选择它作为红外线发生装置，还用及红外线接收头，来接收红外线光信息转换为音频信息。

　　【关键词】 STM32；红外线；OP07

　　1总体设计

　　1.1总体设计方案框图

　　红外线光通信装置的设计思想如下图所示：

　　1.2 系统原理分析

　　红外线的传送利用179.9K的载波，此频率为一个定值，采用NE555来构建模型，在输送的信号中要有10倍的载波幅值周期来支持，末端应该有77.8us的置1电平信号，因此模式化地占用了160us的时间，在中转信息传送中，必须将音频信息添加在载波中，音频信号传输的实际就是分辨不同的频率，因此传送的时间不相同，其占空比各异。频率调制的当中用179.9K的基波和299.9HZ到3.39KHZ进行调制，将信号呈现周期不同的状态进行叠加后传送。

　　2 各模块硬件设计

　　硬件部分主要有红外发送部分、红外接收部分、音频放大部分、模拟开关PGA1636、温度传感器部分以及正弦转化为方波的部分，用模拟开关来实现数字通道和模拟通道的选择，进入数字通道可以实现编码和解码的功能，模拟通道则用来控制温度传感器。

　　下图为正选波转化为方波时的测试波形：

　　3软件论证

　　刚开始我们对于题目的理解曾一度偏向了软件编码，解码和压缩。当时我们方案选择了38K的载波频率，因而传输帧的表头和结尾的局限性导致信息量的增大，而载波和红外传输管和接收管的频率限制相冲突。我们的压缩方式需要改进，因而我们选择了更为灵活的方式，即主要通过硬件来搭建电路实现功能。

　　3.1 发送温度信号

　　将温度值发送出来，并将开关打到模拟开关的状态，观察数据是否接受，如果数据开始接受的话，延时8秒后将信息传输到了接收装置中，如果数据没有被接受，则整个过程会重新开始。

　　3.2 接受温度信号

　　读取STM32单片机的PA0引脚值，判断时间是否为5毫秒，如果不是的话将变量和接受的数据流清零，如果是的话，则将a的值赋予1。

　　3.3 使用外部中断

　　温度初始后的值显示在液晶上，收到的位置1，并判断数据是否接收，如果没有接收的话收到的位置1，如果接收的话，将值显示在液晶上。

　　3.4 读取外部中断

　　判断寄存器的时间值是否为5毫秒，是的话表面搜索到了，判断时间值是否为10毫秒，如果是的话则收到的位为1，不是的话接着进行下面的判断，判断时间值是否为1s，如果是的话，收到的位为0，不是的话，进行清零操作。

　　4结论

　　经过测试和较为严密的分析，电路将信号尽最大的可能通过红外线传输到了我们的接收装置上。在规定的无差范围内，而且语音没有明显的失真。

　　【参考文献】

　　[1]ALAN V.OPPENHEIM.信号与系统[M].西安：西安交通大学出版社，1997年

　　[2]元秋奇著.数字图像处理学[M].北京：电子工业出版社，2000年

　　[3]吴运昌.模拟电子线路基础[M].广州：华南理工大学出版社，2004年

　　【作者简介】

　　陈力生（1994―），汉， 四川省雅安市石棉县人，本科，研究方向：电气工程。

范文五：红外线数据通信应用

红外线数据通信应用

车若强

（潮安县电力局．广东潮安５１５６００）

摘要：介绍了应用于电力监刹装置的红外线数据通信。简单阐述了其基奉原理与数据收发电路．以及在电力监测装置应用的软、硬件设计。关键词：红外线；数据通信；电力监测

中图分类号：ＴＮ３６２

文献标识码：Ｂ红外线通信作为一种无线通信的装置．具有体

积小、功耗低、功能强、成本低的优点，在电视、空调等家用电器上得到广泛应用。在高压、辐射、有毒气体等环境下工作的工业设备中采用红外线通信不仅安全可靠而且能有效地隔离电气干扰。本文介绍在电力负荷监测中红外线通信的应用。

１

红外线数据通信的基本原理

红外线是可见光谱中位于红色光之外的光线，

尽管肉眼看不到这种光线．但利用红外线发送和接收装置却可以发送和接收红外线信号，实施红外线通信。利用红外线通信无需连线，只需将两设备的红外线装置对正即可传输数据。红外线通信方向性很强，适用于近距离的无线传输。红外线数据通信原理与一般的无线电数据通信一样。在数据发射端．把数据调制到某一频率（３０—４０ｋＨｚ）的方波载波上．通过红外发射器发射出去。在数据接收端，接收装置接收到经调制的信号后，对信号进行放大、解调．再由微机对数据进行加工处理。

２红外线数据通信电路

２．１数据通信发射电路

红外线数据发射电路如图１所示。该电路利用ＩＣ，和石英晶体ＴｘＴ产生３２．７６８ｋＨ２的方波作为红外线发射器的载波．ＴｘＤ是微处理器串行口数据输出端，数据信号经ＩＣ。反相后送人ＩＣ，调制；ｖＴＲ，将其放大后由红外线发射二极管ｖｋ发射出去。

Ｃｌ３０ＤＦ

ｈＤ

圈１红外线发射电路

Ｆｉｇ１’ｎｌｅ

ｉｎ蛔ｒｅｄ

ｓｅｎｄｉｎｇｃｌｒｃｕｉＬ

收稿日期：２００３一０５—２３：修回日期：２００３一０８—２０

万　

方数据文章编号：１００６—６０４７【２００３）１２—００６１—０２２．２数据通信接收电路

红外线数据接收电路如图２所示。电路中Ｉｃ，为一体化红外线接收头．陔元件集红外线接收、选频放大和解调ｆ一体，不需任何外接元件．就能完成从红外线接收到输出与ＴＴＬ电平信号兼容的所有工作。由于各厂家≥的产品引脚功能不一样，使用时应注意。一体化红外线接收头的数据输出端接微处理器羁２红外线接收电路的串行数据输入端，由微处理Ｆｉ９２。ｎｗｉｎｆｍｍｄ

器对数据进行处理。

ｒｅｃｅｌｖｌｎｇｏｌ＂ｕｎ３红外线电力负荷监测装置硬件结构

红外线电力负荷监测装置由现场监测仪和数据采集仪组成。现场监测仪和数据采集仪均使用ＡＴ８９ｃ５ｌ作为微处理器１，设备负荷参数通过Ａ／Ｄ转换芯片ＡＤＣ０８０９进行转换。现场监测仪同定安装于电力设备上，对电力设备的运行参数进行数字化处理并发送给数据采集仪：数据采集仪由有关人员掌握．当数据采集仪向现场监测仪发送数据交换命令时，现场监测仪和数据采集仪即进行无线数据通信。现场监测仪和数据采集仪都包含数据发射和接收功能．为对数据进行查看和操作，数据采集仪还配备了ＬｃＤ显示器和键盘。硬件结构如图３、图４所示。

Ｕ＾仉Ｕ

唑

Ｕ．

ＬＬ‘Ｌ

］矧奸一

赢一

耐Ｊ

主Ｉ

瓣幽丽塑鬻二鳖

图３现场监测仪结｝ｑ图

Ｆｉ９３

Ｔｈｅ

８ｔｎｌｃｔＬｌｒｅ

ｕｆ矗ｅｌｄｍｏｎｌｔｏｎ“ｇ“ｎｉｔ

４红外线电力负荷监测装置软件设计

数据通信采用中断法。现场监洲仪正常情况下每８ｓ循环采集一次设备各运行数据．并将其保存在数据存储器或ＥＥＰＲＯＭ巾，当接收到数据采集仪发

蝥

Ｆｉｇ．４Ｔｈｅ

坚坐数据通信

接收电路

攀

旦旦＿＿数据通信

发射电路

轻了Ｉ：作人员负担，提高了安全程度。由于采用了微处理器，很容易对其功能进行扩展，进一步提高电力监测的自动化程度。参考文献

Ｉ圭｜４数据采集仪结构罔

ｓｔｒＬｌｃｔ㈣ｆ

ｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｌｏｎ

ｕｎｉｔ

ｌ

送的数据交换命令时，执行串口中断程序，将存储器中保存的数据通过串行ｕ发射出去，全部数据发送完成后，返回主程序继续采集各数据。数据采集仪发出交换数据命令后，进人数据接收程序．把接收到的每一项数据保存到存储器中。然后通过键盘操作，把数据在ＬｃＤ显示器中显示出来。其软件流程在一般单片机开发文献中都有相似沦述，不再重复。

Ｊ李朝青Ｐｃ机及单片机数据涵信技术［Ｍ］北京：北京航空航灭大学出版社．２０００

ＬＩａｎｄ

Ｃｈａｏ—ｑｉｎｇ

Ａ㈣ａｕｌｌｃｓ

２］周

ｍｉ…ｏｎⅡＤｌ

Ｄａｔａ㈣ｍｕｎｉＰａｔｉｎｎ

ｔＰｃｈｎｏｌｏ鼾ｗｉｔｈＰＣ

ｕｎｉｌ［Ｍ】ＢＰ＇ｊｉ“ｇ：Ｂｅ“ｉ“ｇＵｎｉｖｅｒｓｉ‘ｙｏｆ

ａｎｄＡｓｔｍｎａｕｔｉｃｓＰｒｅｓｓ．２０００．

新用红钋接口进行数据传输’Ｎ：电脑报，１９９９一ｌＯ．

ｄａｔａ

ｚＨＯＵⅪｏｇ．ＴｒａｎｓｍＭ“ｇ

ｗ曲ｉｎｆｍｒｅｄｉｎｔｅ南ｃｅ［Ｎ］

ＣｏｍｐｕｔｅｒＮｅｗ５ｐ８ｐｅｒ．１９９９—１０

（责任编辑：柏英武）

作者简介：

李若强（１９６８一），男．广东潮州人，工程师，硕士研究生从事变电适行管理．研究方向为电力系统（Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉａｎｋａｎ＠１６３

）。

５结语

采用红外线数据通信，通信距离可达８ｍ以上．传输速率达到２＿４ｋｂｉｔ／ｓ。大大提高ｒ工作效率，减

ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｉｎｆＦａｒｅｄｄａｔａｍｌｌＩｌｉｃａｔｉｏｎ

ＵＲｕｏ－ｑｉａ“ｇ（ｃｈａｏａｎＰｏｗｅｒｓ“ｐｐｌｙＢｕｒｅａｕ，ｃｈａｏａｎ５１５６００，ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ８Ｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ０ｆｉｎｆｒａｒｅｄｄａｔａｍｕｎｊｃａｔｉｏｎｔｏｐｏｗｅｒｍｏｎｉｔｏ““ｇａｎｄｍｅａｓｕｒｉｎｇｅｑｕｉｐ＿ｍｅｎｔｉｓＩｎｔｍｄｕｃｅｄＴｈｅｂａｓｉ。ｐ＾ｎｃｉｐｌｅ，Ｉｈｅｃｉｒｃｕｉｔｓｆｏｒｄａｔａｓｅｎｄｉ“ｇａｎｄｄａｔａｒｅｃｅｉｖｉ“ｇ，ｔｌｌｅｈａｒｄ—ｗａｒ℃ａｎｄ

ｓｏｎｗａｒｅｄｅｓｉｇｎｏｆｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉ“ｐｏｗｅｒｍｏｎｉｔｏｄ“ｇａｎｄ

ｉｎｆｒａｒｅｄ；

ｄａｔａｍｕｎｉｃａｔｉｏ“；ｐｏｗｅｒｍｏｎｉｔｏ＾ｎｇ

ｍｅａｓｕｒｉ“ｇ

８ｑｕｉＰｍｅｎｔｉｓｂｒｉｅｎｙ

ｅｘｐｋｉｎｅｄ．１【ｅｙｗｏｒｄｓ：

（上接第６０页ｃｏｎｔｉｎｕｅｄｆｍ”ｐａｇｅ６０）

８ｐｐＨｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］Ａｕｔ啪ａｕｏｎｏｆ

２０００．２４（９）：５６—５９．

Ｅｌ∞啊ｃ

Ｐｏｗｅｒ

ｓｙｓｔｅＩｍ．

４结语

在变电站计算机监控系统中，用当地后台机实现电压无功的自动控制具有信息共享、功能完善、适用性强、维护简便及硬件投资成本低等优点。另外．在已实现“四遥”的变电站中．在后台机上实现电压无功自动调节，也有广阔的应用前景。

参考文献

『１］周邺飞，赵会荣．电压无功自动控制软件匣其应用【Ｊ］．电

力系统自动化，２０００，２４（９）：５６—５９

ＺＨＯＵｔ∞ｌ

ｏｆ

Ｙｅ—ｆｅｉ，ＺＨＡＯｖｏｌｔａｇｅａｎｄ

『２］孙元章．王志芳，姚小育电力系统二级电压控制的研究

『Ｊｊ电力系统自动化，１９９９．２３ｔ９）：９一１４．

ＳＵＮ

ｏｎ

Ｙｕａｎ－ｚｈａＩｌｇ．ＷＡＮＣＺｈｉ．ｆＨ“Ｅ，ＹＡ０Ｘｉａｏ．ｙｉｎ．Ｓｍｄｙ

ｓｅｃｏｎｄ８ｒｙ

咖廿ｏｎ

ｖｏｌｔ８９㈣ｔＩｕｌ

ｏｆＥｋｎｒｉｃ

ｐｄｗｅｒ５ｙｓｔｅｍ［Ｊ］Ａｕｔｏ－

Ｐｏｗ盯Ｓｖｓｔｅｍｓ，１９９９．２３（９）：９—１４

ｏｆ

（责任编辑：戴绪云）

作者简介：

张永生（１９６７一）．男，浙江金华人．高级工程师，主要从事电力系统自动化及５００ｋｖ变电站的运行管理工作（Ｅ—ｍａｉｌ：

ｒｅａｃｔｉｖ。ｐ洲ｒ

Ｊｍ－ｍ“ｇ．Ｓｏｎｗａｒｅｆｕｒ

ａｕ协ｍｍ…ｏｎ－

ａｎｄ

ｉ协

ｘｉａｏｚｈｎ９７９０９＠ｓｌｎａ．）；

徐波（１９７ｌ一）．士，山隶淄博人，讲峄，主要从事电力系统厦其自动化的教学与研究工作。

ｉｎｓｕｂｓｔａｎｏｎ

ＡｐｐＵｃａｔｉｏｎｏｆＡＶＱＣｓｏｆｔｗａｒｅｉｎ５００ｋＶｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ

ＺＨＡＮＧＹｏｎ异．ｓｈｅｎ只１，ＸＵＢ０２

（１．ＪｉｎｈｕａＥ１ｅｃｌｄｃＰ０ｗｅｒＢｕｒｅａｕ．Ｊｉｎｈｕａ３２１０１７，Ｃｈｉｎａ：

２．Ｎａｎｊｉ“ｇＩｎｓｌｉｌｕｔｅ“Ｔｅｃｈｎｏｌｏ盱，Ｎａｎｊｉｎ９２ｌ００１３，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔ瞄ｃｔ：ＴｈｅＡＶＱｃＰａｃｋａｇｅｏｆｓｈｕａｎ—ｏ”ｇ５００ｋＶｓｕｂｓｌａ“ｏｎｊｓｊｎｆｅｇｒａ忙ｄｊｎｌｏｊｌｓｓｃＡＤＡｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈｆｕｌｌｙｕ“ｌｉｚｅｓｔ｝ｌｅｍｓｏｕｒｃｅｓｏｆＳＣＡＤＡ，ｉｎｃｌｕｄｉ“ｇｓ“ｐＰｏｒｔｉ“ｇｍｏｄｕｌｅｓ，ｄｅｖｅｌ叩ｍｅｎｔｍｏｄｕｌｅｓ，

ｓｏｑｕｅｎｔｉａｌｃｏｎｔｍｌｍｏｄｕｌｅｓ，ｒｅｍｏｔｅｌｖａｃｑｕｉｒｅｄｓｉｇｎａｌｓａｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ，ｅｔｃ．Ｔｔｖ一６ｖｅｖｏｌｔ８９ｅｃｏｎ－ｔｍｌａｒｅａｓａｒｅｓｅｔｉｎｔｈｅｓｏｎｗａｒｅｐａｃｋａｇｅ．ＴｈｅａｕｔｏＩＴｌａｔｉｃｔａ口ｃｈａｎ只ｉｎｚｏｆｒｎａｉｎｔｒａｎｓｆ０玎ｎｅｒａｎｄｔｈｅ

ａｕＩｏｍａｔｉｃ

ｃｏｎｔｒｏｌ

ｓｗｉｔｃｈｉｎｇｏｆｔｈｅｃａｐａｃｉｔｏｆｓｓｔｒａｔｅｇｙｉｓｅｍｐｈａｓｉｚｅｄ，ａｓｗｅｌｌ

ａｎｄ

ａｓ

ｒｅａｃｔｏｒｓａｒｅ

ｃａ耐ｅｄ

ｏｕｔ

ｂｖ

ｓｏｎｗａｒｅｎｓ

ｐ＾ｎｃｉｐｌｅ

ａｎｄ

ｔｈｅｆｕｎｃ“ｏｎｄｅｓｉｇｎａｎｄｏｐｅｒａ“ｏｎ

ｃｏｎｔｍｌ；５００ｋＶ

ｓｐｅｃ谲ｃａｔｉｏｎ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｕｔｏｍａｔｉｃＶｏｌｔａｇｅｒｅａｃｔｉｖｅ

ｐｏｗｅｒ

ｓｕｂｓｔａｔｉｏ“；印Ｐｌｉｃａｔｉｏｎ

万方数据　

转载请注明出处范文大全网 » 红外线无线通信系统