無(wú)線(xiàn)通信紅外技術(shù)論文(2)
無(wú)線(xiàn)通信紅外技術(shù)論文
無(wú)線(xiàn)通信紅外技術(shù)論文篇二
數(shù)據(jù)通信的主力軍——紅外通信技術(shù)
【論文關(guān)鍵詞】：紅外通信; 數(shù)據(jù)通信
【論文摘要】：在許多基于單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)中，系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)遙控功能，而紅外通信則是被采用較多的一種方法。紅外通信具有控制簡(jiǎn)單、實(shí)施方便、傳輸可靠性高的特點(diǎn)，是一種較為常用的通信方式。
在許多基于單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)中，系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)遙控功能，而紅外通信則是被采用較多的一種方法。紅外通信具有控制簡(jiǎn)單、實(shí)施方便、傳輸可靠性高的特點(diǎn)，是一種較為常用的通信方式。紅外線(xiàn)通信是一種廉價(jià)、近距離、無(wú)線(xiàn)、低功耗、保密性強(qiáng)的通訊方案，主要應(yīng)用于近距離的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，也有用于近距離無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入。從早期的IRDA規(guī)范(115200bps)到ASKIR(1.152Mbps)，再到最新的FASTIR(4Mbps)，紅外線(xiàn)接口的速度不斷提高，使用紅外線(xiàn)接口和電腦通信的信息設(shè)備也越來(lái)越多。紅外線(xiàn)接口是使用有方向性的紅外線(xiàn)進(jìn)行通訊，由于它的波長(zhǎng)較短，對(duì)障礙物的衍射能力差，所以只適合于短距離無(wú)線(xiàn)通訊的場(chǎng)合，進(jìn)行"點(diǎn)對(duì)點(diǎn)"的直線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，因此在小型的移動(dòng)設(shè)備中獲得了廣泛的應(yīng)用。
1. 紅外通信的基本原理
紅外通信是利用950nm近紅外波段的紅外線(xiàn)作為傳遞信息的媒體，即通信信道。發(fā)送端將基帶二進(jìn)制信號(hào)調(diào)制為一系列的脈沖串信號(hào)，通過(guò)紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號(hào)。接收端將接收到的光脈轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)放大、濾波等處理后送給解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào)，還原為二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)后輸出。常用的有通過(guò)脈沖寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制的脈寬調(diào)制(PWM)和通過(guò)脈沖串之間的時(shí)間間隔來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制的脈時(shí)調(diào)制(PPM)兩種方法。
簡(jiǎn)而言之，紅外通信的實(shí)質(zhì)就是對(duì)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)，以便利用紅外信道進(jìn)行傳輸;紅外通信接口就是針對(duì)紅外信道的調(diào)制解調(diào)器。
2. 紅外通訊技術(shù)的特點(diǎn)
紅外通訊技術(shù)是目前在世界范圍內(nèi)被廣泛使用的一種無(wú)線(xiàn)連接技術(shù)，被眾多的硬件和軟件平臺(tái)所支持：
?、?通過(guò)數(shù)據(jù)電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)的數(shù)據(jù)收發(fā);
⑵ 主要是用來(lái)取代點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的線(xiàn)纜連接;
?、?新的通訊標(biāo)準(zhǔn)兼容早期的通訊標(biāo)準(zhǔn);
⑷ 小角度(30度錐角以?xún)?nèi))，短距離，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，保密性強(qiáng);
?、?傳輸速率較高，目前4M速率的FIR技術(shù)已被廣泛使用，16M速率的VFIR技術(shù)已經(jīng)發(fā)布。
3. 紅外數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的用途
紅外通訊技術(shù)常被應(yīng)用在下列設(shè)備中：
⑴ 筆記本電腦、臺(tái)式電腦和手持電腦;
?、?打印機(jī)、鍵盤(pán)鼠標(biāo)等計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備;
?、?電話(huà)機(jī)、移動(dòng)電話(huà)、尋呼機(jī);
⑷ 數(shù)碼相機(jī)、計(jì)算器、游戲機(jī)、機(jī)頂盒、手表;
⑸ 工業(yè)設(shè)備和醫(yī)療設(shè)備;
?、?網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備，如調(diào)制解調(diào)器。
4. 紅外數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的缺點(diǎn)
?、?通訊距離短，通訊過(guò)程中不能移動(dòng)，遇障礙物通訊中斷;
⑵ 目前廣泛使用的SIR標(biāo)準(zhǔn)通訊速率較低(115.2kbit/s);
?、?紅外通訊技術(shù)的主要目的是取代線(xiàn)纜連接進(jìn)行無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，功能單一，擴(kuò)展性差。
5. 紅外通信技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的沖擊
紅外通信標(biāo)準(zhǔn)有可能使大量的主流計(jì)算機(jī)技術(shù)和產(chǎn)品遭淘汰，包括歷史悠久的調(diào)制解調(diào)器。預(yù)計(jì)，執(zhí)行紅外通信標(biāo)準(zhǔn)即可將所有的局域網(wǎng)(LAN)的數(shù)據(jù)率提高到10Mb/s。
紅外通信標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的發(fā)射功率很低，因此它 自然是以電池為工作電源的標(biāo)準(zhǔn)。目前，惠普移動(dòng) 計(jì)算分公司正在開(kāi)發(fā)內(nèi)置式端口，所有擁有支持紅外通信標(biāo)準(zhǔn)的筆記本計(jì)算機(jī)和手持式計(jì)算機(jī)的用戶(hù)，可以把計(jì)算機(jī)放在電話(huà)機(jī)的旁邊，遂行高速呼叫，可連通本地的因特網(wǎng)。由于電話(huà)機(jī)、手持式計(jì)算機(jī)和紅外通信連接全都是數(shù)字式的，故不需要調(diào)制解調(diào)器。
紅外通信標(biāo)準(zhǔn)的廣泛兼容性可為PC設(shè)計(jì)師和終端用戶(hù)提供多種供選擇的無(wú)電纜連接方式，如掌上計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理設(shè)備和桌面計(jì)算機(jī)之間的文件交換;在計(jì)算機(jī)裝置之間傳送數(shù)據(jù)以及控制電視、盒式錄像機(jī)和其它設(shè)備。
6. 紅外通信技術(shù)開(kāi)辟數(shù)據(jù)通信的未來(lái)
目前，符合紅外通信標(biāo)準(zhǔn)要求的個(gè)人數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)助理設(shè)備、筆記本計(jì)算機(jī)和打印機(jī)已推向市場(chǎng)，然而紅外通信技術(shù)的潛力將通過(guò)個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)和全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM) 網(wǎng)絡(luò)的建立而充分顯示出來(lái)。由于紅外連接本身是數(shù)字式的，所以在筆記本計(jì)算機(jī)中不需要調(diào)制解調(diào)器。便攜式PC機(jī)有一個(gè)任選的擴(kuò)展插槽，可插入新式PCS數(shù)據(jù)卡。PCS數(shù)據(jù)卡配電話(huà)使用，建立和保持對(duì)無(wú)線(xiàn)PCS系統(tǒng)的連接;擴(kuò)展電纜的紅外端口使得在PCS電話(huà)系統(tǒng)和筆記本計(jì)算機(jī)之間容易實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通信。由于PCS、數(shù)字電話(huà)系統(tǒng)和筆記本計(jì)算機(jī)之間的連接是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的紅外端口實(shí)現(xiàn)的， 所以PCS數(shù)字電話(huà)系統(tǒng)可在任何一種PC機(jī)上使用， 包括各種新潮筆記本計(jì)算機(jī)以及手持式計(jì)算機(jī)，以提供紅外數(shù)據(jù)通信。而且，由于該系統(tǒng)不要求在計(jì)算機(jī)中使用調(diào)制解調(diào)器，所以過(guò)去不可能維持高性能PC卡調(diào)制解調(diào)器運(yùn)行所需電壓的手持式計(jì)算機(jī)，現(xiàn)在也能以無(wú)線(xiàn)方式進(jìn)行通信。紅外通信標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)者還在設(shè)想在機(jī)場(chǎng)和飯店等地點(diǎn)使用步行傳真機(jī)和打印機(jī)，在這些地方，掌上計(jì)算機(jī)用戶(hù)可以利用這些外設(shè)而勿需電纜。銀行的ATM(柜員機(jī)) 也可以采用紅外接口裝置。
預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)，紅外技術(shù)將在通信領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用，數(shù)字蜂窩電話(huà)、尋呼機(jī)、付費(fèi)電話(huà)等都將采用紅外技術(shù)。紅外技術(shù)的推廣意味著膝上計(jì)算機(jī)用戶(hù)不用電纜連接的新潮即將到來(lái)。由于紅外通信具有隱蔽性，保密性強(qiáng)，故國(guó)外軍事通信機(jī)構(gòu)歷來(lái)重視這一技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。這一技術(shù)在軍事隱蔽通信，特別是軍事機(jī)密機(jī)構(gòu)、邊海防的端對(duì)端通信中將發(fā)揮出重要的作用。正如前面所述，它還將對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)產(chǎn)生沖擊，對(duì)未來(lái)數(shù)據(jù)通信產(chǎn)生重大影響。
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