第5讲 红外通信原理及应用
红外通信技术的原理和应用
红外通信技术的原理和应用1. 引言红外通信技术是一种基于红外光波传输信息的通信方式。
相比于传统的有线通信，红外通信具有无线、快速、低功耗等优势，在现代的电子设备中得到广泛应用。
本文将介绍红外通信技术的原理和应用。
2. 原理红外通信技术基于红外光的传输原理。
红外光是一种光波，其波长处于可见光和微波之间，具有不可见性。
红外通信中常用的光源是红外发光二极管（IR LED），而红外接收器是一种能够接收红外光信号的电子元件。
红外通信的原理如下：•发送端利用电流驱动红外发光二极管，将电信号转化为红外光信号。
•红外光信号在空气中传播，传输信息的载体。
•接收端的红外接收器接收红外光信号，并将其转化为电信号。
•电信号经过解码和处理后，得到传输的信息。
3. 应用红外通信技术在各个领域中都有广泛应用。
以下列举了一些常见的应用场景：3.1. 遥控器遥控器是红外通信技术的典型应用之一。
现代遥控器中的按键输入通过红外信号传输到被控设备，实现对电视、空调、音响等设备的远程控制。
红外通信技术在遥控器中实现了快速、可靠的无线通信，方便了用户的操作。
3.2. 智能家居智能家居系统通过红外通信与各种设备进行交互。
用户可以通过手机或智能音箱等终端设备，发送红外信号控制灯光、窗帘、空调等家居设备的开关、亮度、温度等参数。
红外通信技术使得智能家居系统更加智能、便捷。
3.3. 红外传感器红外传感器利用红外通信技术检测周围的物体和环境。
红外传感器可以感测人体的热量、距离、动作等信息，被广泛应用于安防、自动照明等领域。
红外通信技术为红外传感器提供了数据传输的能力。
3.4. 医疗设备一些医疗设备也采用红外通信技术，如红外耳温计、红外鼻镜等。
这些设备可以通过红外通信实时传输测量结果或影像数据，方便医生进行诊断和治疗。
由于红外通信技术无线、非接触，提高了医疗设备的易用性和安全性。
4. 优势和挑战红外通信技术作为一种无线通信方式，具有一些独特的优势和挑战。
红外通信的基本原理
红外通信的基本原理
红外通信是一种通过红外线传输数据的技术。
其基本原理是利用红外线的特性进行信息传输。
红外线是一种电磁波，波长较长，频率较低，能够在空气中传播，但穿透力较弱，只能传输短距离。
因此，红外通信通常用于近距离的数据传输，如遥控器、红外耳机等设备。
在红外通信中，数据通过光电器件进行编码和解码。
发射端首先将数据信号转换成红外光信号，然后通过红外发射器发送出去。
接收端的红外接收器接收到红外信号后，将其转换成电信号，再经过解码器解码成原始数据信号。
这样就实现了数据的传输。
红外通信的优点是传输速度快、稳定可靠，而且不受电磁干扰。
但是由于红外线传输距离有限，且需要直线传输，不能穿透障碍物，因此应用范围受到一定限制。
红外通信在各个领域都有广泛的应用。
在家电领域，遥控器就是应用红外通信的典型代表，通过红外信号控制电视、空调等设备。
在办公领域，红外通信也被广泛应用于无线键盘、鼠标等设备。
此外，红外通信还在无线耳机、安防监控等领域有着重要的作用。
随着科技的不断进步，红外通信技术也在不断发展。
近年来，随着红外通信芯片的不断完善和成本的降低，红外通信在各个领域的应用也将更加广泛。
同时，随着5G等新一代通信技术的推出，红外通信虽然在传输速度、距离等方面存在一定局限性，但仍然有着独
特的优势，将在特定场景下发挥重要作用。
总的来说，红外通信作为一种传统的无线通信技术，虽然在某些方面存在局限性，但在特定场景下仍然有着重要的应用前景。
随着技术的不断进步和发展，红外通信技术也将不断完善，为人们的生活带来更多便利和可能。
红外通信的基本原理
红外通信的基本原理红外通信作为一种无线通信技术，在现代社会的各个领域都有着广泛的应用。
其基本原理是利用红外线作为信息的传输媒介，通过发送端将信息编码成红外光信号，再由接收端解码还原成原始信息。
红外通信技术具有传输速度快、安全性高、干扰少等优点，因此在遥控器、红外对讲、红外测温等领域得到了广泛应用。
红外通信的基本原理是利用红外线这一特定波长的电磁波来传输信息。
红外线波长范围在可见光和微波之间，具有较强的穿透性，因此适合用于近距离通信。
红外线在光学、电子等领域有着重要的应用价值。
红外通信系统通常由发送端和接收端两部分组成。
发送端通过红外发射器将信息信号转换成红外光信号，发送到接收端。
接收端的红外接收器接收到红外光信号后，将其转换成电信号，经过解码处理后还原成原始信息。
整个过程实现了信息的传输和接收。
红外通信的基本原理是通过调制解调技术来实现信息的传输。
发送端通过调制器将要传输的信息信号转换成一定频率的红外光信号，再由解调器在接收端将接收到的红外光信号转换成原始信息信号。
这样就实现了信息的传输和接收。
在红外通信系统中，编码和解码是至关重要的环节。
发送端将信息信号通过编码器转换成特定的编码格式，再送入调制器进行调制。
接收端收到红外光信号后，首先经过解调器解调，再由解码器将编码格式转换成原始信息信号。
编码和解码的准确性直接影响到信息的传输质量。
红外通信技术在现代社会的各个领域都有着广泛的应用。
在家庭生活中，遥控器、红外对讲等设备都是基于红外通信技术工作的。
在工业领域，红外测温仪、红外监控系统等设备也是利用红外通信技术实现信息传输。
此外，在医疗、军事、航空航天等领域，红外通信技术也发挥着重要作用。
总的来说，红外通信的基本原理是利用红外线作为信息的传输媒介，通过编码、调制、解调、解码等技术实现信息的传输和接收。
红外通信技术具有传输速度快、安全性高、干扰少等优点，在现代社会得到了广泛的应用。
随着科技的不断进步，红外通信技术将会有更广阔的发展空间，为人类的生活带来更多便利和安全。
红外通讯的原理和应用
红外通讯的原理和应用1. 红外通讯的原理红外通讯是一种无线通信技术，通过红外线传输信息。
它基于红外线的物理特性，利用红外线的辐射和接收来实现通信。
红外通讯的原理主要包括以下几个方面：1.1 红外线的发射和接收红外线是一种电磁波，波长范围在0.75µm至1000µm之间，位于可见光和微波之间。
在红外通讯系统中，红外线由红外发射器（如红外二极管）发射出去，并由红外接收器（如红外光电二极管）接收。
红外线的发射和接收是实现红外通讯的基础。
1.2 编码和解码为了在红外通讯中传输信息，需要将信息进行编码和解码。
常见的编码方式包括脉冲宽度调制（PWM）和脉冲位置调制（PPM）。
编码器将要传输的信息转换成相应的脉冲信号，发送给红外发射器。
解码器接收红外线信号，并将其转换回原始信息。
1.3 障碍物的影响红外线在传输过程中会受到障碍物的影响。
障碍物（如墙壁、玻璃等）会吸收或散射红外线，导致信号弱化或失真。
因此，在设计红外通讯系统时，需要考虑障碍物对信号传输的影响。
1.4 波长选择红外通讯中波长的选择也很重要。
不同波长的红外线在传输距离、穿透性和抗干扰能力方面有所差异。
常见的红外通讯波长包括近红外和远红外。
2. 红外通讯的应用红外通讯具有许多应用领域，以下是其中几个常见的应用：2.1 遥控器红外遥控器是红外通讯最常见的应用之一。
遥控器通过发射红外线信号来控制电视、音响、空调等设备。
遥控器工作原理是将遥控信号编码成红外脉冲信号，并传输给相应设备的红外接收器，从而实现控制。
2.2 红外传感器红外传感器是利用红外线的物理特性来检测物体或环境的传感器。
常见的红外传感器有人体感应器、温度传感器等。
人体感应器通过接收红外线反射信号来检测人体的存在，广泛应用于安防系统和智能家居等领域。
2.3 红外通信红外通信在短距离通信中有广泛应用。
例如，红外数据传输使用红外通讯原理来实现设备之间的数据传输，如红外打印机、红外测距仪等。
红外通信原理
红外通信原理红外通信是一种利用红外线进行通信的技术，它在现代社会中得到了广泛的应用。
红外通信原理是指利用红外线的特性进行信息传输的基本原理。
红外线是一种波长较长的电磁波，它在光谱中位于可见光和微波之间，具有很强的穿透力和直线传播特性。
因此，红外通信可以在一定范围内进行点对点的通信，而且不受光线干扰。
红外通信的原理主要包括红外发射和接收两个部分。
红外发射器是将电信号转换成红外光信号的装置，它通常由红外发光二极管构成。
当电流通过红外发光二极管时，它会发出红外光信号，这些光信号可以被接收器接收并转换成电信号。
红外接收器通常由红外光电二极管和信号处理电路组成，它可以将接收到的红外光信号转换成电信号，并经过信号处理电路进行解调和放大，最终输出原始的电信号。
红外通信的工作原理是利用红外光的特性进行信息传输。
红外光在大气中的传播受到大气吸收、散射和反射的影响，因此在实际应用中需要考虑这些因素对通信质量的影响。
此外，红外通信还需要考虑通信距离、传输速率、抗干扰能力等因素，以确保通信质量和稳定性。
红外通信具有许多优点，例如传输速率高、抗干扰能力强、安全性高等。
因此，它在无线遥控、红外遥控、红外对讲、红外测距、红外对码等领域得到了广泛的应用。
同时，红外通信也存在一些局限性，例如通信距离有限、传输速率受限等。
因此，在实际应用中需要根据具体的需求和环境条件选择合适的通信技术。
总的来说，红外通信原理是一种利用红外线进行信息传输的技术，它具有许多优点和特点，适用于许多领域。
随着科学技术的不断发展，红外通信技术也在不断完善和拓展，相信它会在未来得到更广泛的应用。
红外通信电路工作原理
红外通信电路工作原理
红外通信是一种利用红外线传输信息的无线通信技术。
其基本原理是利用红外线载波进行信息的发送和接收。
红外通信电路主要由发射器和接收器组成。
发射器中包含一个发光二极管（LED），当通电时，LED会发出红外线信号。
接收器中包含一个光敏二极管（光电二极管），它能够感受到接收到的红外线信号。
当发射器中的LED发出红外线信号时，经过空气传播到接收器位置。
接收器中的光敏二极管会感受到这一红外线信号，并将其转化为电信号。
接收到的电信号经过放大和解调后，可以得到原始的信息信号。
红外通信电路的工作原理可以分为发送和接收的两个过程。
在发送过程中，发射器中的LED通过电流驱动，发出红外线信号。
在接收过程中，接收器接收到发射器发出的红外线信号，并将其转化为电信号。
整个通信过程实际上是通过红外线的发射和接收来实现信息的传输。
红外通信电路的优点包括无线传输、抗干扰能力强、成本低廉等。
然而，也存在一些缺点，比如传输距离相对较短、受到环境干扰较大等。
红外通信电路在日常生活中有广泛的应用，如遥控器、红外线测温仪、红外线遥感器等。
它不仅可以用于远程控制设备，还可以用于数据传输、通信连接等领域。
单片机红外通信技术应用
单片机红外通信技术应用红外通信技术是一种无线通信技术，它利用红外线传输数据和信息。
在单片机系统中，红外通信技术被广泛应用，可以实现各种应用需求，如遥控器、红外测距、红外传感器等。
本文将重点介绍单片机红外通信技术的应用。
一、红外通信原理在介绍红外通信技术应用之前，先简单了解一下红外通信的原理。
红外通信是利用红外光的特性进行数据传输。
通信系统中通常包含发送器和接收器两个基本组成部分。
发送器将数字信号转换为红外光信号，接收器将接收到的红外光信号转换为数字信号。
二、遥控器应用遥控器是最常见的单片机红外通信应用之一。
通过遥控器，我们可以实现对电视、空调、音响等家电设备的远程控制。
遥控器工作原理是将按键操作转换为红外信号发送给家电设备，家电设备接收到红外信号后执行相应的操作。
三、红外测距应用红外测距是利用红外线进行距离测量的一种方法。
在一些需要测量距离的场景中，可以通过单片机和红外传感器实现红外测距应用。
红外传感器发射红外光，当光线遇到物体并反射回来时，红外传感器接收到反射的红外光。
通过测量反射的红外光的时间差，可以计算物体与传感器的距离。
四、红外传感器应用红外传感器是一种常用的传感器，通过检测周围环境中的红外辐射以实现感知和控制。
例如，人体红外传感器可以检测到人体发出的红外辐射，用于实现自动照明、安防监控等应用。
温度传感器也可以通过红外辐射实现测量物体的温度。
五、红外通信技术优势与其他无线通信技术相比，红外通信技术具有一些优势。
首先，红外通信技术不会受到电磁干扰的影响，信号传输相对稳定可靠。
其次，红外通信技术在短距离传输中具有较高的传输速率。
此外，红外通信设备体积较小、功耗低，适合应用于一些对设备体积和功耗有要求的场景。
六、红外通信技术应用展望随着科学技术的不断进步和发展，红外通信技术也在不断演进和创新。
未来，红外通信技术有望在更多领域得到应用。
例如，红外通信技术可以应用于智能家居系统中，实现智能设备之间的互联互通。
红外通讯原理及实现详解
红外通讯原理及实现详解红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。
由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。
1红外通信原理介绍红外通讯通过使用红外光进行通信，发送设备将电信号转成光信号，接收设备则再将光信号还原成电信号，红外收发系统的框图如图所示：图 1 红外收发系统目前基于红外通讯的通讯协议有上百种，这些协议大同小异，下面以飞利蒲的RC5协议为例来进行介绍。
同别的红外协议一样，飞利蒲的RC5协议也是由下列几部分组成：1 .1键码之所以定义键码就是为了规范设计，至少保证飞利蒲公司内部的红外通信设备之间可以互通，不会出现混乱的情况，当然大家也可以自个定义，这有点像TCP/IP中的应用层，你可以自个定义一个协议，也可以用标准定义好的协议。
键码是基于数字信号二进制的0/1而言的。
比如0x12，换成二进制就是0b0001 0010。
飞利蒲定义的键码如下所示。
1）地址设备对照表（下表中的不同地址用于给不同类型的设备使用）RC5 Address Device RC5 Address Device$00 - 0 TV1 |$10 - 16 Pre-amp$01 - 1 TV2 |$11 - 17 Tuner$02 - 2 Teletext |$12 - 18 Recorder1$03 - 3 Video |$13 - 19 Pre-amp$04 - 4 LV1 |$14 - 20 CD Player$05 - 5 VCR1 |$15 - 21 Phono$06 - 6 VCR2 |$16 - 22 SatA$07 - 7 Experimental |$17 - 23 Recorder2$08 - 8 Sat1 |$18 - 24$09 - 9 Camera |$19 - 25$0A - 10 Sat2 |$1A - 26 CDR$0B - 11 |$1B - 27$0C - 12 CDV |$1C - 28$0D - 13 Camcorder |$1D - 29 Lighting$0E - 14 |$1E - 30 Lighting$0F - 15 |$1F - 31 Phone2）命令功能对照表（下表中定应义了常用的遥控的命令）RC5 Command | TV Command | VCR Command------------------------------------------------------ $00 - 0 | 1 | 1$01 - 1 | 2 | 2$02 - 2 | 2 | 2$03 - 3 | 3 | 3$04 - 4 | 4 | 4$05 - 5 | 5 | 5$06 - 6 | 6 | 6$07 - 7 | 7 | 7$08 - 8 | 8 | 8$09 - 9 | 9 | 9$0C - 12 | Standby Standby |$10 - 16 | Volume + |$11 - 17 | Volume - |$12 - 18 | Brightness + |$13 - 19 | Brightness - |$32 - 50 | | Fast Rewind $34 - 52 | | Fast Forward $35 - 53 | | Play$36 - 54 | | Stop$37 - 55 | | Recording---------------------------------------------------------1 .2编码如何实现上述的键码的发送，并保持红外接收解码器件收到并识别呢，当然就必须按一定的格式进行编码并发送。
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1、由上图可以看出红外发射信号，经红外接收头接收 进行解调后，会将信号进行了反向. 2、同时还可以看出,收到的’0’ 码 ’1’码只是高电平时的 时间不同,那么我们就可以通过时间来判断是’0’ 码 ’1’码.
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课后思考
• 1.回顾CC2530如何产生38KPWM波形; • 2.以安卓手机、ARM网关、CC2530单片 机、空调来阐述红外数据如何发送接收。
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红外遥控的优点及应用场合
红外线遥控是利用波长为0.76~1.5um之间的近红外线来 传送控制信号的，是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。
红外线遥控装置的优点: 体积小、功耗低、功能强、成本低。 应用场合: 在家用电器中，彩电、录像机, 录音机、音响设备、空凋机 以及玩具等产品中应用非常广泛。工业设备中，在高压、辐 射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可 靠而且能有效地隔离电气干扰。
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常用38KHz产生办法： 1.455K晶振进行分频，12分频后为37.96KHz 2.用单片机的PWM模块产生 3.用时基电路产生，如NE555电路
NE555电路图一
NE555电路图二
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硬件电路的设计
发射电路
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接收电路:
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红外接收头的特性
Ø 当接收到38KHz的红外线时其输出低电平 Ø 静态时(没收到38KHZ红外线)其输出为高电平
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引导码
Ø 一般的红外发射芯片比如日本NEC的uPD6121G 红外编 码芯片，定义的引导码为9ms的高电平加4.5ms的低电平 组成. 如果是我们自已设计红外发射电路，其实引导码的时间是 可以自已定义的(但要注意：为了接收准确，引导码高电 平的时间不能过短，可为8000us到10000us之间)
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红外对管
红外发光管:
红外发光二极管通常使用砷化镓（GaAs）、砷铝化镓 （GaAlAs）
等材料，采用全透明或浅蓝色、黑色的树脂封装。 通电后会产生的光波波长为940nm左右的红外线。
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红外接收头:
红外一体化接收头：其内部含有高频的滤波电路，专门用来滤除 红外线合成信号的载波信号（38KH），并送出接收到的信号。 当红外线合成信号进入红外接收头，在其输出端便可以得到原先 红外发射器发出的数字编码。 红外接收头的主要参数如下： 工作电压：4.8～5.3V 工作电流：1.7～2.7mA 接收频率：38kHz 峰值波长：980nm 静态输出：高电平 输出低电平：≤0.4V 7 输出高电平：接近工作电压
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假如要发送一个数据 C8H 其客户码1为 AAH,客户码2为 55H 那么转换成的二进制数为
10101010 01010101 11001000 00110111
再加上引导码要发送的波形就为:
（数据：低位在前，高位在后）
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上述“0”和“1”组成的32位二进制码,经38kHz的载 频进行二次调制以提高发射效率(因红外接收头能接收的红 外线为38KHz 左右)，还可达到降低电源功耗的目的。
红外通信原理及应用
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主要内容 1.红外发送与接收的原理 2.对红外发送与接收进行实现
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
什么是红外线 红外线：在光谱中，波长在0.76至400微 米的一段，我们称为红外线。
所有高于绝对零度（-273.15℃）的物质都可以 产生红外线。 红外线是不可见光线。
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红外通信原理
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。他一般由红外 发射和接收系统两部分组成。
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载波频率的确定 调制载波频率一般在30khz到60khz之间，大多数使用的是38kHz，占空比1/3 的方波。
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这是由发射端所使用的455kHz晶振决定的。在发射端要对晶振进行整数 分频，分频系数一般取12，所以455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。
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2 、客户码: 用来区分各红外遥控设备,使之不会互相干扰. 3 、操作码: 也叫键数据码,按下不同的键产生不同的操作 码,待接收端接收到后根据其进行不同的操作. 4 、操作反码: 为操作码的反码,目的是接收端接收到所有数 据之后,将其取反与操作码比较,不相等则表示在传输过程中 编码发生子变化,视为此次接收的数据无效,可提高接收数据 的准确性.
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客户码 操作码
v 客户码和操作码都为8位的二进制编码 v NEC的uPD6121G编码芯片定义的’0’,’1’ 如下: Ø 0: 0.56ms的高电平+0.565ms的低电平 Ø 1: 0.56ms的高电平+1.685ms的低电平 Ø 同样这样的数码’0’, ’1’的占空比也可以自 已定义
红外遥控系统结构
Ø 常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。 Ø 应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如下图所 示。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。
红外线遥控系统结构图
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红外接遥控的载波频率
Ø 为什么要有载波 1、更好的减少周边环境对红外信号的干扰。 因为经过调制后，我们 在接收时，可以选择性的接收。比如现在发送的是38KHZ的红外 信号，那我接收时只接收38KHZ的信号，其它频率的一概不收。 2、另外经过载波的二次调制还可以提高发射效率，达到降低电源功 耗的目的。
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NEC协议：红外基带信号发送协议（遥控器）
v 引导码 + 8位客户码1 + 8位客户码2 + 8位操作码 + 8位操作反码 用户真正需要的只有操作码
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各组编码的作用
Ø 1 、引导码: 相当于一把钥匙,单片机只有检测到了引导 码出现了才确认接收后面的数据 ,保证数据接收的正确性.