红外无线通信装置(非常详细的原理)
红外遥控通信原理
红外遥控通信原理
红外遥控通信原理是指使用红外线作为信号传输的一种通信方式。
它通过发送方产生特定的红外信号模式，然后接收方通过接收和解码这些信号模式来实现通信。
红外遥控通信一般由两部分组成：发送端和接收端。
发送端通常是一个红外发射器，其内部有一个红外LED发射二极管。
当发送端接收到用户输入的指令时，它会将指令转换成相应的红外信号模式，然后通过红外发射器将这些信号以脉冲的形式传输出去。
接收端通常是一个红外接收器，其内部包含一个红外光敏二极管和一个解码器。
红外光敏二极管用于接收发送端发送的红外信号，并将其转换成电信号。
解码器会解析接收到的电信号，并将其转换成可理解的指令，然后提供给相应的设备执行。
红外遥控通信的原理基于红外光的特性。
虽然红外光是人眼无法看到的，但它可以被红外接收器接收到并转换成电信号。
红外光的特点是波长较长，能够穿透一定的障碍物，因此红外遥控通信可以在较短的距离内实现通信，而无需直线传输。
在红外遥控通信中，发送端和接收端需要事先约定好一套红外信号编码和解码规则。
发送端会根据这些规则，将用户输入的指令转换成特定的红外信号模式，然后发送出去。
接收端会按照相同的规则，解码接收到的红外信号，并将其转换成可执行的指令。
红外遥控通信在日常生活中被广泛应用于各种电子设备，比如电视机、空调、DVD播放器等。
它具有操作方便、成本低廉等优点，但也存在一些限制，比如传输距离较短、易受到干扰等。
针对这些问题，现代通信技术也正在不断地对红外遥控通信进行改进和优化。
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。
红外发送接收原理
红外发送接收原理红外发送接收是一种常见的无线通信方式，它利用红外光的特性来进行信息的传输。
红外通信主要由发送端和接收端两个部分组成，通过发送端将信息转换成红外信号并发送出去，接收端接收到红外信号后将其转换成电信号，从而实现信息的传输。
一、红外光的特性红外光是一种电磁波，频率范围在300GHz到400THz之间，波长范围在700纳米到1毫米之间。
与可见光相比，红外光的波长更长，能量更低。
由于红外光的特性，它可以穿透一些透明材料，例如玻璃和塑料，但不能穿透金属等不透明材料。
二、红外发送原理红外发送器通常由红外发光二极管（IR LED）组成。
当通过发光二极管流过电流时，它会发出红外光。
发光二极管的工作原理是在电流作用下，电子与空穴结合产生的能量以光子的形式释放出来。
红外光的频率和强度取决于电流的大小和发光二极管的特性。
红外发送器通过电路控制电流的大小，从而控制红外光的强度。
当发送端需要发送信息时，电路会根据信息的编码方式控制电流的变化，从而在红外光中编码信息。
不同的编码方式可以实现不同的传输速率和传输距离。
红外发送器发出的红外信号会以扩散的方式传播，可以通过透明材料传递到接收端。
三、红外接收原理红外接收器通常由红外接收二极管（IR Receiver）和信号处理电路组成。
红外接收二极管是一种特殊的二极管，它可以感受到红外光并将其转换成电信号。
当红外光照射到红外接收二极管上时，光能被吸收并激发电子，产生电流。
红外接收二极管的特性决定了它对红外光的感受能力和转换效率。
红外接收器通过信号处理电路将红外光转换成数字信号。
信号处理电路通常包括滤波器、放大器和解调器等组件，用于滤除噪声、放大信号和提取原始信息。
解调器可以根据发送端的编码方式将红外信号转换成原始信息。
接收端的电路和算法必须与发送端相匹配，以确保信息的正确传输。
四、红外发送接收系统红外发送接收系统可以实现点对点的通信，也可以实现广播式的通信。
在点对点通信中，发送端和接收端之间需要建立红外光的传输路径，通常需要保持一定的对准度。
红外光通信装置
红外光通信装置(总13页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除学校统一编号学院名称：队长姓名：队员姓名：指导教师姓名：红外光通信装置(F题)摘要由于红外载波的无线通信技术成本比较低，所以越来越多的应用于生活中，例如常用的电视机遥控器等，但由于红外光的特殊性，使它的传输距离有限，而且传输时需要将发射端与接收端对齐。
本文设计了一个利用红外光作为传输方式的通信装置。
首先将声音信号收集到，将其放大之后转换为数字信号，然后通过红外光进行传输，利用另一端的红外光接收装置将发射端发射的光信号接收到，经过解调转换成声音信号，然后输出。
在传输的过程中同时传输由发射端热敏电阻采集到的温度信息，并在接收端通过液晶显示屏显示出来。
在发射端和接收端使用STC12C5616AD单片机进行控制。
关键字：单片机红外光智能控制发射极接收极目录一、题目分析 (3)1.1计划任务 (3)二、系统设计 (3)2.1方案比较 (3)2.1.1方案一 (3)2.1.2方案二 (4)2.2方案论证 (4)2.2.1方案的优点 (4)2.2.2方案的缺点 (4)三、单元模块的设计与分析 (4)3.1各个单元模块的分析 (4)3.1.1.音频接收模块 (5)3.1.2.红外发射模块 (5)3.1.3 通信通道 (5)3.1.4 红外接收装置 (5)3.2特殊元器件的介绍 (6)四、方案设计 (8)4.1电路仿真 (8)4.2流程图 (9)五、系统测试 (10)5.1系统功能 (10)5.1.1实现功能 (10)5.1.2与设计要求的比较 (10)5.2指标参数 (10)六、设计总结 (11)七、参考文献 (11)八、附录 (12)附录1：元器件列表 (12)附录2：仪器设备 (12)附录3：系统原理图 (13)一、题目分析1.1计划任务设计并制作一个红外光通信装置，利用红外发光二极管和红外接收模块作为接收器件，红外光信道作为通信信道，来传输语音信号，并且使得传输距离达到两米。
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。
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西南科技大学自动化专业方向设计报告设计名称：红外光通信装置姓名：杨 * *学号: 2 0 1 0 5 7 8 9班级：自动 1 0 0 4 班指导教师：**起止日期： 2013年10月15日--11月9日西南科技大学信息工程学院制方向设计任务书学生班级：自动1004 学生姓名：杨* * 学号：20105789 设计名称：红外光通信装置起止日期：2013年10月15日---11月9日指导教师：武丽方向设计学生日志红外光通信装置摘要：基于2013年电子设计大赛红外光通信装置题目的要求，设计了具有实际运用价值的红外光无线扩音装置。
该装置由音频放大滤波电路，SPWM音频信号比较调制器，红外载波信号发生器，红外接收器，功率放大电路，LC低通滤波等模块构成。
由模拟电路搭建的红外光通信信道传送经过处理的连续的音频信号，并由后级电路还原传送出来的音频信号，让喇叭发出原始音频信号。
该系统能够完整的将频率范围为300Hz-8KHz的音频信号通过红外光传送4m以外并接收还原。
关键词：红外光通信；音频传送；SPWM载波Design of Infrared Communication DeviceAbstract:The infrared communication device is based on the National Undergraduate Electronic Design Contest of 2013 , but it has more practical application value . This appliance contains an amplifier , SPWM modulator audio signal comparator , an infrared carrier signal generator , IR receiver , Power amplifier circuit , LC low-pass filter . The analog circuit structures of the infrared light transmitted through the communication channel continuous audio signal processed by the post-stage circuit to restore the audio signal sent out , so that the original audio signal horn . The system can be a complete frequency range of 300Hz-8KHz audio signals transmitted by infrared light and receive reduction up to 4m , temperature detection and transmission display .Keyword: Infrared light transmission ; Audio transmission ; SPWM0 引言现在市面上使用较为广泛的无线技术有红外光无线以及无线电技术。
无线电技术是通过无线电波传播声音或其他信号的技术，无线电波是在自由空间（包括空气和真空）传播的射频频段的电磁波，频率为300MHz-300GHz的电磁波称为微波，也称为“超高频电磁波”。
其特点是：只能进行可视范围内的通信；大气对微波信号的吸收与散射影响较大；主要用于几公里范围内，不适合铺设有线传输介质的情况，而且只能用于点到点的通信，速率也不高，一般为几百Kbps。
红外是一种无线通讯方式，可以进行无线数据的传输。
自1974年发明以来，得到很普遍的应用，如红外线鼠标，红外线打印机，红外线键盘等等。
红外线可分为三部分，即近红外线，波长为0.75～1.50μm之间；中红外线，波长为1.50～6.0μm之间；远红外线，波长为6.0～l000μm 之间。
由于红外线通信具有体积小、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、空调机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线通信技术。
工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线通信技术不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。
在不能架设有线线路，而使用无线电又怕暴露自己的情况下，使用红外线通信是比较好的。
作为当今使用非常广泛的红外线通信，其主要运用在彩电、空调、以及小型玩具。
然而在声音、图像等数据量非常大的无线传输技术中运用相对较少。
今年电子设计大赛的题目要求运用红外线技术设计语音无线传输技术也是瞄向了时下新兴的技术。
类似于比赛的题目要求，设计制作一个可以传输更远距离，更有实用性的红外无线话筒，不仅升华了比赛项目，更增加了学习研究学科知识的兴趣。
1 系统方案1.1总体方案本系统主要需完成的任务是通过红外光传送连续的音频信号和变化的温度值。
需要传送的音频信号频率范围为300HZ到8KHZ的音频信号，还原的信号无失真现象，温度数字信号传输时延不超过10S，且还要在接收端显示出当前温度值。
题目中提到的两种信号分别为模拟信号和数字信号，这就要求我们选择总体方案，是选择模拟传输，还是数字传输方案。
我们分析了三种方案：方案一：普通的数字传输方式，根据香农定理要还原原始信号每个周期至少要采集两个点，如果每个点以8位来计算的话，那么传输速率就要求最小为3.4K×8×2 =54.4K，它远大于我们测试的最大传输速率5K。
方案二：压缩数字传输，因为红外光的特性决定了其工作的特性，必须要有大于280uS 的基波发送和不小于300uS 的数据传输完的等待时间，其才能正常工作的特性。
那么在数据传输区的信息量就很大，经过压缩后可以缓解信道的传输压力，但是时间还是不够用，增加了软件算法的难度。
方案三：模拟量传输方式，通过简单的前级处理就可以把连续的音频信号传送过去，经过相应的硬件电路解调后就可以较完整的还原原始信号。
整个过程简单，不需要控制系统处理就能实现信号传送，不需要单片机的参与且效果很好。
综合以上三种方案，模拟通道设计相对简单，功耗小，没有使用单片机，信号传递速度快，抗干扰能力强，选择方案三。
1.2 模拟信号调制方案的论证与选择方案一：将放大后的声音信号与固定电压相比较，得到频率和原始声音信号相同，占空比固定为50%的方波，该方波传输到接收端经低通滤波还原后可以还原声音信号，但是这种方案只有频率的表示，没有将幅值信息表达在传输的信号上，还原后声音刺耳，失真严重。
方案二：将放大后的声音信号与30K固定频率波形理想的三角波相比较得到与频率和幅值都有关系的SPWM波，该SPWM波经过还原后可以不失真的将声音信号还原出来驱动喇叭发生。
综合以上两种方案，我们分别对两种方案进行了multisim仿真，仿真结果如下图：图1 音频调制方案一的仿真图2 SPWM波的产生和方案二的仿真我们要求具有实用性，当然不能有明显失真，所以选择了方案二。
1.3 发射电路设计方案的论证与选择方案一：由555时基电路构成，电路简单，抗干扰能力强作用距离在10米以内。
适合家用电器和小型仪器用途和开关。
但是其电路中的原件不好匹配，电阻电容参数难设计。
方案二：用三级管搭建的开关驱动电路，并在其前级加入74LS08与门，使叠加后的方波跳变更加快速。
红外发送器大多是使用Ga、As等材料制成的红外发射二极管，其能够通过的LED电流越大，发射角度越小，产生的发射强度就越大；发射强度越大，红外传输距离就越远，传输距离正比于发射强度的平方根，高频三极管可以放大流过红外二极管的电流。
该方法简单实用。
综合以上两种方案，稳定性更强的是方案二，所以选择方案二。
1.4 音频还原驱动喇叭方案的论证与选择因为还原出来的音频信号功率较小有时无法使喇叭发声，所以在后级需要加入功放电路。
我们小组想到了两种方案。
方案一：搭建Ｄ类功放的MOS桥来驱动喇叭发声，这种方式可以减少电路上的功耗损失，保证良好的音质，同时这种方案的硬件电路搭建比较困难。
方案二：直接采用LM386集成功放对音频信号进行放大。
这种方法简单易于实施，但是实际测试效果并不理想。
综合考虑上面两种方案，要求声音无明显失真，所以选择方案二。
经过各个模块方案的论证与选择，最终确定的系统总体框图如下图所示：2 理论分析与计算本红外通信装置是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体。
发送端将声音信号经过调制产生的SPWM信号（可看做二进制基带信号）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信号转换成电信号，再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调，还原为二进制基带信号（声音调制的SPWM信号）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，本装置使用的就是脉宽调制的方法。
简而言之，红外通信的实质是对二进制信号进行调制和解调，以便利用红外信道进行传输，红外通信接口是针对红外信道的调制解调器。
发射系统将信号转变为信道信号并发射，包括调制、放大、滤波等。
接收系统是将信息从接收到的信号中还原出来，主要包括解调、滤波等。
无线通信原理就是利用无线信道进行信号的传送。
载波的基波频率越高，传输的信息就越快越多，所以现在很多高速率的通信地方都会首选高频，本装置中传递的二进制信号是声音信号经过调制输出的SPWM波信号，所以本装置存在一个二次调制的过程。
3 系统设计3.1硬件电路总体设计整个红外光通信系统由声音信号处理部分、发射部分和接收还原部分组成。
声音信号处理是将咪头采集到的声音信息经过放大电路放大并且滤波，在经过SPWM调制电路产生SPWM波。
发射部分使用的红外发射头的载波频率最高可以达到200 KHz，而SPWM信号频率只有30KHz，所以红外传输该SPWM信号不会失真。
接收还原部分解调输出SPWM信号，在经过滤波和功率放大后驱动喇叭发声。
3.2 单元电路设计3.2.1声音信号放大电路设计声音信号放大的选型至关重要，因为声音放大倍数要求达到几百，如果运放噪声太大，放大过后必然失真。
经过多方调查，处理音频做得比较好的运算放大器当数ADI公司的系列音频处理产品。
最终选定了ADI的AD8542运放，其电路图如图2所示。
图4 语音信号采集放大由该电路图分析可知，这是一个典型的同相放大电路，放大倍数由R5/R1和R8/R10的乘积确定，实际选择该放大倍数为250倍。
在放大之前，由P1、P2两个咪头信号输入，由C7、R7组成高通滤波，C13参数对于高频率相当于短路接地，这样又使得R6、R13提供的直流通道给予信号一个直流偏置。