无线通信技术项目6 红外技术
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。
红外无线数据通信
汇报人： 2023-11-22
contents
目录
• 红外无线数据通信概述 • 红外无线数据通信技术 • 红外无线数据通信设备与系统 • 红外无线数据通信的发展前景
01
红外无线数据通信概述
红外无线数据通信的定义
红外技术
红外无线数据通信是利用红外线 进行数据传输的一种无线通信技 术。
通信距离
由于红外线的传输距离较 短，通常红外通信系统的 通信距离在几米范围内。
红外通信网络建设
网络拓扑
红外通信网络建设可以采用不同的网络拓扑结构，如点对点、星 型、环型等，根据具体需求选择合适的拓扑结构。
设备互联
在红外通信网络中，设备之间可以通过红外线进行互联，实现数据 的传输和共享。
安全性考虑
由于红外线通信的传输距离较短，相对较为安全，但仍需考虑数据 传输的加密和认证机制，确保通信的安全性。
红外无线数据通信的市场前景
智能家居
红外无线数据通信可作为智能家居设备的通信手 段，实现设备间的无线互联。
移动设备
手机、平板等设备可利用红外通信实现高速、安 全的数据传输。
工业自动化
红外通信可用于工业设备的无线控制和数据传输 ，提高生产效率。
红外无线数据通信的未来应用拓展
无线充电
01
结合红外无线通信技术，实现无线充电设备的远程控制和数据
并将其转换回电信号。
数据还原
最后，接收设备将这些电信号 还原成原始的数据信息。
红外无线数据通信的应用领域
家电遥控
红外无线数据通信在家用电器 遥控领域得到了广泛应用，如 电视、空调等设备的遥控器。
数据传输
利用红外技术进行手机与电脑 之间的数据传输，如文件的同 步、备份等。
红外线技术在无线通信系统设计中的应用
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。
红外通信技术
4.大气信道中传输时易受 气候影响的特点。
与蓝牙的对比
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 合下一般选用无线电通讯 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。
实际应用
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进步，应用红外线接口和电脑 通信的信息设备也越来越多
工作原理
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。
3.红外通讯技术便于 进行数据的收发，它 的所有数据都只是将 电脉冲和红光脉冲进 行各种转化;
2.在光通信中，红 外传输有效距离可 以达数千米。由于 其具有容量大，保 密性强，抗电磁干 扰性能好等特点
4.设备结构简单、 体积小、重量轻、 价格低
1.受视距影响其传输距离 短；
2.要求通信设备的位置固 定；
红外收发通信模块
组网方式
红外通信系统中红外线的传输 方式主要有两种:一种是点对点 方式，另一种是广播。
红外传输最常用的形式是点对 点传输，其使用高度聚焦的红 外线光束发送信息或控制远距 离信息的红外传输，例如光纤 中的红外通信。
优缺点
1.适合于低成本、 跨平台、点对点高 速数据连接，尤其 是嵌入式系统
红外数据通信协议
红外技术在智能家居中的应用
红外技术在智能家居中的应用近年来，随着人类生活水平的不断提高，我们对于家居生活的需求也越来越高。
智能化家居就是其中之一，它能够帮助我们更加方便、快捷地管理家庭，得到更好的生活体验。
而红外技术也成为智能家居的重要组成部分之一，能够帮助智能家居实现智能化。
一、红外技术简介红外技术是一种无线通信技术，它可以利用红外线传递信号，可以非常方便地在各种设备之间进行通信。
红外线是一种光波，波长较长，不会被肉眼所看见。
利用红外线技术可以实现近距离通信、无线遥控等功能。
红外线技术在智能家居中发挥了重要作用。
二、红外技术在智能家居中的应用1、智能遥控功能红外技术最常见的应用就是智能遥控功能，它可以帮助我们通过遥控器遥控各种智能设备。
比如，我们可以通过遥控器控制智能电视、空调、音箱等设备，实现远程控制的功能。
不需要再去找设备的遥控器，只需要一个遥控器就能控制多个设备，非常方便快捷。
2、智能开关灯功能利用红外技术，我们还可以实现智能开关灯的功能。
只需要在家中安装一个红外传感器，它就可以检测到人的存在。
当有人进入房间时，红外传感器就会检测到人体红外线辐射，然后自动开启灯光。
当人离开房间时，红外传感器也会检测到人离开，然后自动关闭灯光。
这样不仅方便习惯性关着灯的人，还能节约用电。
3、智能门禁系统功能智能门禁系统也是红外技术的一个重要应用。
它可以利用红外传感器检测到人的存在，然后自动开启门锁，实现智能开锁功能。
同时，智能门禁系统还可以记录住户出入时间，可以帮助物业或业主更加方便地管理出入人员。
三、红外技术的优点利用红外技术实现智能家居有以下几个优点：1、无线通信：利用红外技术可以实现无线通信。
不需要任何的接线，减少了装修过程中的麻烦。
2、低功耗：红外技术需要的功耗非常低，可以帮助智能设备更加节能，对于减少用电也有很大的帮助。
3、准确性高：红外传感器可以准确检测到人的存在，从而实现准确的开启或关闭灯光、门禁等功能。
四、红外技术的未来发展随着人类生活的不断进步，红外技术将会有更广泛的应用场景。
物联网建设中的短距离无线通信技术
物联网建设中的短距离无线通信技术物联网建设中，短距离无线通信技术是至关重要的一环。
短距离无线通信技术不仅能够实现物联网中设备的互联互通，还可以提高物联网设备的安全性和可靠性。
本文将介绍短距离无线通信技术的种类，以及其在物联网建设中的重要性。
短距离无线通信技术包括红外技术、无线射频技术、蓝牙技术、ZigBee技术、NFC（近场通信）技术等。
这些技术之间有着不同的特点和应用场景。
以下是各种短距离无线通信技术的简介：1.红外技术：红外技术是通过红外线通信实现数据传输的一种短距离无线通信技术。
它的特点是在短距离内，具有高速传输的能力。
由于其传输距离较短，所以应用场景主要是在人机交互设备上，如遥控器、红外口袋等。
3.蓝牙技术：蓝牙技术是一种无线通信技术，通过蓝牙模块实现设备之间的数据传输。
它的特点是传输速度较快，传输距离较远，同时还能耗更低。
蓝牙技术广泛应用于智能手环、耳机、智能家居等场景上。
5.NFC技术：NFC技术是一种近距离无线通信技术，具有快速简便的特点。
它主要用于设备与设备之间的近距离通信，例如移动支付和物联网设备的配置。
在物联网建设中，短距离无线通信技术的应用非常重要。
它们可以通过连接物联网中的设备，实现设备之间的智能化互联互通。
在物联网中，每一个设备都需要有一个唯一的标识码，短距离无线通信技术可以实现设备之间的识别和连接。
此外，短距离无线通信技术可以提高物联网设备的安全性和可靠性。
通过采用加密和身份验证等安全技术，可以保证物联网设备之间的数据传输是受保护的。
而且，由于短距离无线通信技术的传输距离相对较短，可以减少干扰和误传的可能。
红外技术原理
红外技术原理引言：红外技术是一种基于红外辐射的无线通信技术，它利用红外辐射的特性来实现信息的传输和控制。
本文将介绍红外技术的原理、应用领域以及未来的发展前景。
一、红外辐射原理红外辐射是指波长在0.75微米到1000微米之间的电磁辐射。
红外辐射是物体在温度高于绝对零度时所发出的热辐射，其波长范围位于可见光和微波之间。
红外辐射的特点是能够穿透大气、透过一些透明材料，而又能够被物体吸收和反射。
红外辐射的强度与物体的温度成正比，因此可以通过检测红外辐射来测量物体的温度。
二、红外技术原理红外技术利用物体的红外辐射特性进行信息传输和控制。
其原理主要包括红外发射和红外接收两个方面。
1. 红外发射：红外发射是指将电信号转化为红外辐射信号的过程。
红外发射器通常采用红外发光二极管（IR LED）作为光源，当电流通过发光二极管时，发光二极管会发出红外光信号。
红外光信号在空气中传播，然后被接收器接收和解析。
2. 红外接收：红外接收是指将红外辐射信号转化为电信号的过程。
红外接收器通常采用红外光电二极管（IR photodiode）作为接收元件，当红外光照射到光电二极管上时，光电二极管会产生电流。
这个电流经过放大和处理后，可以得到与发射信号相对应的电信号。
三、红外技术应用领域由于红外技术具有无线传输、不受电磁干扰、安全可靠等特点，因此在各个领域得到了广泛的应用。
1. 家电控制：红外遥控器是最常见的应用之一，通过发射红外信号控制电视、空调、音响等家电设备。
用户只需按下遥控器上的按键，设备就会根据红外信号进行相应的操作，实现远程控制。
2. 安防监控：红外技术在安防监控领域发挥着重要作用。
红外传感器可以检测人体的红外辐射，当有人进入监控区域时，传感器会发出信号，触发警报或录像等安防措施。
3. 温度测量：红外测温技术利用物体的红外辐射特性来测量物体的温度。
通过测量物体发出的红外辐射强度，可以准确地计算出物体的温度，广泛应用于工业生产、医疗诊断等领域。
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2.红外线的特性
2) 红外辐射
实验表明，物体在任何温度下都要向周围空间辐射电磁 波，物体在一定时间内向周围辐射电磁波的能量的多少 以及能量按波长（或频率）的分布与物体的温度有关。 在室温下，大多数物体发出的辐射能分布在电磁波谱的 红外线部分，随着温度的升高，辐射能也随着增加。同 时，辐射能的分布逐渐向频率高的方向移动，即温度愈 高，辐射能中高频电磁波成份愈多。
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2.红外线的特性
4) 大气传输特性 大气中的二氧化破、水蒸气、臭氧等对各种波长的红外线有着不同程度 的吸收。有些波段的红外线被吸收得多，不易透过大气传播；有些被吸 收得少，容易透过大气。这些能透过或能较多透过大气的红外波段称 “大气窗口”，红外线有三个大气窗口：0.75µm～2.5µm、3µm～5µm、 8µm～14µm。战争中主要军事目标辐射的红外线大都在窗口内。
2018/3/3
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2.红外线的特性
3) 红外反射
目标和环境对可见光的反射差异不大，但在近红 外区对红外线的反射差异很大，故用近红外线比 可见光更易识别目标。 军事上利用目标和景物对红外线的不同成像，经 转换获得可见光图像以发现识别目标；在反红外 伪装时，既要考虑颜色的近似感，同时还要注意 2018/3/3 它们对红外线的反射情况。
ZiLOG公司的IrDA兼容收发器系列模块外型小，可为薄型PDA、蜂窝电话以及其 他手持式便携器件增加红外连接功能。
Agilent Technologies公司于2005年研制的红外收发器以最高4Mbps的速率提供 符合IrDA标准的数据传输，并且实现了手机和PDA对电视、VCR、DVD和其他家电 的通用红外遥控功能DU6300及TFDU6301提供 IrSimpleShot所需的4Mbps的快速红外数据速率，这两种收发器完全
2018/3/3 17
3. IrDA的发展概述
红外收发器和控制器是实现红外通信的关键元器件。国内生产高端红外收发器 的半导体公司较少，高端红外收发器主要由国际知名半导体公司生产。
VI、IBM、日立、富士通、HP Labs、摩托罗拉、BT Labs、ZiLOG、夏普等公司 及研究机构均生产红外收发器。
2018/3/3 15
3. IrDA的发展概述
2018/3/3
16
3. IrDA的发展概述
1979年，IBM公司的F.R.Gfeller和U.H.Bapst主持开发了世界上第 一套室内无线光通信系统，该系统使用的是950nm波长的红外光， 通信距离可以达到50m，但该系统仅仅局限于实验室内，并未投入 商业化使用。
2018/3/3
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1. 红外技术的概念
红外技术顾名思义就是红外辐射技术，红外技术的英文名称是： Infrared Technique。红外辐射习惯上称为红外线，也称为热辐 射。 红外技术的发展以红外线的物理特性为基础。红外线是由于物质内 部带电微粒的能全发生变化而产生的，它是一种电磁波．处于可见 光谱红光之外，突出特点是热作用显著。红外线的波长介于可见光 与无线电波之间，从0.75µm～1000µm，可分为四个波段：近红外 （0.75µm～3µm）、中红外（3µm～6µm）、远红外（6µm～15µm）、 极远红外（15µm～1000µm），红外线具有以下特性:
项目6
红外技术
4学时
2018/3/3
1
学习目标
掌握红外技术的概念
掌握红外技术的技术特点 了解红外技术的发展 了解红外技术的标准 了解红外技术的协议栈 了解红外技术的各种具体应用
2018/3/3
2
重点、难点
红外技术的标准和协议栈
2018/3/3
3
项目内容
任务1
任务2 习题
1983年，日本富士通公司研制出通信速率达到9.2kbps的红外通信 系统，它采用880nm波长的红外光，发射功率为15mW。1985年，美 国HP实验室采用发射功率165mW的红外光源，将通信速率提高到 1Mbps。1994年，美国贝尔实验室采用发射功率40mW的红外光源， 将通信速率提高到155Mbps。但这些都仅限于实验室水平，并没有 投入商用。
2018/3/3 8
2.红外线的特性
2018/3/3
9
2.红外线的特性
1) 红外光电效应
当光线照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现象叫 做光电效应。红外线光子的能量低于可见光光子，它能 对一些较活泼的金属产生光电效应（即红外光电效应）， 红外光电效应是红外技术得到应用的关健。
通过红外光电效应可把红外光转换成电信号，经放大后， 作用到荧光屏上，再把电信号转换成可见的光，使人眼 看得见红外线照射的物体。
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2.红外线的特性
自然界的一切物体都是红外辐射源，物体温度不同，辐射的红外线 波长就不同，温度越高波长越短，并且产生的红外线越多。这种红 外辐射的普遍性和差异性正是红外技术有着广泛应用的根本原因。 根据辐射特性，知道了军事目标的温度范围，就可求出其辐射红外 波长的范围，选用相应的红外探测器，可探测目标与景物的红外辐 射差异。这种差异体现在目标与景物的温度分布，故所形成的图像 叫热图像，热图像通过红外光-电-光信号的转换，成为可见光图像， 即可从复杂的背景里识别目标。
认识红外技术
红外技术的应用
项目小结
2018/3/3
4
任务1
认识红外技术
2课时
2018/3/3
5
任务1
认识红外技术
1. 红外技术的概念
2.红外线的特性
3. IrDA的发展概述
4. IrDA的技术特点
5. IrDA的技术标准
6.IrDA的协议栈
2018/3/3 6
1. 红外技术的概念
2018/3/3 14
2.红外线的特性
导弹辐射的红外线波段是1µm～3µm处于第一窗口；喷气飞机辐射的 红外线波段是3µm～4µm，坦克发动机辐射的红外线约5µm，均位于 第二窗口；装备、工厂、人员等地面和水上目标辐射8µm～14µm的 红外线，处在第三窗口。
故第一窗口的红外装备可用于侦察导弹，第二窗口可用于制导、侦 察和跟踪；第三窗口可用于观察地面和水上的一般军事目标。除吸 收效应外，红外线在大气中传播时，还会被尘埃、雾滴等散射，在 传播方向上不断衰减。散射效应对近红外线影响较大，对中、远红 外影响较小，故中远红外线适于全天候和远距离的传输。