一种可靠的红外通信协议设计与实现
红外无线数据传输系统的设计与实现-毕业论文
摘要红外无线数据传输系统是一种利用红外线作为传输媒介的无线数据传输方式，它相对于无线电数据通信具有功耗低、价格便宜、低电磁干扰、高保密性等优点，目前发展迅猛,尤其是在近距离无线数据通信中得到广泛的运用.本文主要介绍基于51单片机的红外无线数据传输系统的原理.在硬件设计原理的介绍中，主要分析了系统中NE555数据调制电路、红外发射电路、红外接收电路、DS18B20温度传感器电路、单片机外围电路以及声光报警电路。
在系统软件设计的介绍中,我们主要分析单片机串口通信协议、控制温度传感器采集数据、对数据的编解码；而液晶显示部分软件则是为了具有更好的人机交互界面。
通过调试后，本系统基本达到预期要求，1、正确实现双机通信功能，在2400波特率下通信距离达到7米左右；2、具有在超时通信不畅的情况下进行报警提示功能;3、具有自动搜寻一帧数据起始位的功能，这样可以有效防止外界的干扰；4、通过串口可以与PC机实现正确通信，可以作为计算机的红外无线终端,完成数据的上传和下放.因此本系统具有广阔的实用价值。
关键词：AT89S52单片机；数据采集；红外通信;调制解调；串口通信AbstractInfrared wireless data transmission system is a wireless data transfer method that uses infrared as a transmission medium, Compared with the radio data communication，it has many advantages in power consumption, Production costs，electromagnetic interference，and the confidentiality. At present，this technology is developing rapidly，In particular, It is widely used in short—range wireless data communications，In this paper，we are introduced infrared wireless data transmission system’s theory that based on the single—chip microcomputer 51. In the hardware design principle introduction，We mainly analysis the system's data modulation circuit of NE555, infrared transmitter，IR receiver circuit, DS18B20 temperature sensor circuit，microcontroller peripheral circuits, as well as sound and light alarm circuit。
红外通信协议
红外通信协议红外通信协议是一种无线通信技术，它利用红外线传输数据。
红外通信协议在遥控器、红外线传感器等设备中广泛应用。
红外通信协议遵循以下原则和规范。
首先，红外通信协议使用的是红外线，它是一种电磁辐射，具有较短的波长，不可见于人眼。
红外线可以在室内和室外环境中传输数据，但受到距离和障碍物影响较大。
其次，红外通信协议通过红外传感器接收和发送数据。
红外传感器可以将红外线转化为电信号，并通过通信协议进行解码和编码，实现数据的传输。
常用的红外传感器有红外接收头和红外发射头。
红外通信协议的数据传输基于脉冲宽度调制（PWM）或代表0和1的数字编码。
一般来说，红外通信协议将脉冲宽度调制波形分为多个时间窗口，每个时间窗口表示一个数字或一个数据包。
发送端通过改变每个时间窗口的脉冲宽度来传输数据。
接收端根据时间窗口的脉冲宽度解码数据。
为了保证数据传输的准确性和可靠性，红外通信协议通常使用校验和和重复传输等机制。
校验和用于检测和纠正传输中的错误。
发送端在数据包中添加校验和，接收端通过校验和计算来验证数据的准确性。
重复传输机制可以多次发送相同的数据包，以提高数据传输成功率。
红外通信协议还涉及到通信频率和通信协议的选择。
通信频率是指红外线传输数据所使用的频率。
有多种不同的通信频率可供选择，包括38kHz、56kHz等等。
通信协议是指控制红外通信的规范和约定。
常见的红外通信协议有红外遥控器使用的RC-5、RC-6等。
红外通信协议除了用于遥控器之外，还可以应用于智能家居、安防等领域。
例如，智能家居系统可以使用红外通信协议来控制家电设备，如电视、空调等。
安防系统可以使用红外通信协议来检测和传输红外线传感器的数据，如人体感应、温度感应等。
总的来说，红外通信协议是一种基于红外线的无线通信技术，它通过红外传感器实现数据的编码和解码。
红外通信协议遵循脉冲宽度调制和数字编码的原则，并使用校验和和重复传输等机制来确保数据传输的准确性和可靠性。
一种红外光通信装置设计及实现
一种红外光通信装置设计及实现作者：陈理，毕春艳，杨建，徐晋来源：《中国新通信》 2018年第16期陈理毕春艳杨建徐晋四川大学锦江学院【摘要】本设计是基于频分复用对音频与数字信号传输原理，主要由红外发送、红外接收、低通带通滤波、功率放大等模块组成。
具有音频模拟信号和数字信号同时传输功能。
本设计采用发送 ASK 调制、载波调制和加法器，接收低通带通滤波，有效合理的频分复用方式，将音频信号与数字信号分割在不同的频带上同时传输数据。
综合应用了红外光音频、数字信号传输技术对温度采集显示及抽样判决，限幅放大后进行包络检波，具有较好的稳定性。
【关键词】红外光 ASK 频分复用低通滤波引言无论是国内还是国外，对于无线红外光技术的研究一直都非常火热，日美等国因早期投入了大量研发成本，故研制出许多成果。
而国内的相关技术的研究虽然起步较晚，但已经有大量的专业技术人员进行研究。
目前，红外通信方面的研究成果不少，但是关于红外传输语音模拟信号的研究却是不多，因此本设计着重于红外语音模拟传输和数字信号传输方面的整合。
一、系统设计方案本设计主要是用来通过 51 系列单片机采集温度，并且对采集的温度进行数字编码，然后用 1602 液晶屏显示其温度，另外用 AD9850 来提供 38KHz 的载波，将温度的数字信号加到载波上，用红外装置来进行发送信号。
在算法上，可以对一些数字信号直接进行编码无线传输，从而告别了传统的有线信号的采集和传输，并且在接收端通过硬件分解出编码好的数字信号，然后利用中断接口传入单片机进行解码即可用来传入显示设备进行显示，就达到数据传输的目的。
系统整体框图如图 1 所示。
三、硬件电路的设计本设计硬件电路主要由红外发送模块、红外接收模块、低通带通滤波模块、功率放大模块、显示模块和电源模块等组成。
现将核心硬件部分的设计介绍如下：3.1 红外发送模块设计红外发送模块主要有以下几部分组成，低通滤波电路、温度采集与显示模块、单片机控制电路、频分复用电路、比较器电路、红外发送电路以及其他必要的外围电路。
红外模块通信协议说明
红外模块通信协议说明一、引言红外（Infrared）通信技术是一种近距离无线通信技术，通过红外线的辐射和接收来实现信息的传输。
红外模块作为红外通信的重要组成部分，其通信协议的制定对于实现稳定、高效的通信至关重要。
本文旨在对红外模块通信协议进行详细说明，包括红外模块通信原理、通信协议的格式和功能等。
二、红外模块通信原理红外模块通信是通过红外光源发射与接收器接收的红外光信号传输数据。
发射器将数据转换为红外光信号，接收器接收到红外光信号后将其转换为电信号进行解码。
红外模块通信的原理基于红外光的特性，利用不可见的红外光波进行通信，具有低功耗、稳定性高的优点。
三、红外模块通信协议格式红外通信协议是指红外模块通信时数据传输所遵循的规则和格式。
常见的红外模块通信协议格式主要包括以下几个部分：1. 起始码（Start Code）：起始码是一段特定的红外光脉冲序列，用于标识数据传输的开始。
通常采用连续的高电平信号作为起始码。
2. 数据码（Data Code）：数据码是指要传输的具体数据内容。
不同的通信协议有不同的数据码格式，可以是二进制码、十进制码或其他类型的码。
3. 校验码（Checksum）：校验码是为了检验数据的完整性而添加的，用于验证数据在传输过程中是否发生错误。
通常校验码采用奇偶校验、CRC校验等方式实现。
4. 结束码（End Code）：结束码用于标识数据传输的结束，通常采用连续的低电平信号作为结束码。
四、红外模块通信协议功能红外模块通信协议的功能主要包括以下几个方面：1. 数据传输：红外模块通信协议能够实现可靠、高效的数据传输。
通过合理设计的通信协议格式，确保数据在红外通信中的准确传输。
2. 遥控功能：红外通信协议广泛应用于遥控器等领域，能够实现对电视、空调、音响等设备的控制。
通过遥控器发送特定的红外信号，与接收器进行通信，实现对设备的开关、调节等功能。
3. 数据识别：通信协议中的起始码和结束码能够帮助接收器识别数据的开始和结束，从而准确获取要传输的数据。
红外通信模块的设计与实现
红外通信模块的设计与实现作者：张少晨来源：《消费电子·理论版》2013年第10期摘要：红外通信模块技术在现在世界范围内是一种被普遍应用及采用的在较短范围内使用的无线通讯技术。
红外通讯模块运用的数据传输方式是一种点对点的方式，这种方式也是现在世界上应用最为广泛的无线传输技术。
文章中较为全面地分析了红外通讯模块的运作预案理，并且介绍了红外通讯模块和红外数据组织（Infrared Data Association）IRDA的使用规范及协议，完整地介绍了红外通信接受及发射器等硬件的电路设计及他们在接受与发射信号时的工作原理，作者在文章最后画出了红外通信模块程序的大概运作流程图，同时提出了在红外通信模块设计时应该注意的几点问题。
文章中主要研究的红外通信模块运用程序主要是指在两台有红外模块的开发箱中间进行红外通信的程序设计。
本章将详细在红外通信模块的基本运作原理、红外通信模块的基本结构及设计、上位机的程序设计和实现以及下位机的程序设计和实现等发现进行论述，详细论述见下文。
关键词：红外通信模块；设计；实现中图分类号：TP311.11 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 20-0000-02红外通信模块是当今国际上已经被广泛运用的无线传输技术，这项技术主要是被利用在日常生活的家用电器、手机、电脑、汽车飞机显示器或仪表、医用仪器甚至是军队武器设备等等各行各业各个领域当中，这种先进的嵌入式操作系统不知不觉中开始涉及到人类的生活及工作当中，而在这种高科技嵌入式的操作系统当中红外通信模块技术及蓝牙通信技术是被运用的最为广泛的，文章中提到的红外通信模块主要是运用两点之间数据传输模式，这种红外通信模块的红外波段内的近红外线，波长在0.80um至30um之间，通讯距离一般在1到3米之间，它的频率高于微波而低于可见光，由于这种通信方式具有可靠性高、保密性好、设计成本低、连接方便、简单易用、结构紧凑等特点，在电子产品中具有广阔的发展潜力，红外通信模块程序主要是由两部分组织而成的，它们分别是上位机程序以及下位机程序，上位机程序以及下位机程序又可以称作为红外通信的基础程序与红外通信的控制台程序，上位机程序也就是红外通信基础程序一般是在PC机上进行运作的，而下位机程序也就是红外通信控制台则是在开发箱上进行运作的[1]。
红外遥控协议
红外遥控协议红外遥控协议是指在红外遥控技术中，发送端和接收端之间约定的一种通信规约。
它规定了红外遥控设备在发送和接收红外信号时的具体工作方式，以确保设备之间能够正确地进行通信和控制。
红外遥控协议在家电、汽车、电子设备等领域有着广泛的应用，是现代生活中不可或缺的一部分。
在红外遥控协议中，最常见的协议之一是红外遥控编码协议。
红外遥控编码协议是指红外遥控发送端将按键信息转换成特定的红外编码信号，接收端接收到红外编码信号后解码还原成按键信息，从而实现对设备的控制。
常见的红外遥控编码协议有NEC、RC-5、RC-6等，它们分别采用不同的编码方式和协议格式，但都能实现可靠的红外遥控通信。
除了红外遥控编码协议，红外遥控协议还包括红外遥控传输协议。
红外遥控传输协议是指红外遥控设备在发送红外信号时的具体通信方式和协议规定。
它规定了红外信号的频率、波特率、起始位、停止位等参数，以及红外信号的编码、调制和解调方式，确保红外信号能够在发送和接收端之间稳定可靠地传输和识别。
在红外遥控协议中，还有一种重要的协议是红外遥控协议协商协议。
红外遥控协议协商协议是指在红外遥控设备之间进行通信前，双方协商确定使用的红外遥控协议和通信参数。
这样可以避免不同设备之间的红外遥控信号干扰和冲突，确保红外遥控设备能够正确地进行通信和控制。
总的来说，红外遥控协议在红外遥控技术中起着至关重要的作用。
它规定了红外遥控设备在发送和接收红外信号时的具体工作方式，确保设备之间能够正确地进行通信和控制。
不同的红外遥控协议在编码方式、传输方式和协商方式上有所不同，但都能满足红外遥控设备稳定可靠地进行通信和控制的需求。
在实际应用中，我们需要根据具体的产品和需求选择合适的红外遥控协议，并严格按照协议规定进行设计和实现。
只有这样，才能确保红外遥控设备之间能够稳定可靠地进行通信和控制，为用户提供良好的使用体验。
同时，随着科技的不断发展，红外遥控协议也在不断创新和完善，以满足越来越复杂的应用需求，为人们的生活带来更多的便利和舒适。
红外通信协议
红外通信协议红外通信协议是指在红外通信技术中规定的通信规则和标准，它是红外通信设备之间进行数据传输和通信的基础。
红外通信协议在各种红外通信设备中得到了广泛的应用，如遥控器、红外传感器、红外摄像头等。
红外通信协议的主要作用是规范红外通信设备之间的通信方式和数据传输格式，以确保设备之间能够正确地进行通信和数据交换。
在红外通信协议中，通常包括了通信的起始信号、数据传输的格式、校验和纠错等内容，以确保通信的可靠性和稳定性。
红外通信协议通常分为两种类型，一种是基于载波的红外通信协议，另一种是非载波的红外通信协议。
基于载波的红外通信协议是指在红外通信中采用了载波调制技术，通过调制红外光信号的载波频率来传输数据；而非载波的红外通信协议则是指直接利用红外光信号的开关来传输数据。
在实际的红外通信应用中，不同的设备通常会采用不同的红外通信协议，以满足设备之间的兼容性和互操作性。
常见的红外通信协议包括RC-5、RC-6、NEC、SIRC等，它们分别由不同的厂商或组织制定和推广，具有各自的特点和优势。
在红外通信协议中，通常会定义一系列的红外编码格式和通信协议规则，以确保设备之间能够正确地解析和处理红外信号。
例如，在遥控器中，按下某个按键会产生特定的红外编码序列，接收端设备根据这个编码序列来识别按键的操作，并执行相应的功能。
除了遥控器外，红外通信协议还被广泛应用于红外传感器和红外摄像头等设备中。
通过红外通信协议，这些设备能够实现与其他设备的数据交换和通信，从而实现各种智能控制和监控应用。
总的来说，红外通信协议作为红外通信技术的重要组成部分，对于各种红外通信设备的正常运行和通信至关重要。
通过遵循和应用红外通信协议，可以确保设备之间的互操作性和兼容性，从而为用户提供更加便捷和智能的使用体验。
随着物联网和智能家居等领域的不断发展，红外通信协议将会继续发挥重要作用，推动红外通信技术的进一步发展和应用。
红外线协议
红外线协议红外线协议是用于红外线通信的一种约定，它定义了发送和接收红外信号时所使用的编码和解码规则。
红外线通信广泛应用于遥控器、红外线传感器等设备中。
红外线通信原理红外线通信是利用红外线的特性进行数据传输的一种方式。
红外线是电磁波的一种，其频率范围在可见光的下方。
红外线通信原理基于发送器和接收器之间通过红外线传输数据的过程。
通常情况下，发送器会将要传输的数据编码成红外信号，然后通过红外发射器将信号以红外光的形式发送出去。
接收器会通过红外接收器接收到红外信号，并将其解码成对应的数据。
红外线协议的作用红外线协议的作用是为红外线通信提供一套标准的编码和解码规则，以确保发送和接收端的设备能够正确地进行数据的传输和解析。
红外线协议通过定义不同的起始码、数据码和停止码，来实现对红外信号的编解码。
起始码用于标识一段数据的开始，数据码用于表示具体的数据内容，停止码用于标识数据传输的结束。
各种不同的红外线协议在起始码、数据码和停止码的定义上可能会有所差异，这样就可以根据具体的需求选择合适的协议进行通信。
常见的红外线协议NEC红外线协议NEC红外线协议是一种广泛应用于红外线通信的协议。
它主要用于红外遥控器和红外传感器之间的通信。
NEC协议中，起始码为9ms的高电平，4.5ms的低电平；逻辑0的数据码为560μs的高电平，560μs的低电平；逻辑1的数据码为560μs的高电平，1.69ms的低电平。
Sony红外线协议Sony红外线协议也是一种常用的红外线协议，广泛应用于电视遥控器等设备。
Sony协议中，起始码为2.4ms的低电平，0.6ms的高电平；逻辑0的数据码为0.6ms的低电平，0.6ms的高电平；逻辑1的数据码为0.6ms的低电平，1.2ms的高电平。
RC-5红外线协议RC-5红外线协议是一种由飞利浦公司开发的红外线通信协议，常用于红外遥控器。
RC-5协议中，起始码为2.4ms的低电平，0.6ms的高电平；逻辑0的数据码为0.6ms的低电平，0.6ms的高电平；逻辑1的数据码为0.6ms的低电平，1.2ms的高电平。
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２３ 帧字节长度 帧数 帧数据Ａ３ 版本号 帧号 帧数据Ａ４ ３１
ｌ
－
帧数据Ａｎ－３ 帧头尾处理
帧数据Ａｎ一２ 校验和
帧数据Ａｎ一１ 帧尾（ＦＦＦＦ）
帧数据Ａｎ
ｌ
帧结构说明：
第几帧，编号从０开始。 ・帧数据：每个数据１个字节，数据值范围为
压力计等待确认时间 采集器端的等待时间为：
在压力计端，①收到命令，若正确，发送数据；否 则，丢掉，继续等待；②收到确认帧，若正确，发送下 一帧数据，否则，重发本帧数据；③未收到确认帧，重 发本帧数据；④发送完所有的数据。
５软件设计 软件部分包括以下几部分。 （１）发送程序包括以下子程序，发送一个字节 子程序（ｖｏｉｄ ｓｅｎｄ—ｃｈａｒ（ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ｃｈ））；发送确 认帧子程序（ｖｏｉｄ ｓｅｎｄ—ｃｏｎｆｉｒｍ—ｆｌａｍｅ（ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｙｅｓ＿ｎｏ））；发送命令帧或数据帧子程序（ｖｏｉｄ
手持式红外数据采集器（以下简称采集器）将压力 数据采集到采集器中，带到地面控制室输入到计
红外通信是利用９５０ ｎｍ近红外波段的红外线
作为一种无线传输介质来进行传输信息的通信方 式，红外线通信方向性很强，适用于近距离的无线传 输。它有着成本低、体积小、信息传输稳定（不受电 磁信号影响）、功耗低等特点，在家庭、工矿企业有
的微控制器，包含１６ｋＢ Ｆｌａｓｈ程序存储器和１０２４字 节的数据ＲＡＭ。Ｆｌａｓｈ程序存储器具有ＩＳＰ（在系统 编程）和ｌＡＰ（在应用中编程）功能，易于对产品进
行在线升级。它具有ＳＰＩ接口，很容易地与大容量
Ｆｌａｓｈ数据存储器连接，例如与ｓＴ公司的Ｍ２５Ｐ１６ 连接。它可工作在３．３ Ｖ电压下，功耗低，尤其在待 机时的功耗可达微安级，非常适合作为手持设备的 主控器件。压力计端采用ＳＴＣ微控制器 ＳＴＣｌ２ＬＥ５４０４ＡＤ作为主控芯片。ＳＴＣｌ２ＬＥ５４０４ＡＤ 是一款８０Ｃ５１内核的微控制器，包含４ｋＢ Ｆｌａｓｈ程序
ｎｏｔ
ａ
ｔｈｅ
ＳＯｕｒｃｅ ｓｔａｔｉｏｎ；ｗｈｅｎ
ｃｕｒ，ｏｎｅ ｓｔａｔｉｏｎ ａｔｔｅｍｐｔｓ ｒｅｐｅａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｆｒａｍｅ
ｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｗａｉｔｉｎｇ ｔｉｍｅ，ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ，ｉｔ
ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ｔｈｒｅｅ ｔｉｍｅｓ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｗｅ ｆｏｕｎｄ ｇｏｏｄ ｒｅｓｕｌｔ ａｎｄ ｔｈｅ
摘
要：介绍了一种可靠的红外通信协议设计方法。该方法采用自动重传的停止等待协议，即
源点传输一数据帧后，必须等待一个确认；在终点的确认返回源点之前，源点不能发送其他的 数据帧；如出错，则尝试重发，最多３次。通过实验，找到了比较适宜的等待时间，在实际应用 中有较好的效果，可靠性得到提高。 关键词：红外通信；停止等待；自动重传；通信协议 中图分类号：ＴＰ３９３．０４
ａｎｄ ｓｔｏｐ—ａｎｄ－ｗａｉｔ ｐｒｏｔｏｃｏｌ，ｗｈｅｎ ｔｈｅ
ｃａｎ
ｓｔａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｍｉｔｓ
ａ
ｓｉｎｇｌｅ ｆｒａｍｅ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｍｕｓｔ ａｗａｉｔ
ａｔ
ａｎ
ｅｄｇｍｅｎｔ；ｎｏ ｏｔｈｅｒ ｄａｔａ ｆｒａｍｅｓ
ｂｅ
ｓｅｎｔ
ｕｎｔｉｌ ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ ｓｔａｔｉｏｎ’ｓ ｒｅｐｌｙ ａｒｒｉｖｅｓ
ａ
ｍｏｌｅ ａｐ－
ｐｒｏｄｕｃｅｓ ａｎｄ
ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ
ｏｆ
ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｉｎｆｒａｒｅｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；ｓｔｏｐ
ｗａｉｔ；ａｕｔｏｍａｔｉｃ
ｒｅｐｅａｔ；ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｔｏｃｏｌ
１
引
言
本设计中压力计将测得的压力值转换为数字 信号，并储存起来；当数据累积到一定程度，使用
作者简介：王成义（１９７０一）男，副教授，硕士，研究方向为自动 控制，检测技术，嵌入式系统的应用。Ｅ—ｍａｉｌ：ｃｙｗａｎｇ＠ｓｄａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ 收稿日期：２００９－０５－０２
红外通信过程主要由红外发射和红外接收两个
过程组成。首先将一帧数据（数字信号）送给红外
发射电路，经调制转换成红外光信号在空中传输，然 后红外接收电路收到该红外光信号，经过该电路的
００ Ｈ一３ ＣＨ。
・帧头：２个字节，ＦＤＨ，ＦＤＨ。
・帧字节长度（ｂｙｔｅ—ｑｕａｎｔｉｔｙ）：１个字节，除去 帧头帧尾后信息帧的字节数。最大为４０
Ｈ。
・帧头尾处理：１个字节，当数据校验和为ＦＤＨ 或ＦＦＨ时，发送校验和ＦＣＨ或ＦＥＨ，本字节为０１
Ｈ。
・版本号：１个字节，表示数据的版本号。
・控制标志（ｆｒａｍｅ—ｆｌａｇ）：１个字节，后四位表
８。
ｓｅｎｄ—
ｅｏｍｍａｎｄ＿ｄＩａｔａ＿ｆｒａｍｅ（ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ木ｄａｔａｂｕｆｆｅｒ．ａｎ— ｓｉｇｎｅｄ
ｃｈａｒ ｂｙｔｅ—ｑｕａｎｔｉｔｙ，ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ｆｒａｍｅ—ｆｌａｇ，
（２）红外发送和接收数据应采用异步半双工方
式。由于采集器、压力计两端均有发送接收电路，当 一端发送另一端接收时，发送端的红外接收电路也 接收到发送的红外信号，这样会对发送造成干扰，因 此发送时关闭串口中断，采用查询方式检测１个字
第３９卷
第１０期
激光与红外
ＩＡＳＥＲ
＆ ＩＮＦＲＡＲＥＤ
Ｖ０１．３９，Ｎｏ．１０
Ｏｃｔｏｂｅｒ，２００９
２００９年ｌＯ月
文章编号：１００１－５０７８（２００９）１０－１０７０－０４
・红外技术・
一种可靠的红外通信协议设计与实现
王成义，郭秀梅，丛晓燕
（山东农业大学信息科学与工程学院，山东泰安２７１０１８）
（源点需保留发送帧的副本）。
（２）确认帧遭到损坏。源点传输一帧数据，且 终点正确地接收到，并用一个确认帧来响应。这个
确认帧在传输中被损坏，使得源点无法辨认，因此源 点的定时器超时，重传这一帧。这个重复帧到达终 表１
０ ７ 帧头（ＦＤＦＤ） 控制标志 帧数据Ａｌ 数据类型标志 帧数据Ａ２ １５
这样的设计可提高传输数据的效率。根据协议制定
着广泛的用途。本文涉及的红外通信是应用在煤矿
算机中，对得到的数据进行分析，预测未来的压力 值，指导顶板的支护，保证安全生产。工作原理如
图１所示。
井下采集压力值或离层值的设备上。
２工作原理
由于每个支架都装有压力计，而支架的间距较
小，不能选用大角度的红外发射管，只能选用小角度 的红外发射管（例如小于±１７０），以避免发生相互 干扰。因此，如果手持采集器偏离角度过大（例如 人手的抖动），将导致红外通信失败，不得不再次采
ｏｌ
０４
ｌ数据类型标志Ｉ
ｏｌ
００
ｌ确认编码Ｉ帧头尾处理ｌ校验和１
ＦＦ
ＦＦ
ｌ
确认编码（ｙｅｓ ｎｏ）由１字节表示。确认接收成 功编码为００ Ｈ，确认接收失败编码为ｌｌ
Ｈ。
如下。 在采集器端，发送采集压力计数据命令（命令
根据以上协议，采集器与压力计通信过程描述
帧），等待分机发送数据（分机不发送确认帧）；①收
Ｉ
０２
Ｊ数据类型标志ｌ
０１
ｏｏ
Ｉ命令编码Ｉ帧头尾处理Ｉ校验和Ｊ
Ｉ——
ＦＦ
ＦＦ
Ｉ
Ｉ——｜
命令编码（ｄａｔａｂｕｆｆｅｒ）由１字节表示，例如采集数据编码为０１
２）数据帧格式： Ｉ
ＦＤ
Ｈ。
ＦＤ
ｘｘ
ｏＩ
ｏｌ
ｌ数据类型标志Ｉ
ＹＹ
Ｚｚ
Ｉ，
ｉ帧数据ｆ帧头尾处理ｆ校验和ｆ
ＦＦ
ＦＦ
Ｉ
Ｉ
３）确认帧格式：
Ｉ－－
ＦＤ
ＦＤ
０９
本设计采集器端采用ＮＸＰ（恩智浦）微控制器 Ｐ８９ＬＶ５１ＲＢ２作为主控芯片，它是一款８０Ｃ５１内核
Ｃ１ｌ ４．７ｕｆ
图２红外通信收发电路
４通信协议设计 ＩＲＤＡ（红外数据协会）制定了一系列红外通信
（１）采用自动重传的停止等待协议，即源点传 输一数据帧后，必须等待一个确认；在终点的确认返 回源点之前，源点不能发送其他的数据帧。
万方数据
激光与红外Ｎｏ．１０
２００９
王成义等一种可靠的红外通信协议设计与实现
１ ０７３
到数据帧，若正确，写入Ｅ２ＰＲＯＭ，并发送确认成功
压力计端的等待时间为：
帧；否则，发送确认失败帧。②收不到数据帧（第１ 帧），重发采集分机数据命令（３次）。收不到其他数
据帧，等待压力计重发３次的时间。
程序执行时间＋菠森萃×最大数据帧字节数＋
ｃｈａｒ
程序执行时间＋菠蒋１军×确认帧字节数＋采集
等待数据时间 在实际应用中，采集器端的等待时间要大于压 力计端的等待时间。如晶振频率为１１．０５９２
ＭＨｚ，
定时器定时时间为５０ ｍｓ，对采集器端而言，经过测 试，等待时间约为５．６ ｓ较为合适，对压力计端等待 时间约为２．４ ｓ。这样的设计，采集器偏离角度大于 １７０的时间大约为４．８
（２）通过帧头判断是否有红外通信，通过帧尾 判断一帧数据是否接收完。
标准，但由于其通信距离较近（ｏ一１ ｎ１），不适合于
煤矿井下红外数据的传输，因此设计了专门的红外 通信协议，以保证可靠通信。 本协议制定的原则：
在数据传送过程中可能出现两种类型的错误：
万方数据
１０７２
激光与红外
第３９卷
（１）到达终点的帧可能已经被损坏。此时，接 收器检出错误，将这一帧丢弃。为此在源点设置一
解调，将此红外光信号还原成可被单片机处理的数 字信号，由单片机内部处理得到原来的数据。
万方数据