红外光通信装置
基于PWM的红外语音通信装置设计
本设计应用Ｐ Ｗ Ｍ 调制方式对模拟语音信号进行数字形式变换，实现 Ｔ９ ４ ０ ｎ ｍ 红外光的近距离定向音频信号传输 。系统设计合理 ，电 路结构
简单，抗 噪声 能力强 ，在传输距离２ ｍ 可 实现基本无失真传输 ，传输 时 延小，通信质量优 良。 红外发射管和接收管若改用Ｌ Ｄ ２ ７ １ 、Ｂ Ｐ Ｗ ３ ４ 等精度 较高的红外 管， 其传输 距离和传输稳定性等系统性能将会得到进一步的改善。为提 高 模拟信 号的传输质量 ，在发送端 可对模拟语 音信号进行 自动增益控 制，使语音信号中占绝大 比例的小信号的传输质量得到大幅度提高。
（ ） ・ ｃ （ ）
—一
背１
计算可得振荡频率为２ １ ． Ｉ ｋ Ｈ ｚ 。
３ ． ２红 外管 发射 电路 图２ 原 理框图
Ｐ Ｗ Ｍ 调制使得模拟语音信号具有 了数字形式特点，大大提高 了模拟 传输系统的传输可靠性，延长 了通信距离 。在接收端，通 过积分 网络 即可滤 除调制高频方波并将信号还原为模拟 形式。所 以Ｐ Ｗ Ｍ 方式 比传 统 的Ｄ ／ Ａ 转换器功耗小；Ｐ 嗍方式输 出的是 电压信号，可以直接 驱动喇 叭，克服 了传统的Ｄ ／ Ａ 转换器不 能直接驱动喇叭的缺点；Ｐ Ｗ Ｍ 方 式作为 数字的方法具有工艺移植性好 的特点。 Ｐ Ｗ Ｍ 调制方案制作简单、成本低、系统稳定、抗噪声 能力强，若采 用专用Ｐ Ｗ Ｍ 控制器Ｔ Ｌ ４ ９ ４ 可使 系统结构更简洁、进一步提高系统的抗干 扰能力和可靠性。
参 考文 献
信号后转换为 电信号 ，再经过放大、滤波 、积分等处理还原成模拟语 音信 号输出。
３ ． １ Ｐ Ｗ Ｍ 前置 放大 及调 制 电路
［ １ 】 李祥 臣． 通 用模 拟 电路 ［ Ｍ ］ ． 北京 ： 中 国计 量 出版社 ， ２ ０ ０ １ ［ ２ 】康 华光 ． 电子基 础 （ 数字部 分 ） ． 高等教 育 出版社 ． ２ ０ ０ １ － ４
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。
大连交通大学2013年校级及以上大学生科技创新竞赛获奖情况汇总表
附件：大连交通大学2013年校级以上大学生科技创新竞赛获奖情况汇总表竞赛成绩指导教师参赛学生作品名称第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛三等奖陈少华、曾洁沈巍、张武警、唐琳、乔梅昌商用厨房油烟净化与余热利用系统第十一届“挑战杯”辽宁省大学生课外学术科技作品竞赛特等奖陈少华、曾洁沈巍、张武警、唐琳、乔梅昌商用厨房油烟净化与余热利用系统一等奖吕斌、费继友于建方、杨龙飞、项阳、赵荣彪、皮姣姣、倪成业、栾诗宇、曲晓伟矿井轨道定点阻拦器一等奖葛宰林赵俊奇、庞德辰、李昱思、马开浪、谢嘉茹、李思达、武琦、张希良直线式永磁海浪发电装置二等奖葛宰林、李永华文怀宇、刘启超、王瑞东、张海、潘野、徐庆昊、何强、李基鹏分级冷却抑制轴承高温锻件网状碳化物生成工艺设备二等奖吕斌、刘晓雪李冰、樊晓伟、夏常玖、贾长风、王灵荷、何倩茜、林帅新型钢丝绳弯曲疲劳试验机二等奖陈少华、曾洁高星宇、查格其、吴运幸、侯一鸣、付安磷酸铁锂电池检测与管理系统二等奖吕斌、雷蕾姜新禹、张震宇、钟宏远、孙崇文、关杰元、姜彤、王子安、国雷基于NRF无线通信的云端智能节电系统设计二等奖司伟王迪、窦志刚、马祖国、李珊、朱建辉、齐昌鑫废弃玻璃粉低温烧结制备玻璃陶瓷二等奖张锐、王武生刘子麟、杨鹏飞、尹建、王梦莹、周乐安大连地铁特殊部位防水做法及技术研究二等奖陈少华、曾洁吕锦、张琪、汪康康、陈硕面向老年人的新型智能控制药箱二等奖吕斌、张迎辉杨帆、柳松杨、姜彦辰、王腾、陈宁小型饮用水软化水处理装备三等奖吕斌、张生芳冯波、侯志如、张新朋、杨毅、张平、杨文娇、季蒙模块化教学机器人三等奖左忠义汪磊、孙键、孙海燕、邰淳亮、傅军豪公交车辆行程时间预测方法与应用研究三等奖李永华王瀚、王显亮、王洋、郑重、陈石杰、周庆、周成旭、王志强“小菜一碟”全自动智能烹饪机三等奖陈少华、曾洁徐克、齐迪、尹琨、张扬、李哲、伍国凌基于基站无线中继模式的区域专网车辆追踪监控系统三等奖陈少华、曾洁韩敬康、李岳枫、杜恒良、康君妍宿舍火灾监视与疏散一体化消防系统第九届全国周培源大学生力学竞赛（辽宁赛区）二等奖张雪珊王卿三等奖张雪珊王录录第五届全国大学生数学竞赛预赛（辽宁赛区）一等奖戴晓鸣、王丽媛何克胜、庞艳涛二等奖皇甫明、李宁、林美艳、孙日明、张玉丽、顾颖、梁波朱治文、刘江伟、贺彬、王豪豪、党海舟、张健、梁腾飞三等奖徐志敏、孙晓英、李秀梅、王丽敏、张月、王岩、徐天博、汪颖、汪军、高静华、张书莲刁锋、姚丹阳、刘丰、周益、潘梦然、汪财雄、陈桐、孟飞、胡江祺、梁赛、金仕亚第五届辽宁省大学生数学竞赛一等奖戴晓鸣、王丽媛、皇甫明、李宁、林美艳、孙日明、张玉丽、顾颖、梁波、徐志敏、孙晓英、李秀梅、王丽敏、张月、王岩、徐天博、汪颖、汪军、高静华、张书莲何克胜、庞艳涛、朱治文、刘江伟、贺彬、王豪豪、党海舟、张健、梁腾飞、刁锋、姚丹阳、刘丰、周益、潘梦然、汪财雄、陈桐、孟飞、胡江祺、梁赛、金仕亚二等奖于慧徐峰三等奖王海燕、李佳宁、张振宇臧振君、马杰、夏飞大连市第二十二届大学生数学竞赛一等奖戴晓鸣、高静华、顾颖、皇甫明、金丽、李佳宁、李宁、李秀梅、梁波、林美艳、刘勇、孙日明、孙晓英、汪军、汪颖、王海燕、王丽敏、王丽媛、王岩、徐天博、徐志敏、于慧、张书莲、张玉丽、张月、张振宇、周大勇庞艳涛、姚丹阳、梁腾飞、董杰、朱治文、金仕亚、刘丰、胡江祺、汪财雄、王坚、贺彬、繤丹东、张向东、马杰、徐峰、将万博、靳叔凯、梁赛、张健、刁锋、管振强、孟飞、党海舟、周益、王树春、杨燚、孟迪二等奖白凤兰、毕卫星、蔡敏、戴晓鸣、丁立佳、高静华、顾颖、郭大为、皇甫明、金丽、李佳宁李宁、李秀梅、李焱淼、李雁南、梁波、林美艳、刘勇、宋爱民、孙日明、孙晓英、万维明、汪军、汪颖、王国灿、王海燕、王丽敏、王丽媛、王晓元、王岩、徐天博、徐志敏、于慧、张继红、张书莲、张玉丽、张月、张振宇司安然、田成志、李文海、李朋、王德名、李强、孙伟莎、马睿泽、卢军、李修雷、兰锋、邓义仁、隆宏斌、李亮、王鑫、张如一、王佳辉、胡珂、陈桐、孙江南、周威、殷佳鹏、尹太国、毛竞争、王玉龙、李芝华、李文浩、吴启龙、胡浩、张翔博、陈志伟、吕小明、刘宁春、孟陈祥、叶安东、张聪、蒋凯雄、侯振兴、孙渤、胡江奎、何江涛、汤泽惠、孙学涛、顾自豪、周密、冯文敏、蒋敏、邵乾宇、张啸男、夏中羽、李嘉曦、汪朝辉、柳驰航、臧晓雅、霍梦梦、孙向阳、赵政、郝靖伟、刘雨涵、王文龙、孙艳阳、张雅霖、宁旭阳、刘晓林。
红外通信数据通信
红外通信数据通信红外通信数据通信在许多基于单片机的应用系统中，系统需要实现遥控功能，而红外通信则是被采用较多的一种方法。
红外通信具有控制简单、实施方便、传输可靠性高的特点，是一种较为常用的通信方式。
在许多基于单片机的应用系统中，系统需要实现遥控功能，而红外通信则是被采用较多的一种方法。
红外通信具有控制简单、实施方便、传输可靠性高的特点，是一种较为常用的通信方式。
红外线通信是一种廉价、近距离、无线、低功耗、保密性强的通讯方案，主要应用于近距离的无线数据传输，也有用于近距离无线网络接入。
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提高，使用红外线接口和电脑通信的信息设备也越来越多。
红外线接口是使用有方向性的红外线进行通讯，由于它的波长较短，对障碍物的衍射能力差，所以只适合于短距离无线通讯的场合，进行"点对点"的直线数据传输，因此在小型的移动设备中获得了广泛的应用。
1. 红外通信的基本原理红外通信是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体，即通信信道。
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。
简而言之，红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制与解调，以便利用红外信道进行传输;红外通信接口就是针对红外信道的调制解调器。
2. 红外通讯技术的特点红外通讯技术是目前在世界范围内被广泛使用的一种无线连接技术，被众多的硬件和软件平台所支持:通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无线的数据收发;主要是用来取代点对点的线缆连接;新的通讯标准兼容早期的通讯标准;小角度(30度锥角以内)，短距离，点对点直线数据传输，保密性强;传输速率较高，目前4M速率的FIR技术已被广泛使用，16M速率的VFIR技术已经发布。
红外光通信装置 (2)
红外光通信装置简介红外光通信装置是一种利用红外线作为传输介质的通信设备。
它通过红外线的发射和接收，实现数据的传输和通信。
红外光通信装置在无线通信领域具有许多优势，比如无线、抗干扰能力强等，因此在很多应用中被广泛采用。
原理红外光通信装置主要基于红外线的发射和接收原理。
红外线是电磁波的一种，其波长比可见光长，无法被眼睛直接看到。
红外光通信装置通过发射器发射的红外线来传输数据，接收器则接收并解码红外线，实现数据的传输。
红外光通信装置一般由发射器、接收器和控制电路组成。
发射器负责发射红外线，接收器负责接收红外线，控制电路则控制发射和接收的时间和方式。
应用领域红外光通信装置在许多领域有广泛的应用，以下是其中的一些领域：家庭电器控制红外光通信装置被广泛用于家庭电器的遥控控制。
比如电视遥控器、空调遥控器、音响遥控器等。
通过将遥控器与红外光通信装置连接，用户可以通过遥控器来控制电器的开关、音量调节等。
无线耳机红外光通信装置还可以用于无线耳机。
通常，无线耳机使用的是无线电波进行传输，但这种方式可能受到其他频率干扰的影响。
而红外光通信装置可以提供更稳定和可靠的无线传输，因此在无线耳机中被广泛采用。
红外传感红外光通信装置还可以用于红外传感。
通过搭载红外光通信装置的传感器，我们可以实现对温度、湿度、距离等的红外检测。
这些传感器通过发射红外线来探测周围环境并收集相关数据。
无线通信红外光通信装置还可以用于无线通信。
在某些情况下，无线电波无法稳定传输数据，这时候可以选择使用红外光通信装置。
在一些特定的场景中，比如太空探测器与地面指挥中心之间的通信，红外光通信装置也被广泛应用。
优势和不足红外光通信装置具有以下优势：1.无线：红外光通信装置不需要任何物理连接，可以实现无线传输，降低了布线成本。
2.抗干扰：红外线被其他频率干扰的可能性较低，相比其他无线传输方式具有更好的抗干扰性能。
3.低功耗：红外光通信装置通常具有较低的功耗，可以有效延长电池寿命。
红外光通信装置实训报告
一、引言随着科技的不断发展，无线通信技术已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
红外光通信作为一种新型的无线通信方式，具有传输速度快、抗干扰能力强、成本低廉等优点，在智能家居、物联网等领域具有广泛的应用前景。
本次实训旨在通过设计、制作和测试红外光通信装置，掌握红外光通信的基本原理和实际应用。
二、实训目的1. 了解红外光通信的基本原理和特点；2. 掌握红外光通信装置的设计与制作方法；3. 提高动手能力和实际操作技能；4. 熟悉红外光通信在实际应用中的优势与挑战。
三、实训内容1. 红外光通信原理红外光通信是利用红外线作为载波，通过调制和解调技术实现信息传输的一种通信方式。
红外线是一种波长在780nm至1mm之间的电磁波，具有传输速度快、抗干扰能力强、成本低廉等优点。
2. 红外光通信装置设计本次实训设计的红外光通信装置主要包括以下模块：（1）红外发射模块：将语音信号进行调制，通过红外发射管发射出去；（2）红外接收模块：接收红外发射模块发射的红外信号，并将其解调为语音信号；（3）中继转发模块：将接收到的信号进行放大、滤波和转发，以实现长距离传输；（4）电源模块：为整个装置提供稳定的电源供应。
3. 红外光通信装置制作根据设计要求，制作红外光通信装置的具体步骤如下：（1）选取合适的红外发射管和红外接收管；（2）设计电路原理图，并选用合适的电子元器件；（3）焊接电路板，连接各个模块；（4）调试各个模块，确保装置正常运行。
4. 红外光通信装置测试（1）测试红外发射模块：调整发射功率，确保信号传输稳定；（2）测试红外接收模块：调整接收灵敏度，确保信号接收质量；（3）测试中继转发模块：调整转发增益，确保信号传输距离；（4）测试整个装置：进行语音通信，观察通信质量。
四、实训结果与分析1. 实训结果经过设计与制作，成功完成了红外光通信装置的搭建。
测试结果显示，装置在传输距离2m内，语音信号无明显失真，通信质量良好。
2. 实训分析（1）红外发射模块：通过调整发射功率，可以改变信号传输距离。
红外LED光通信装置
序号
名称、型号及规格
主要技术指标
数量
备注
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
附录
序号
名称、型号及规格
数量
备注
（1）
（2）
（3）
（4）
2.3
运用LM386音频功率放大器和LM393双电压比较器集成电路来实现中继功能。LM393双电压比较器集成电路，LM393是高增益,宽频带器件，像大多数比较器一样，如果输出端到输入端有寄生电容而产生耦合，则很容易产生振荡。工作电源电压范围宽，单电源、双电源均可工作，单电源：2～36V，双电源：±1～±18V。
图4.1系统测试结果
对系统整体测试数据进行分析，该系统能实现 8 m 通信距离内稳定传输并可通过中继转发节点延长通信距离，能实现微弱信号的传输，对通信系统的发展有着积极的意义。系统参数测试结果如表4.1所示。
表4.1系统各项参数测试表
测试对象
测试结果
测试对象
测试结果
红外稳定传输距离/m
8
数字信号传输时延/s
图3.1.1发射电路
图3.1.2发射实物
3.2
该电路接收部分采用LM386音频功率放大器进行功率放大。有一个红外接收管，当被音频信号调制的红外光照到红外线接收管表面时，接收管将接收的经声音调制的红外线光信号转换成电信号，即在接收管两端产生一个与频信号变化规律相同的电信号，该信号经电容耦合至进行功率放大驱动扬声器发声。接收电路图及实物图如图3.2.1和2所示。
【关键词】LM386LM393 8050红外发射 中继转发红外接收单片机
Key word:LM386 LM393 8050Infrared transmission relay Infrared receiver Microcontroller
制作简易红外通信装置_通信工程课程设计报告
专业技能实训报告题目制作简易红外通信装置学院信息科学与工程学院专业通信工程班级学生学号指导教师二〇一四年一月六日目录1 前言 (1)1.1 系统设计简要说明 (1)2 系统方案 (2)2.1方案比较与选择 (2)2.1.1 语音采集模块 (2)2.1.2 运算放大模块 (2)2.1.3 脉宽调制模块 (2)2.1.4 语音输出模块 (2)2.1.5 温度传感模块 (3)2.2 方案描述 (3)2.3 理论分析与计算 (3)2.3.1 通信原理分析 (3)2.3.2 提高转发器效率方法 (3)3 电路与程序设计 (4)3.1 总体电路图 (4)3.2 电路设计 (4)3.2.1 运算放大模块 (4)3.2.2 红外发送接收模块 (5)3.2.3 语音输出模块 (5)3.3 程序设计 (5)4 测试方案与测试结果 (7)4.1 测试方案 (7)4.2 测试数据 (7)4.3 测试结果记录 (7)5 实训结语 (8)参考文献 (9)附录 (10)部分源代码 (10)济南大学实训报告1 前言1.1 系统设计简要说明随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生活的遥控系统开始进入了人们的生活。
传统的遥控器采用专用的遥控编码及解码集成电路，这种方法虽然制作简单、容易，但由于功能键数及功能受到特定的限制，只实用于某一专用电器产品的应用，应用范围受到限制。
而采用单片机进行遥控系统的应用设计，具有编程灵活多样、操作码个数可随便设定等优点。
本系统设计红外光通信装置，主要由前置电路模块、脉宽调制模块、红外发送接收模块、中级转发模块和语音输出模块五部分组成。
采用STM32作为主控制器进行A/D采集，脉宽调制，并控制数据传送，LM358主要作为前置电路放大器，18B20芯片感应环境温度， LM386模块进行功率放大。
系统设计基本上实现了红外光通信，完成了语音信号传输的功能。
STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。
红外光通信装置的设计
红外光通信装置的设计吴守霞;彭琳茹【摘要】以LM386和红外光收发对管为核心元件,通过红外光定向传输语音信号,并具有环境温度实时检测功能.该设计中,音频信号经过发射电路转换为光强变化的红外光信号,接收电路接收到红外光,经LM386集成音频运放处理通过扬声器还原成声音.由DS18B20采集环境温度,经单片机STC12C5A60S2数据编码后发射,接收电路接收的红外光信号,经单片机解码后通过LCD液晶显示实时温度.【期刊名称】《工业仪表与自动化装置》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】4页(P97-99,104)【关键词】红外光;通信;发射;接收【作者】吴守霞;彭琳茹【作者单位】兰州工业学院电子信息工程学院,兰州730050;兰州工业学院电子信息工程学院,兰州730050【正文语种】中文【中图分类】TN929.10 引言红外光通信是利用红外光传输数据，是一种短距离自由空间光通信方式，因其频带宽、抗干扰性强、发射功率小，适应于低成本的通信方式。
该文设计的红外光通信装置以红外发光管来定向传输语音信号，能够近距离传输频率为300～3400 Hz的语音信号，接收的声音应无明显失真;当发送端输入的语音信号改为800 Hz单音信号时，在8Ω电阻负载上，接收装置的输出电压有效值不小于0.4 V;增加一路数字信道能够传输环境温度，并在接收端显示。
1 系统设计方案1.1 基础部分方案论证与比较方案一:通过单片机实现语音信号的红外光传输。
该方案信号发射部分由信号调理电路、信号处理电路、发射电路组成，信号接收部分由调制解调电路和音频处理电路组成。
由于红外光接收管采样速率的限制，连续的声音信号将会产生严重失真，故放弃此方案。
但是该文方案中的温度信号传输采用方案一的方法。
方案二:采用LM386音频集成运放实现声音信号的红外光传输。
发射电路部分由模拟电路组成，红外光发射管发出红外光随音频信号的变化而变化，通过红外光传输声音信号。
红外线技术在电子通信系统设计中的应用
红外线技术在电子通信系统设计中的应用史春侠【摘要】文中主要目的在于研究红外线技术在电子通信系统设计中的应用.主要通过在电子通信系统设计中.基于单片机硬件支撑,结合红外线技术,构建设计红外通信系统,以便可以在中短距离内实现红外无线通信的功能.结果证实,将红外线技术运用到电子通信系统的设计中,有助于提升系统设计性能,确保实现红外线遥控系统的功能,使系统通信准确率提升20.0%,出错率降低15.0%,发挥积极应用价值.可见对于电子通信系统设计中,运用红外线技术,有助于拓展通信系统功能,提升电子通信系统应用性能,产生积极影响.%This paper mainly aims to study the application of infrared technology in the design of electronic communication system. Mainly through the design of electronic communication systems. Based on single-chip microcomputer hardware support, combined with infrared technology, building design infrared communication system, in order to realize the function of infrared wireless communication in a short distance. The results confirm that the infrared technology is applied in the design of electronic communication system, which can help to improve the system design performance and ensure the function of infrared remote control system, so as to improve the accuracy of the system communication, and the error rate is 15%, and the error rate is 20%. In the design of electronic communication system, the use of infrared technology, which helps to expand the function of the communication system, improve the application performance of electronic communication system, have a positive impact.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2016(024)021【总页数】4页(P72-75)【关键词】红外线技术;系统设计;电子通信【作者】史春侠【作者单位】宝鸡职业技术学院陕西宝鸡 721000【正文语种】中文【中图分类】TN99红外线技术中，可以进行红外通信，能够实现在传输数据，达到低速率、短距离通信传输的需求，并且还可以将低运行功耗，提升系统设计水平。
红外线技术在电子通信系统设计中的应用
红外线技术在电子通信系统设计中的应用摘要:电子通信系统在现代社会提供信息方面发挥着至关重要的作用，因此必须根据实际需要设计和使用。
红外线技术在分析电子通信系统的开发与实践中的应用对于转发短距离传输电信信号具有重要意义，整个通信系统的设计大大提高。
因此，鉴于通信功能的改进和通信失误率的降低，有必要在设计实践中积极应用红外线技术。
本文分析了红外线技术在电子通信系统设计中的应用，以便利实际工作。
关键词:红外线技术；电子通信系统；设计红外线使通信能够满足短距离和慢数据传输的数据传输要求，降低能耗，改进系统设计。
红外接口是点对点、低成本、跨平台高速数据连接的理想之选，尤其是主要应用于设备连接和信息网关的嵌入式系统。
连接设备后，可以在设备之间交换文件和信息。
一、红外线技术红外信号通过二进制数字信号进行引导和协调，有效传输红外通道。
红外接口主要用于红外信道调制解调器。
在红外通信中，该技术是允许信道的900至1000米范围内的红外波。
发送装置通过高频调制解调器发送二进制信号，该解调接收引导接收到的高频信号并生成原始信息，以便更好地发送红外信号。
在系统设计过程中通信信号的第一阶段，在控制电路中显示不同的脉冲，以便在发出不同的系统命令时生成控制信号。
电路用于调制脉冲信号、转化形成，驱动处置用于红外信号的形成，初步通信完成。
1.优点:一是通过无线传输和脉冲传输和接收数据。
二是是更换点对点互连电缆。
三是点到点数据的线性传输是小角度，短距离保密性较强。
四是用4M速率的FIR技术目前广泛应用于实现高传输效率。
五是材料是不透光的阻隔、分隔和物理边界特性有助于集群。
红外线技术空间突出了限定；在传输过程中，会出现光线无法透光的材质，例如墙。
反射产生，对每个设备组的物理空间中的不同应用程序都有效。
六是传输数据的一个属性，不使用信道资源，明显不使用无线信道资源，从而提高安全性。
在狭小的空间中使用监听数据并不容易。
七是良好的互换。
由于光能传递的科学应用，发送和接收设备可以在相同的频率环境中进行交换。
红外光通信装置(F题)
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 .................................................3.2.2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 (4)3.1.2红外发射模块 (4)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 (5)四、方案设计......................................................... 8.4.1电路仿真 (8)4.2流程图 (8)五、系统测试......................................................... 9.5.1系统功能 (9)5.1.1实现功能 (9)5.1.2与设计要求的比较.............................................................. 1.5.2指标参数 (10)六、设计总结........................................................ 1.0七、参考文献........................................................ 1.0八、附录............................................................ 1.1 附录1 :元器件列表. (11)附录2:仪器设备 (11)附录3:系统原理图 (12)、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。
红外线光通信装置设计
红外线光通信装置设计作者：陈力生付辉来源：《山东工业技术》2014年第11期【摘要】系统以STM32系列单片机为控制核心，实现信号的编解码以及传输控制功能，并且用它来控制温度传感器。
结合了红外线发射管，用以将电能直接转换红外光并产生辐射，因其应用的广泛性，选择它作为红外线发生装置，还用及红外线接收头，来接收红外线光信息转换为音频信息。
【关键词】 STM32；红外线；OP071总体设计1.1总体设计方案框图红外线光通信装置的设计思想如下图所示：1.2 系统原理分析红外线的传送利用179.9K的载波，此频率为一个定值，采用NE555来构建模型，在输送的信号中要有10倍的载波幅值周期来支持，末端应该有77.8us的置1电平信号，因此模式化地占用了160us的时间，在中转信息传送中，必须将音频信息添加在载波中，音频信号传输的实际就是分辨不同的频率，因此传送的时间不相同，其占空比各异。
频率调制的当中用179.9K的基波和299.9HZ到3.39KHZ进行调制，将信号呈现周期不同的状态进行叠加后传送。
2 各模块硬件设计硬件部分主要有红外发送部分、红外接收部分、音频放大部分、模拟开关PGA1636、温度传感器部分以及正弦转化为方波的部分，用模拟开关来实现数字通道和模拟通道的选择，进入数字通道可以实现编码和解码的功能，模拟通道则用来控制温度传感器。
下图为正选波转化为方波时的测试波形：3软件论证刚开始我们对于题目的理解曾一度偏向了软件编码，解码和压缩。
当时我们方案选择了38K的载波频率，因而传输帧的表头和结尾的局限性导致信息量的增大，而载波和红外传输管和接收管的频率限制相冲突。
我们的压缩方式需要改进，因而我们选择了更为灵活的方式，即主要通过硬件来搭建电路实现功能。
3.1 发送温度信号将温度值发送出来，并将开关打到模拟开关的状态，观察数据是否接受，如果数据开始接受的话，延时8秒后将信息传输到了接收装置中，如果数据没有被接受，则整个过程会重新开始。
红外光通信装置设计论文
红外光通信装置设计论文红外光通信是一种无线通信技术，利用红外光进行信息传输。
它具有传输速度快、安全可靠等优点，广泛应用于电子设备之间的信息交换和无线网络通信领域。
本文将对红外光通信装置的设计进行探讨，并分析其实现原理和应用前景。
红外光通信装置的设计需要考虑到红外光的发射、接收和解码等方面。
发射器的设计是红外光通信装置的关键之一，它需要能够稳定准确地发射红外光信号。
常用的发射器包括红外二极管、红外激光器等。
二极管具有成本低、能耗低等优点，适合用于小范围的通信。
而激光器则具有传输距离长、穿透能力强等优点，适合用于大范围的通信。
在选择发射器时，应根据实际需要进行选择，并进行合适的电路设计以实现红外光的发射。
另外，接收器的设计也是红外光通信装置的重要组成部分。
接收器需要能够准确、灵敏地接收到发射器发射的红外光信号。
通常情况下，红外二极管被广泛应用于接收器的设计中。
红外二极管具有灵敏度高、接收距离远等优点，适合用于红外光通信装置的接收系统。
在接收器的设计中，需要考虑到信号的放大、滤波和解调等环节，以确保接收到的红外光信号能够准确地被解读。
此外，红外光通信装置的解码器设计也是不可忽视的。
解码器需要能够将接收到的光信号转化为可读的数字信号，以便进一步进行数据传输和处理。
解码器的设计要根据具体的通信协议和编码方式来进行，常用的解码器有互斥解码、差分解码等。
在解码器的设计中，需要充分考虑到信号的稳定性和准确性，以确保数据的准确传输。
红外光通信装置的应用前景广泛。
它可以用于电子设备之间的无线通信，如手机与电脑之间的数据传输、电视遥控器与电视之间的指令传输等。
此外，红外光通信还可以用于无线网络通信领域，如无线传感器网络中的数据传输、无线安防系统中的传输等。
随着科技的不断进步，红外光通信技术将会在更多的领域得到广泛应用。
综上所述，红外光通信装置的设计是一个综合性的工程，需要考虑到发射、接收和解码等方面。
它具有传输速度快、安全可靠等优点，并有着广泛的应用前景。
红外无线通信装置(非常详细的原理)
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。
电赛练习第一次题目
题目一：红外/激光光通信装置一、任务：设计并制作一个红外/激光光通信装置。
二、要求：1．基本要求（1）红外光通信装置利用红外发光管和红外光接收模块作为收发器件，用来定向传输语音信号，传输距离大于1m，如图1所示。
图1 红外光通信装置方框图（2）传输的语音信号可采用话筒或Φ3.5mm的音频插孔线路输入。
（3）接收的声音应无明显失真。
（4）当接收装置不能接收发射端发射的信号时，要用发光管指示。
2．发挥部分（1）增加一路数字信道，实时传输发射端环境温度，并能在接收端显示。
（2）数字信号传输时延不超过10s。
温度测量误差不超过2℃。
语音信号和数字信号能同时传输。
（2）其它特色与创新。
三、说明1．本装置的通信信道必须采用红外光信道，不得使用其他通信装置。
发射端及转发节点必须采用分立的红外发光管作为发射器件，安装时需外露发光管，以便检查。
不得采用内部含有现成通信协议的红外光发射芯片或模块。
2．测试时，自备MP3或录音机及音频连接线。
题目二：频率补偿电路一、任务：设计并制作一个频率补偿电路，补偿“模拟某传感器特性的电路模块”（以下简称“模拟模块”）的高频特性。
电路结构如图1所示。
图1 电路结构二、要求：1．基本要求(1) 按图1所示组装“模拟模块”电路，其中正弦波电压信号发生器可使用普通函数信号发生器。
在开关K接V s的条件下达到如下要求：①V s为200Hz、峰峰值为10V时，“模拟模块”输出V b没有明显失真。
②以200Hz为基准，V b的−3dB高频截止频率为4.5 kHz ± 0.5 kHz。
(2) 设计并制作频率补偿电路，使之达到如下要求：①频率为200Hz时的电压增益A(200Hz)=|V o/V s|=1± 0.05。
②以电压增益A(200Hz)为基准，将A(f)=|V o/V s|的−3dB高频截止频率扩展到大于50kHz。
③以电压增益A(200Hz)为基准，频率0~35kHz范围内的电压增益A(f)的波动在±20%以内。
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由于红外通信具有隐蔽性、保密性强，因此军事通信机构历来重视这一技术的开发和应用。这一技术在军事隐蔽通信，特别是军事机密机构、边海防的端对端通信中将发挥出重要的作用。正如前面所述，它还将对计算机技术产生冲击，对未来数据通信产生重大影响。
第3章方案与验证
2.151单片机红外转发原理
红外光语音传输体系原理是以红外光作为语音传输的载体。这类传送系统传输速率快，干扰小，可靠性高，适宜多种短距离无线通信场所使用，例如学校的语音授课系统、家庭居所、图书馆阅览室、医院等，在电子产品发展中具有很大的潜力。红外光语音转发装置主要由两个模块组成，分别为发射模块和接收模块。此装置是利用看不见摸不着的红外线作为语音传送的载体来传递声音的。红外光语音转发装置发射模块流程图如图1-1所示：
Keywords:Speech sound;Infrared forward;Analog communication;Digital communication
第1章 绪论
1.1 背景和意义
在日常生活中，电脑、电视等电器让我们眼花缭乱，各种设备的线缆随处可见，就连我们的声音传输在很大程度上也依赖于各种各样的电缆。这种采用有线方式来传输语音信号的系统必须有大量的电缆将收发端连接起来，声音信号才能进行传输。有没有一种无需电缆的连接就能实现声音传输的方法呢？科学技术的日新月异，红外技术的飞速发展给传统的声音传输带来的很大的冲击，为通信业带来了无穷的希望和活力。红外技术的应用使得语音无线传输成为了可能，并使传输更加灵活、方便、高效。
1.3 主要设计内容及预期目标
本设计的主要设计内容是：用三极管放大电路对音频输入口得到的音频信号进行无失真的放大，送到三极管与发射头组成的发射电路进行发射，接收部分由红外接收头接收到的信号再传入后再由音频功率放大芯片进行放大输出，最后得到质量较好的音频信号。本设计要达到的预期目标为：利用红外发光管和红外接收管作为收发器件，来实现定向传输语音信号，传输距离为3m，接收的声音无明显失真，制作一个红外光通信中继转发节点，可以改变通信方向90°，延长通信距离。
2.3 红外通信技术开辟数据通信的未来
目前，符合红外通信标准要求的个人数字数据助理设备、笔记本计算机和打印机已推向市场，然而红外通信技术的潜力将通过个人通信系统(PCS)和全球移动通信系统(GSM)网络的建立而充分显示出来。由于红外连接本身是数字式的，所以在笔记本计算机中不需要调制解调器。便携式PC机有一个任选的扩展插槽，可插入新式PCS数据卡。PCS数据卡配电话使用，建立和保持对无线PCS系统的连接；扩展电缆的红外端口使得在PCS电话系统和笔记本计算机之间容易实现无线通信。由于PCS、数字电话系统和笔记本计算机之间的连接是通过标准的红外端口实现的，所以PCS数字电话系统可在任何一种PC机上使用，包括各种新潮笔记本计算机以及手持式计算机，以提供红外数据通信。而且，由于该系统不要求在计算机中使用调制解调器，所以过去不可能维持高性能PC卡调制解调器运行所需电压的手持式计算机，现在也能以无线方式进行通信。红外通信标准的开发者还在设想在机场和饭店等地点使用步行传真机和打印机，在这些地方，掌上计算机用户可以利用这些外设而勿需电缆。银行的ATM机也可以采用红外接口装置[6]。
1.2 国内外研究发展现状
红外通信由来已久，但是进入90年代，这一通信技术又有新的发展，应用范围更加广泛。1995年，一个由部件、计算机系统、外围设备和电信厂商组成的大型集团──红外数据协会(IrDA)就红外通信的一套标准达成一致。红外数据协会开发的这种新的无线通信标准还得到PC机产业的有力支持。主要的开发厂商，已推出了在计算机之间采用这种高速红外数据通信的PC机、笔记本计算机、打印机和手持式个人数字助理(PDA)设备[1]。此外，红外通信的连通性已用在大多数新的笔记本计算机中，并成为一种最具成本效益和便于使用的无线通信技术而问鼎市场。
通信距离短，通信过程中不能移动，遇障碍物通信中断；目前广泛使用的SIR标准通讯速率较低（115.2kbit/s）；功能单一，扩展性差。
2.2 红外通信技术对计算机技术的冲击
红外通信标准有可能使大量的主流计算机技术和产品遭淘汰，包括历史悠久的调制解调器。执行红外通信标准规定的发射功率很低，因此它自然是以电池为工作电源的标准。目前，惠普移动计算分公司正在开发内置式端口，所有拥有支持红外通信标准的笔记本计算机和手持式计算机的用户，可以把计算机放在电话机的旁边，遂行高速呼叫，可连通本地的因特网。由于电话机、手持式计算机和红外通信连接全都是数字式的，故不需要调制解调器。红外通信标准的广泛兼容性可为PC设计师和终端用户提供多种供选择的无电缆连接方式，如掌上计算机、笔记本计算机、个人数字助理设备和桌面计算机之间的文件交换；在计算机装置之间传送数据以及控制电视、盒式录像机和其它设备。
第2章 红外通信技术分析
2.1 红外通信的基本原理及特点
红外通信是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体，即通信信道。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）[4]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）以及自适应调制（ADM）[5]三种方法。同样的通过红外发射管还可以发射最基本的模拟信号，即接收端可以根据接收到的红外光线的强度可以产生不同的电流大小，即可还原发射端的模拟信号。
摘 要
本设计利用已学电路知识，将电路分成红外发射模块、红外接收模块两个模块，完成了红外光通信收发系统设计，以话筒为输入信号， 由发送电路调试后，再由输入电路的红外接收管接收，经由（LM-386）放大，高 通滤波器过滤后，在喇叭（耳机）中听到输入的语音。
关键词：红外通信；发射；接收；
ABSTRACT
The design used the knowledge of circuit , and it has been divided into three parts as infrared emission circuit module, the infrared receiving module, and temperature transmission module , then we completed the design of infrared communication transceiver system, we used microphone to input signal, the debugging by sending circuit and then received by the input circuits of infrared receiving tube, via (LM - 386) amplifier, filter high-pass filter, I we could heard a voice input in the horn (headphones).
图1-3（b）是光语音转发装置的信号接收的解调电路，用红外接收管接收图1-3（a）电路发送出来的红外光语音信号，该接收的光语音信号根据图1-3（a）发送模块的红外光强弱而变化。红外接收管的输出的信号经过两次运放放大后，传送到滤波电路对调制的光语音信号解调，被解调出的光语音信号再经过放大，供后面的语音处理电路工作。
此方案采用STC12C5A60S2控制模／数转换、数／模转换和同步传输。完成同步的方式是在ＣＳ的下降沿到来时，单片机STC12C5A60S2先向I/O CLOCK口发1111作为信号的起始标志，然后再把I/O口 CLOCK序列信号传送给I/O CLOCK口，并从DATAOUT中获得上次转化的结果。
红外语音传送体系是把红外光作为传输载体，因为红外光不能把语音信息Байду номын сангаас行直接传送，所以本体系使用了模／数和数／模转换来调制音频信号。使用STC12C5A60S2单片机程序及中断控制，完成模／数、数／模转换和同步传输。系统主要由发射部分和接收部分组成。发射模块对微弱语音信息进行滤波和放大处理后传入模／数转化器将模拟语音信号转化成数字脉冲序列信号，单片机提供同步时钟信号，在信息开始传输前附加同步字符作为信息开始传输的标志并使用门电路完成码形转换，最后驱动红外发射管把光脉冲作为信息的载体发射出去。在红外光语音转发装置的接收模块，利用红外接收管捕获发射模块发出的光信号，然后用光电转化器将光信号转化为电信号，再进行放大，整形，还原处理，然后用数模转换器将信号的高频部分滤去，最后将光信号转化为声音信号传送到功率放大电路，经放大后由扩音器播放出声音，这样便完成了红外光语音转发。本装置使用的都是普通元器件，若使用抗干扰能力好、精确度高的元器件其传输特性将会有很大提升。由于器材的原因，所以放弃了此方案。
图1-1 红外光语音转发装置发射模块流程图
在发射模块话筒中获取到的音频信号十分微弱，并且噪音信号和音频信号同时传入到话筒中，因此首先应当对音频信号进行滤波处理并放大处理。红外光转发装置的发射模块将微小的语音信号经过滤波，放大处理后，再使用莫属转化器，使其转化成利于单片机传输的数字序列。然后在加上同步字符，最后使用门电路对信号进行码型转化，然后语音信号就可以以光脉冲的形式发送出去。红外光语音转发装置接收模块流程图如图1-2所示：
经过40多年大发展，中国在红外技术研究方面已经取得了重大的进步，建成了专业研究所、红外物理实验室和众多的研究课题组。一批高等院校中，也设立了红外专业或包含红外专业的光电技术系，一批民营企业、股份制企业相继诞生，已经形成了不同规模的产品。