紅外無線數據通信研究

王國波

【摘要】 近年來隨著無線通信不斷發展，紅外無線技術也得到了較大的進步，該技術具有低功耗、抗電磁干擾能力強、安全性高等優點，在我國應用非常廣泛的無線通訊技術備受青睞。隨著編碼調制技術快速的發展，近距離無線通信得到了社會各界的廣泛重視，也逐漸增高了紅外通信技術的應用頻率，使其成為移動設備、辦公設備、手持設備進行通信的重要方法。本文通過分析紅外通信技術基本原理以及優缺點，探討了一些重要的紅外協議，并且對其在室內無線傳輸領域的應用進行了介紹，希望我國無線通信技術發展的越來越好。

【關鍵詞】 紅外無線通信 紅外協議 室內無線傳輸

一、引言

我國通信技術與網絡技術不斷發展的過程中，也促使紅外無線通信技術得到了快速健康的發展，并在多個領域中得到廣泛應用。在光譜中波長自0.76至400微米的一段稱為紅外線，它涉及的區域比較寬，因此無線管理協會不會對其約束，而且紅外線的安全性也得到較大提升，它不會穿越不透明物體，所有在國際會議與各大企業中以紅外載波作為基礎的無線通信技術，均有應用，其安全性明顯高于其他常用的無線通信技術。

二、紅外無線通信技術

1、紅外通信基本原理。紅外通信：利用近紅外線來傳輸信號的通信方式，主要是用來取代點對點的線纜連接，和藍牙、WiFi（802.11）等一樣，是一種無線數據傳輸技術。在紅外通信的過程中，我們是利用近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體，也即是作為通信信道。基帶二進制信號被發送端調制為一系列的光脈沖串信號，然后我們將紅外信號通過紅外發射管發射出去。然后接收端將接收到的光脈轉換成電壓信號，送給解調電路進行解調前還需要經過放大、濾波等處理，還原為可識別的二進制信號后輸出。

2、紅外通信的優缺點。1）優點：低功耗，小于40多毫瓦；經濟實用、方便連接、簡單易用；安全性高，具有不透光材料的阻隔性，可分隔性；小角度保持在30度錐角以內，短距離適合室內傳輸，保密性強，點對點直線數據傳輸；紅外的傳輸速率較高，4M速率的FIR技術已被廣泛使用，16M速率的VFIR技術已經發布；無頻道資源占用性；無有害輻射，綠色產品特性：科學實驗證明，紅外線是一種對人體有益的光譜，所以紅外線產品是一種真正的綠色產品； 具有一定的安全性。短距離通信、窄的信號角度、同步時設備的位置固定、通信鏈路上不能有任何障礙物、只能是點到點的通信這些特點提供了一定的安全性。2）缺點：受限于視距傳輸和最大1m的傳輸距離，短距離通信。由于紅外線的波長較短，對障礙物的衍射能力差，所以只適合于短距離無線通訊的場合（比如室內傳輸），其點對點的傳輸連接，無法靈活地組成網絡；進行“點對點”的直線數據傳輸；要求通信設備的位置固定；由于采用調幅進行傳輸，抗環境干擾能力差；在傳輸數據時，當輸出的功率一定時，用于信號傳輸的功率小，接收到的數據信號的信噪比小，容易誤判數據，造成傳輸的誤碼；紅外通信采用異步雙工的通訊方式，即通信某一方的發送和接口是交替進行的，這是由于考慮到紅外光反射，在全雙工方式下發送的信號可能會被本身接收。

三、紅外協議棧

IrDA1.1標準是紅外協議的一個標準，即Fast InfraRed。FIR的最高傳輸速率達到四兆每秒，同時采取了最新的基帶數據處理技術，FIR是目前紅外無線通信中運用得最廣泛的標準，應用這種標準的產品也備受人們的青睞。VFIR技術是一種通訊速率更高的技術，是FIR傳輸速率的四倍。不斷提高的傳輸速率使紅外線在短距無線通信領域有了更多的用武之地。IrDA標準都包括兩個基本的協議：紅外連接訪問協議IrLAP和紅外連接管理協議IrLMP；一個基本的規范紅外物理層連接規范IrPHY。紅外無線通信硬件設計的標準和要求由IrPHY規范制訂；IrLAP和IrLMP為兩個網絡層，主要對軟件連接進行管理，測試和維護。在這兩種協議的基礎上，針對一些特定的紅外通信應用領域，IrDA還發布了一些更高層次的紅外協議，如IrLANIrOBEX、IrTran-P和IrBus等等，這些協議在無線通信領域也將得到普遍的應用。

四、基于紅外技術在室內無線傳輸領域應用

當今社會隨著紅外無線通信的快速發展，已經備受人們青睞。隨著紅外技術的普遍性應用，已經成為一種被業內認可的無線控制的通信標準。雖然IR端口的數據傳輸率很快，但其傳輸距離不長，由于這個劣勢大大限制了其應用范圍和滿足市場的需求。為了解決現有IR端口存在的這些問題，Infra-Com公司開發出了基于漫散射紅外無線通信技術。這種技術為了解決傳統IR解決方案的對視距和方向性的要求，增強了紅外線配到物體表面彈回的能力。DIR技術通過增大了紅外無線產品的作用距離，從而拓寬了其應用范圍。

五、結論

21世紀隨著紅外無線數據通信技術的不斷發展，這種技術在我們的生活中及更多的行業得到更廣泛地應用。

參 考 文 獻

[1]掌上系統紅外通信技術及其應用[D]. 于宏偉.吉林大學 2004

[2]電氣設備控制屏紅外溫度監測儀的軟硬件設計和實現[D]. 吳云鋒.吉林大學 2008

[3]紅外測溫技術應用于變電站圖像監控系統的研究[D]. 邱巍巍.華北電力大學（河北） 2006