畢設(shè)開題報告-紅外通信

1、 一、本課題的目的及研究意義1.研究目的 紅外通信是一種利用紅外線傳遞數(shù)據(jù)的無線連接技術(shù)，主要用于取代點對點的線纜連接、進行近距離的無線數(shù)據(jù)傳輸，也有用于近距離的無線網(wǎng)絡(luò)接入。由于紅外通信具有成本低、功耗小、體積小、方向性好、可靠穩(wěn)定的特點，同時他還可以跨平臺進行高速數(shù)據(jù)連接，因此廣泛應(yīng)用于無線設(shè)備、室內(nèi)辦公設(shè)備、各種近距離遙控系統(tǒng)以及電腦外圍設(shè)備等等?；诖耍O(shè)計了基于單片機的紅外通信系統(tǒng)，利用紅外發(fā)光管和紅外接受模塊作為收發(fā)器件，通過單片機的編碼和解碼來實現(xiàn)定向傳輸語音信號的功能。2.研究意義雖然紅外無線數(shù)據(jù)傳輸還存在一些不足，例如紅外射束易受塵埃、雨水等物質(zhì)的吸收，但是他在近距離數(shù)據(jù)傳輸

2、和控制上相對于別的無線傳輸方式還是具有很大的優(yōu)勢。在紅外通信技術(shù)的支持下，電器、儀表等設(shè)備讓人們的生活充滿便利。單片機在生活生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，對以單片機為基礎(chǔ)的紅外通信系統(tǒng)進行研究非常必要。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析1.國內(nèi)研究現(xiàn)狀中國的紅外技術(shù)研究工作是在新中國成立后才開展的。首先研究的是工作波段在1-3um的硫化鉛紅外探測器，數(shù)年之后又相繼研究出了鈦酸鉛等熱電探測器，并得到一定應(yīng)用，改革開放以來，紅外技術(shù)得到了迅速發(fā)展，開展了從單元、線列到紅外膠平面的探測器研究工作。上世紀(jì)90年代，我國研制出第一臺熱像儀，其技術(shù)性能與國外相當(dāng)，為我國紅外技術(shù)的升級換代起了重要作用。經(jīng)過40多年大發(fā)展，中國

3、在紅外技術(shù)研究方面已經(jīng)取得了重大的進步，建成了專業(yè)研究生所，紅外物理實驗室和眾多的研究課題組，一批高等院校中，也設(shè)立了紅外專業(yè)或包含紅外專業(yè)的光電技術(shù)系，一批民營企業(yè)、股份制企業(yè)相繼誕生，已經(jīng)形成了不同規(guī)模的產(chǎn)品，中國紅外產(chǎn)品與應(yīng)用市場日趨成熟，正逐漸普及。2.國外研究現(xiàn)狀 由于室內(nèi)無線光通信所具有的靈活、便捷及高速等特性,在國外,如美國,日本等國家,許多研究所和企業(yè)長期進行該領(lǐng)域的研究,并陸續(xù)有產(chǎn)品從實驗室走向商用。自從1979年IBM公司的F.R.Gfeller發(fā)表了較有影響的于紅外通信設(shè)計與實驗的論文以來,有許多學(xué)者在進行紅外無線通信的研究。美國加州伯克利大學(xué)電子工程和計算機科學(xué)系在IB

4、M和HP公司的資助下進行了紅外無線通信的研究。以J.R.Barry和M.Kaim為首的一批研究人員對室內(nèi)無線紅外光的漫射光通信取得了一定的成果。但其更進一步資料較為保密。美國圣地亞哥AstroTerra公司,已做出可以在3km、skxlz、sklll,速率高達155Mbps、622Mbps、2.SGbpS的點對點產(chǎn)品研究及實驗,并在洛杉磯、拉斯維加斯、圣地亞哥等地作了外場實驗圈。日本郵政省則組織了“強紅外無線光通信技術(shù)用于計算機、多媒體終端及移動通信中的聯(lián)網(wǎng)計劃,并早就在城市大樓間取得了應(yīng)用。三、研究（設(shè)計）的基本內(nèi)容、目標(biāo)、擬采用的技術(shù)方案及措施本次課題是基于單片機的紅外通信系統(tǒng)的設(shè)計，其根

5、本任務(wù)就是要完成基于紅外線的無線數(shù)據(jù)發(fā)射、接收和數(shù)據(jù)處理等問題。對發(fā)射端而言，將數(shù)字信號發(fā)射出去之后，通過合理手段進行編碼調(diào)制，傳到電光變換電路中，在紅外發(fā)射管的作用下，將信號轉(zhuǎn)換為紅外光脈沖，然后發(fā)射到空中。對接收端而言，在接收到發(fā)射的信號后，實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，通過解調(diào)和解碼后將接收到的信號調(diào)整為原信號。發(fā)射端發(fā)送數(shù)據(jù)時對二進制編碼進行調(diào)整，將其調(diào)整為各種脈沖信號傳輸出去。如果紅外載波的頻率是38kHz，利用脈寬調(diào)制的PWM的方式進行發(fā)送。在接收端接收到此類信號后，傳輸?shù)碗娖?，否則就會傳輸高電平，此前的紅外光信號有間斷的特點，接收端就能將其調(diào)整為連續(xù)性信號，通過單片機處理后就會獲得原來的信號。其

6、功能結(jié)構(gòu)圖如下：紅外發(fā)送溫度采集紅外接收信號分離A/D采樣 D/A轉(zhuǎn)換運算放大語音輸出語音輸入 圖1 紅外通信系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖硬件設(shè)計方面主要由音頻檢測模塊、編碼調(diào)制模塊、紅外發(fā)射模塊、紅外接收模塊組成。音頻檢測模塊采用錄放音模塊，在信號輸入端口串聯(lián)一個10F的電容后，將其傳輸?shù)絾纹瑱C與AD一起組成的模塊。編碼調(diào)制模塊和紅外收發(fā)模塊采用市面上集成的紅外通信模塊，該模塊一組集成紅外發(fā)射紅外編碼功能，一組集成紅外接收，紅外解碼功能。四、進度安排明確設(shè)計任務(wù)，查閱不少于15篇文獻，其中外文文獻不少于3篇，撰寫開題報告（2月20日到3月12日）；不少于5000字的外文文獻翻譯（3月10日到3月17日）；

7、系統(tǒng)方案設(shè)計及硬件系統(tǒng)搭建（3月15日到4月15日）；系統(tǒng)軟件編寫及調(diào)試（4月13日到5月3日）；系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試完善（5月1日到5月22日）；撰寫不少于10000字畢業(yè)設(shè)計說明書（5月20日到6月3日）；資料整理、答辯（6月3日到6月10日）。五、查閱參考文獻1李 瑞，何志偉，付興建.基于單片機的紅外通信系統(tǒng)設(shè)計J.信息與電腦，2016,(1):158-159.2張紹頌.基于單片機的紅外通信系統(tǒng)設(shè)計J.武漢電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2016,(4):53-55.3胡德清.基于單片機的紅外通信系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)J.商情，2011,(47).4吳 揚，游 松，梁 陽.淺析紅外通信技術(shù)在數(shù)據(jù)通訊中的作用J.

8、中國新技術(shù)產(chǎn)品，2015,(1):18.5楊 奕，楊 川，周川云.基于STM32的低功耗紅外光通信系統(tǒng)設(shè)計J.中國測試，2015,(9):96-100.6鄢 盟.紅外通信模塊的設(shè)計與實現(xiàn)D.吉林大學(xué)，2016.7程 程，洪 龍. 一種實用的紅外通信裝置設(shè)計及實現(xiàn)J.電力自動化設(shè)備 ，2009,29(9):129-132.8劉永鋒.基于AT89C52紅外通信系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)J.湖南郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2014,13(2):49-51.9G Song;Z Chu;W Jin;H Sun.Enhanced performance of g-CN/TiO photocatalysts for degr

9、adation of organic pollutants under visible lightJ.Chinese Journal of Chemical Engineering，2015 ,23(8):1326-1334.10Peng-feiYin;Xiang-yuHan;Chuan-huiXia;Chun-lianHu;Li-liSun.Large-scalesynthesisofnickelsulfidemicro/nanorodsviaahydrothermalprocessJ.International Journal of Minerals, Metallurgy,. ，2015,23(8):762-769.11永田 真. VLSI問題克服向研究取組賞受賞J.電子情報通信學(xué)會論文誌，C 2017 J100-C No.2 P82-90.12李一鳴，榮 軍，王岳斌，嚴(yán)權(quán)峰，彭 錦.一種簡易紅外通信裝置的設(shè)計與實現(xiàn)J.電子器件，2015,(6):1385-1392.13王 寧，李 慧，王二萍，李小亮.基于紅外通信的多路控制系統(tǒng)的簡單設(shè)計J.現(xiàn)代電子技術(shù),2