近几年,随着智能化设备逐渐普及,红外通信技术因其突出的抗干扰性能,从而被广泛的应用到智能机器人,智能家居的设计方案中。红外通信技术是最常用的近距离无线通信方式之一,因此也就成为设计遥控器的首选技术方案[2]。除此之外,在基于单片机的智能家居设计中,红外技术作为单片机之间的通信手段和电信市话通信手段结合,实现了对家居异常情况(盗窃、火警、燃气泄漏、漏水等)电话远程报警、远程遥控等功能[3]。
1.2 国内外现状与发展趋势
红外通信技术由来已久,但进入90年代后,这一技术又有新的发展,应用范围更加广泛。1995年,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无线通信标准还得到PC机产业的大力支持。主要的开发商,如微软、苹果、东芝和惠普公司,也已推出了在计算机之间采用此高速红外数据通信的PC机、笔记本计算机、打印机以及手持式个人数字助理(PDA)设备。此外,红外通信已用在大多数新的笔记本电脑中,并成为一种最具效益和便于使用的无线通信技术而问鼎市场。
目前中国红外通信市场还处于发展初期,但潜力很大,代表市场是手机和家电行业。但同时,由于国内对于新技术接受的敏感度较低,加上各类标准问题,中国的短距离无线通信市场还存在很多问题亟需解决。
预计在不久的将来,红外技术将被广泛应用于通信领域,数字蜂窝电话、付费电话等都将采用红外技术。红外技术的推广意味着个人计算机脱离电缆连接的时代即将到来。
1.3 红外通信概述
1.3.1 红外通信的基本原理
语音信号所产生的电信号同其它低频电信号一样,一般不直接进行远距离传输,而是经过放大后再对发射机的高频振荡信号进行调制,然后将此携带有低频成分的高频信号调制信号,通过某种媒介传输出去。红外语音传输系统所使用的传输介质为红外线,红外通信的基本原理是利用950nm近红外波段的红外线作为语音信息的载体,将语音信号模数转换后的二进制信号编码调制为若干脉冲信号,最后通过驱动电路驱动红外线发射元件发射红外信号。红外接收端接收到红外脉冲信号后,将红外信号转换为电信号,再通过放大、滤波、整形等预处理后送给解调电路进行解调,还原为二进制数字信号后再经数模转换后通过功放电路输出。本文采用频移键控FSK对数字基带信号进行频带调制,以期提高数字信号传输性能以及降低误码率。红外通信的实质就是对模拟信号模数转换后的二进制数字信号进行调制和解调,以便利用红外进行传输,红外通信接口就是针对红外信道的调制解调器[4]。文献综述
1.3.2 红外通信的特点
红外通信技术是目前在全世界范围内被广泛运用的一种无线通信技术,大多数软件与硬件平台都支持红外技术,它具有以下特点:
1.通过数字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;
2.红外技术主要是用来取代点对点的线缆连接;
3.新的通讯标准兼容早期的通讯标准;
4.小角度,短距离,点对点无线数据传输,保密性强;
1.4 本设计的主要内容
本设计分别从硬件设计和软件设计两个方面入手进行设计,从而实现通过红外技术来传递语音信号。红外语音传输系统是以红外光作为传输媒介,因为红外光不直接传送模拟语音信息,所以本设计使用了A/D转换将模拟音频信号转换为数字信号。利用单片机程序及中断,完成A/D、D/A转换和同步传输。系统主要由发射模块和接收模块组成,发射模块对微弱语音信息进行滤波和放大后传入模/数转换器转换成数字脉冲信号,单片机提供同步时钟信号,在信息传输前附加同步字符作为信息开始传输的标志,同时使用FSK调制完成信号传输波形转换,最后驱动红外发射管把已调脉冲信号发射出去。在红外语音传输系统的接收模块,利用红外接收二极管捕获发射模块发出的红外光信号,然后用光电传感器将光信号转换为电信号,再进行放大,整形,FSK解调还原处理,然后用D/A转换器还原为模拟信号,最后将模拟语音信号传送到功率放大电路,经放大后由扬声器播放出声音,这样便完成了红外语音传输系统的设计。源.自/751·论\文'网·www.751com.cn/