红外无线数学通信原理与智能仪器红外接口设计
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摘要
红外无线通信技术提供了一种低成本、短距离、高速率的无线通信方式，使用简单的收发器就能实现高效率的无线互连。IrDA红外数字协会提出的IrDA红外通信协议为全球数千万带有红外数据接口的设备的互连提供了基础。
本文在学习整理红外数字通信原理知识和IrDA通信协议的基础上，以智能仪器数据通信为目的，研制了一种基于单片机的通用红外通信接口模块，它支持IrDA协议，采用串行输入输出，可以做为附加通信模块方便地集成到各种设备和仪器仪表中。本文详细地介绍了该模块的硬件与软件设计，IrDA协议状态机的实现，以及实验室中做为彩电白平衡自动测试仪红外通信接口的方案，最后本文还提出了基于通用红外通信接口模块的一些应用设计。
Wireless Infrared Communication Technology is used for low-cost, short-range, high-speed wirless digital communication. With very simple transceivers, high-efficient Infrared links can be achieved. IrDA protocol established by Infrared Data Association has become the standards for millions of devices to communicate mutually.
In order to solve the communiction between Intelligent Instruments, after studying the basic theory of Wireless Infrared Communication and the IrDA protocol, a General Infrared Communication Interface (abbr. GIRCI) based on the MCU is developed in this paper. GIRCI is up to the IrDA standard, supporting the UART I/O transmission, and can be integrated with devices and instruments as an additional module easily. In this paper, the detail scheme of hardware and software development is discussed, including the development of the state machine of IrDA protocol and the application of using GIRCI in the White-balance Measurement Instrument. Finally, some more applications based on GIRCI are mentioned.
本文在学习整理红外数字通信原理知识和IrDA通信协议的基础上，以智能仪器数据通信为目的，研制了一种基于单片机的通用红外通信接口模块，它支持IrDA协议，采用串行输入输出，可以做为附加通信模块方便地集成到各种设备和仪器仪表中。本文详细地介绍了该模块的硬件与软件设计，IrDA协议状态机的实现，以及实验室中做为彩电白平衡自动测试仪红外通信接口的方案，最后本文还提出了基于通用红外通信接口模块的一些应用设计。
Wireless Infrared Communication Technology is used for low-cost, short-range, high-speed wirless digital communication. With very simple transceivers, high-efficient Infrared links can be achieved. IrDA protocol established by Infrared Data Association has become the standards for millions of devices to communicate mutually.
In order to solve the communiction between Intelligent Instruments, after studying the basic theory of Wireless Infrared Communication and the IrDA protocol, a General Infrared Communication Interface (abbr. GIRCI) based on the MCU is developed in this paper. GIRCI is up to the IrDA standard, supporting the UART I/O transmission, and can be integrated with devices and instruments as an additional module easily. In this paper, the detail scheme of hardware and software development is discussed, including the development of the state machine of IrDA protocol and the application of using GIRCI in the White-balance Measurement Instrument. Finally, some more applications based on GIRCI are mentioned.
引文
[1]. Minimal IrDA Protocol Implementation_V10
[2]. Serial Infrared Link Access Protocol (IrLAP) _V11
[3]. MSDN——Microsoft Software Development Network
[4]．HSDL3600和HSDL7001产品使用说明书
[5]．安捷伦红外通信器件设计指南，Agilent Technologies Company
[6]．陈家胜 朱小松“在线彩电白平衡测试仪的研制”《电子测量与仪器学报》Vol．13No．3 1999
[7]. J.M. Kahn and J.R. Barry, "Wireless Infrared Communications", Proc. of the IEEE, pp. 265-298, February 1997 (Invited Paper) .
[8]. J.B. Carruthers and J.M. Kahn, "Angle Diversity for Nondirected Wireless Infrared Communication", subm. to IEEE Trans. on Commun., July 1997.
[9]. J. M. Kahn "High-Speed Wireless Infrared Communications"
[10]．黄采伦 刘易凯“智能仪表的红外通信技术”《自动化仪表》Vol 21，No．5 2000
[11]．郑金奎“IrDA红外通信器件在空调器检测线上的应用”《国外电子元器件》2001年第7期
[12]．方建超“单片机多机红外通信系统的设计与实现” 《计算机技术与自动化》Vol．20 No．2
[13]．王艳华 袁秀湘“加性高斯白噪声信道的最佳接收机性能研究”《长沙交通学院学报》 Vol．16 No．4
[14]．王勇 徐大维“漫射红外通信系统设计及其抗干扰技术”《北京邮电大学学报》Vol．22 No．2
[15]．王红智 周云 严国萍 “基于IrDA标准的红外无线通信原理及设计”《电子工程师》2000年第5期
[16]．黄耀军 周云 严国萍 “计算机红外无线互连的设计及实现”《电子技术》2000年第2期
[17]．徐海峰 林士森 李俊维 刘贤德“计算机无线红外数字通信的实现”《数字通信》1999年第2期
[18]．徐海峰 刘贤德 “国外无线红外数字通信的研究”《红外技术》Vol．20 No．3
[19]．邱玉春 李文俊 “单片机系统中的红外通信接口”《电子产品世界》2000年5月
[20]．沈荣 “红外遥控技术在LED电子显示屏的应用”《电子技术》2000年第4期
[21]．曹长江“串行红外收发模块及其控制器在红外抄表系统中的应用”《电子技术应用》2000年第9期
[22]．张文峥等“IrDA红外通信在导航仪中的应用”《电子技术应用》2000年第10期
[23]．丁益洪等“计算机红外遥控的设计与实现”《电子技术》2000年第10期
[24]．杨发权等 “利用红外线的双向通信系统的设计与实施”《电子技术》2000年第11期
[25]．夏建全等 “应用红外技术的瓶胆长度控制系统”《电子技术应用》2000年第12期
[26]．方宏“红外遥控器信号的接收和转发”《单片机与嵌入式系统应用》2001年第7期
[27]．张晓莹等 “带有红外接口的移动式温度数据采集仪的研制”《电子技术应用》2000年第10期
[28]．木村磐根编 《光通信与无线通信系统》科学出版社2001年
[29]．刘颖 王春悦 赵蓉 《数字通信原理与技术》北京邮电大学出版社1999年10月
[30]．侯国章等著 《测试与传感技术》哈工大出版社2000年12月“光量子型红外传感器”P139～141
[31]．刘迎春 叶湘滨编著 《现代新型传感器原理与应用》国防工业出版社 1998年1月“第3章 红外传感器”P85～P112
[32].Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications, IEEE P802.11/D9.0, 16 Nov. 1998
[33]．廖家鼎 徐文娟 牟同升编著《光电技术》浙江大学出版社 1995年3月P140～P142“§2-4固体发光光源”“§6-5特殊光电二极管”
[34]．蔡美琴 张为民 沈新群 张荣娟著《MCS-51系列单片机系统及其应用》高等教育出版社 1992年8月
[2]. Serial Infrared Link Access Protocol (IrLAP) _V11
[3]. MSDN——Microsoft Software Development Network
[4]．HSDL3600和HSDL7001产品使用说明书
[5]．安捷伦红外通信器件设计指南，Agilent Technologies Company
[6]．陈家胜 朱小松“在线彩电白平衡测试仪的研制”《电子测量与仪器学报》Vol．13No．3 1999
[7]. J.M. Kahn and J.R. Barry, "Wireless Infrared Communications", Proc. of the IEEE, pp. 265-298, February 1997 (Invited Paper) .
[8]. J.B. Carruthers and J.M. Kahn, "Angle Diversity for Nondirected Wireless Infrared Communication", subm. to IEEE Trans. on Commun., July 1997.
[9]. J. M. Kahn "High-Speed Wireless Infrared Communications"
[10]．黄采伦 刘易凯“智能仪表的红外通信技术”《自动化仪表》Vol 21，No．5 2000
[11]．郑金奎“IrDA红外通信器件在空调器检测线上的应用”《国外电子元器件》2001年第7期
[12]．方建超“单片机多机红外通信系统的设计与实现” 《计算机技术与自动化》Vol．20 No．2
[13]．王艳华 袁秀湘“加性高斯白噪声信道的最佳接收机性能研究”《长沙交通学院学报》 Vol．16 No．4
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[15]．王红智 周云 严国萍 “基于IrDA标准的红外无线通信原理及设计”《电子工程师》2000年第5期
[16]．黄耀军 周云 严国萍 “计算机红外无线互连的设计及实现”《电子技术》2000年第2期
[17]．徐海峰 林士森 李俊维 刘贤德“计算机无线红外数字通信的实现”《数字通信》1999年第2期
[18]．徐海峰 刘贤德 “国外无线红外数字通信的研究”《红外技术》Vol．20 No．3
[19]．邱玉春 李文俊 “单片机系统中的红外通信接口”《电子产品世界》2000年5月
[20]．沈荣 “红外遥控技术在LED电子显示屏的应用”《电子技术》2000年第4期
[21]．曹长江“串行红外收发模块及其控制器在红外抄表系统中的应用”《电子技术应用》2000年第9期
[22]．张文峥等“IrDA红外通信在导航仪中的应用”《电子技术应用》2000年第10期
[23]．丁益洪等“计算机红外遥控的设计与实现”《电子技术》2000年第10期
[24]．杨发权等 “利用红外线的双向通信系统的设计与实施”《电子技术》2000年第11期
[25]．夏建全等 “应用红外技术的瓶胆长度控制系统”《电子技术应用》2000年第12期
[26]．方宏“红外遥控器信号的接收和转发”《单片机与嵌入式系统应用》2001年第7期
[27]．张晓莹等 “带有红外接口的移动式温度数据采集仪的研制”《电子技术应用》2000年第10期
[28]．木村磐根编 《光通信与无线通信系统》科学出版社2001年
[29]．刘颖 王春悦 赵蓉 《数字通信原理与技术》北京邮电大学出版社1999年10月
[30]．侯国章等著 《测试与传感技术》哈工大出版社2000年12月“光量子型红外传感器”P139～141
[31]．刘迎春 叶湘滨编著 《现代新型传感器原理与应用》国防工业出版社 1998年1月“第3章 红外传感器”P85～P112
[32].Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications, IEEE P802.11/D9.0, 16 Nov. 1998
[33]．廖家鼎 徐文娟 牟同升编著《光电技术》浙江大学出版社 1995年3月P140～P142“§2-4固体发光光源”“§6-5特殊光电二极管”
[34]．蔡美琴 张为民 沈新群 张荣娟著《MCS-51系列单片机系统及其应用》高等教育出版社 1992年8月