畢設(shè)開題報(bào)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(diǎn)對(duì)點(diǎn)的線纜連接、進(jìn)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(diǎn)，同時(shí)他還可以跨平臺(tái)進(jìn)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?，設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)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(jī)的編碼和解碼來實(shí)現(xiàn)定向傳輸語(yǔ)音信號(hào)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(duì)于別的無線傳輸方式還是具有很大的優(yōu)勢(shì)。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(jī)在生活生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，對(duì)以單片機(jī)為基礎(chǔ)的紅外通信系統(tǒng)進(jìn)行研究非常必要。二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析1.國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀中國(guó)的紅外技術(shù)研究工作是在新中國(guó)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(cè)器，數(shù)年之后又相繼研究出了鈦酸鉛等熱電探測(cè)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(cè)器研究工作。上世紀(jì)90年代，我國(guó)研制出第一臺(tái)熱像儀，其技術(shù)性能與國(guó)外相當(dāng)，為我國(guó)紅外技術(shù)的升級(jí)換代起了重要作用。經(jīng)過40多年大發(fā)展，中國(guó)

3、在紅外技術(shù)研究方面已經(jīng)取得了重大的進(jìn)步，建成了專業(yè)研究生所，紅外物理實(shí)驗(yàn)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(yíng)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(guó)紅外產(chǎn)品與應(yīng)用市場(chǎng)日趨成熟，正逐漸普及。2.國(guó)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(guó)外,如美國(guó),日本等國(guó)家,許多研究所和企業(yè)長(zhǎng)期進(jìn)行該領(lǐng)域的研究,并陸續(xù)有產(chǎn)品從實(shí)驗(yàn)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(jì)與實(shí)驗(yàn)的論文以來,有許多學(xué)者在進(jìn)行紅外無線通信的研究。美國(guó)加州伯克利大學(xué)電子工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)系在IB

4、M和HP公司的資助下進(jìn)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(duì)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(jìn)一步資料較為保密。美國(guó)圣地亞哥AstroTerra公司,已做出可以在3km、skxlz、sklll,速率高達(dá)155Mbps、622Mbps、2.SGbpS的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)產(chǎn)品研究及實(shí)驗(yàn),并在洛杉磯、拉斯維加斯、圣地亞哥等地作了外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)圈。日本郵政省則組織了“強(qiáng)紅外無線光通信技術(shù)用于計(jì)算機(jī)、多媒體終端及移動(dòng)通信中的聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃,并早就在城市大樓間取得了應(yīng)用。三、研究（設(shè)計(jì)）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(jī)的紅外通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，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(duì)發(fā)射端而言，將數(shù)字信號(hào)發(fā)射出去之后，通過合理手段進(jìn)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(hào)轉(zhuǎn)換為紅外光脈沖，然后發(fā)射到空中。對(duì)接收端而言，在接收到發(fā)射的信號(hào)后，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，通過解調(diào)和解碼后將接收到的信號(hào)調(diào)整為原信號(hào)。發(fā)射端發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)對(duì)二進(jìn)制編碼進(jìn)行調(diào)整，將其調(diào)整為各種脈沖信號(hào)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(jìn)行發(fā)送。在接收端接收到此類信號(hào)后，傳輸?shù)碗娖剑駝t就會(huì)傳輸高電平，此前的紅外光信號(hào)有間斷的特點(diǎn)，接收端就能將其調(diào)整為連續(xù)性信號(hào)，通過單片機(jī)處理后就會(huì)獲得原來的信號(hào)。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(hào)分離A/D采樣 D/A轉(zhuǎn)換運(yùn)算放大語(yǔ)音輸出語(yǔ)音輸入 圖1 紅外通信系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖硬件設(shè)計(jì)方面主要由音頻檢測(cè)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(cè)模塊采用錄放音模塊，在信號(hào)輸入端口串聯(lián)一個(gè)10F的電容后，將其傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)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(jìn)度安排明確設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱不少于15篇文獻(xiàn)，其中外文文獻(xiàn)不少于3篇，撰寫開題報(bào)告（2月20日到3月12日）；不少于5000字的外文文獻(xiàn)翻譯（3月10日到3月17日）；

7、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)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(jì)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(xiàn)1李 瑞，何志偉，付興建.基于單片機(jī)的紅外通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.信息與電腦，2016,(1):158-159.2張紹頌.基于單片機(jī)的紅外通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.武漢電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2016,(4):53-55.3胡德清.基于單片機(jī)的紅外通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J.商情，2011,(47).4吳 揚(yáng)，游 松，梁 陽(yáng).淺析紅外通信技術(shù)在數(shù)據(jù)通訊中的作用J.

8、中國(guó)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(jì)J.中國(guó)測(cè)試，2015,(9):96-100.6鄢 盟.紅外通信模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)D.吉林大學(xué)，2016.7程 程，洪 龍. 一種實(shí)用的紅外通信裝置設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)J.電力自動(dòng)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(jì)實(shí)現(xiàn)J.湖南郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014,13(2):49-51.9G Song;Z Chu;W Jin;H Sun.Enhanced performance of g-CN/TiO photocatalysts for degr

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