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1、摘 要红外线是近距离，高速无线通信的一种手段，作为一种近距离，室内通信手段，红外线具有无线电无法比拟的优势。本文介绍的系统是利用红外通信信道构成红外无线近程设备控制系统，可以满足无线控制的需要。本文主要阐述了红外线通信的工作原理与实现方法，红外线无线通信过程，详细的分析了系统设计中的每一个模块，得出了这一系统的最佳实施方案，成功的完成了系统的设计。本系统分为3个模块：电源模块，红外线发射模块，红外线接收模块。电源模块采用了7805组成的5V电源。红外线发射模块中主要是采用三极管，LM386将接收到的信号进行电压放大和功率放大以及红外线发射管。在红外线接收模块中主要是采用三极管，LM386将接收
2、到的信号进行电压放大和功率放大以及红外线接收管。其系统实现的功能是利用红外发光管和红外光接收模块作为收发器件，传输距离为2米。关键词：红外线发射管 红外线接收管 LM386音频集功放器 I AbstractInfrared ray is close, a means of high-speed wireless communication, as a kind of close, indoor means of communication, infrared has incomparable advantage over radio.System is introduced in this p
3、aper by using the infrared communication channel constitute the infrared wireless short-range equipment control system, can meet the needs of the wireless control. This article mainly expounds the working principle and implementation method of infrared communication, infrared wireless communication
4、process, a detailed analysis of each module of the system design, the best scheme of this system are derived, successfully completed the design of the system. This system is divided into three modules: voice module, the infrared emission module, the infrared receiving module. Power supply module ado
5、pts the 7805 of 5 v power supply. mainly used in infrared emission module triode, LM386 will receive the signal voltage amplifier and power amplifier and infrared transmitting tube. Mainly used in infrared receiving module triode, LM386 will receive the signal voltage amplifier and power amplifier a
6、nd infrared receiving tube. The function of system implementation is the use of infrared light-emitting tube as the transceiver devices and infrared receiving module, transmission distance is 2 meters.keyword: Infrared Diodes Infrared Receiving Tube Set The Audio Power Amplifier目 录 摘 要IAbstractII第一章
7、 总体设计方案11.1 红外通信的发展背景11.2 总体设计方案21.3 电源模块模块论证与选择21.4 红外光发射模块论证与选择31.6 系统各模块的最终方案4第二章 电路的设计52.1 总体系统电路的设计52.2 各个模块的电路设计62.2.1 电源模块功能介绍6 2.2.2 红外光发射模块功能介绍6 2.2.3 红外光接收模块功能介绍72.3 电路参数的计算及元器件的选择8 2.3.1 电路参数的计算8 2.3.2 元器件的选择8 2.3.3 特殊器件的介绍92.3.4 各模块的连接11第三章 测试方案与测试结果133.1 测试方案133.2 测试仪器133.3 测试结果及分析13 3.
8、3.1 测试结果133.2.2 测试分析与结论14第四章 设计总结15第五章 心得体会16参考文献17附录一 系统实物图18附录二 系统电路图20III第一章 总体设计方案1.1 红外通信的发展背景20世纪80年代人类进入信息时代以来，人们的一切社会活动都是以信息获取与信息交换为中心。因此，信息技术进入新发展时期，作为信息产业三大支柱之一的传感器技术也进入迅速发展的新阶段，“没有传感器就没有现代科学技术”的观点已被全世界所公认。所以。从20世纪80年代以来，在世界范围内，利用现代科学技术研究开发了一批新型传感器，新型传感器功能材料，使用传感器技术得到飞速发展，并取得了可喜的成就。红外线技术在传
9、感器中的应用就是其中一例，随着信息技术的普及和发展，尤其是跨入21世纪后，红外线也得到了迅速发展，红外探测和控制技术已渗透到国民经济的各行和人民生活的方方面面。 红外通信技术适合于低成本、跨平台、点对点高速数据连接。其主要应用：设备互联、信息网关。设备互联后可完成不同设备内文件与信息的交换。信息网关负责连接信息终端和互联网。红外通信技术是在世界范围内被广泛使用的一种无线连接技术，被众多的硬件和软件平台所支持其特点主要有：1.通过数据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. 主要是用来取代点对点的线缆连接。3. 新的通信标准兼容早期的通信标准。4.小角度（30度锥角以内），短距离
10、，点对点直线数据传输，保密性强。5. 传输速率较高，4M速率的FIR技术已被广泛使用，16M速率的VFIR技术已经发布。6.不透光材料的阻隔性，可分隔性，限定物理使用性，方便集群使用：红外线技术是限定使用空间的。在红外不传输的过程中，遇到不透光的材料，如墙面。它就会反射，这一特点，确定了每套设备之间，可以在不同的物理空间里使用。7.无频道资源占用性，安全特性高：红外线利用光传输数据的这一特点确定了它不存在无线频道资源的占用性，且安全性特别高。在限定的空间内使用进行窃听数据可不是一件容易的事。8.优秀的互换性，通用性。因为采用了光传输，且限定物理使用空间。红外线发射和接收设备在同一频率的条件下，
11、可以相互使用。9.无有害辐射的特性：科学实验证明，红外线是一种对人体有益的光谱，所以红外线产品是一种真正的绿色产品。此外，红外线通信还有抗干扰性强，系统安装简单，易于管理等优点。 1.2 总体设计方案红外线通信系统的构成，它由3个部分组成：电源模块，红外线发射模块，红外线接收模块。红外通信是利用950nm近红外波段的红外线作为载体，来进行通信。语音和音乐等所产生的电信号和其他低频电信号一样，一般不直接进行远距离传输，而是经过放大后对发射机的高频振荡进行调制，然后将此携带有低频信号的高频已调制信号，通过一定的媒介传输出去。红外线接收管接收信号后经过三极管电压放大，LM386电压放大后传输到扬声器
12、。系统硬件构成框图如图1.1所示。红外线发射模块功率放大电压放大音频输入电源模块 音频输出功率放大电压放大红外线接收模块 图 1.1 系统硬件构成框图为了实现各模块的功能，分别做了几种不同的设计方案并进行了论证。1.3 电源模块模块论证与选择方案一：7805组成的5V输出电源。内部电路具有调节电位继，只需要经过调解电位继RP即可调节输出的电压。IC采用集成稳压器，并带有电流旁电路，是7805稳压器输出级不易被损坏，能够很好的输出5V电压，而且成本低，电路简单，操作简便。如图1.2所示。 图1.2 7805组成的5V输出电源图方案二:采用A723构成的输出20A 5V稳压电源。该电源电路外接晶体
13、管使输出电流达到20A，若输出电压超过6V，晶闸管VS动作，防止输出端短路时产生的过电压，若输出电压低于5V时，输入电压约为13V，A723的工作电源由辅助电源提供，恒流保护回路的动作电流约为30A，输出电压可调范围为4.92-5.09V，电路中采用多个晶体管并联须注意均流问题，电路复杂，操作难。综上所述，采用方案一。1.4 红外光发射模块论证与选择方案一：设计的原则是考虑红外发射管的工作电流，电流过小，传输距离短，电流过大容易毁坏发光管。在本系统中，红外发送模块的电路图如图1.3所示。图1.3 红外线发射模块电路图这是一个共发射极的放大电路，调整基极偏置，输入模拟信号经过电压与功率放大，红外发光二极管的输出功率也随着模拟信号而改变，从而可以将输入信号发送出去。此操作既简单又方便。方案二：利用单片机STC89C52对输入模拟信号进行控制，由于输入的模拟信号很小，距离很短，要是想实现远距离传输，还需要通过单片机对输入的模拟信号进行A/D转换，将输入的模拟信号变为数字信号，即可远距离传输，但是电路很复杂，而且需要程序，如果单片机学不好的，程序很难写出来，操作繁琐。综上所述，采用方案一。1.5 红外光接收模块论证与选择方案一：利用红外发光管接收信号，将接收到的信号通过三极管将电压放大，再通过LM386将功率放大，最后通过简单地驱动电路，输送到扬声器。成本低
