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1、 一、本课题的目的及研究意义1.研究目的 红外通信是一种利用红外线传递数据的无线连接技术，主要用于取代点对点的线缆连接、进行近距离的无线数据传输，也有用于近距离的无线网络接入。由于红外通信具有成本低、功耗小、体积小、方向性好、可靠稳定的特点，同时他还可以跨平台进行高速数据连接，因此广泛应用于无线设备、室内办公设备、各种近距离遥控系统以及电脑外围设备等等。基于此，设计了基于单片机的红外通信系统，利用红外发光管和红外接受模块作为收发器件，通过单片机的编码和解码来实现定向传输语音信号的功能。2.研究意义虽然红外无线数据传输还存在一些不足，例如红外射束易受尘埃、雨水等物质的吸收，但是他在近距离数据传输
2、和控制上相对于别的无线传输方式还是具有很大的优势。在红外通信技术的支持下，电器、仪表等设备让人们的生活充满便利。单片机在生活生产领域发挥重要作用，对以单片机为基础的红外通信系统进行研究非常必要。二、国内外研究现状分析1.国内研究现状中国的红外技术研究工作是在新中国成立后才开展的。首先研究的是工作波段在1-3um的硫化铅红外探测器，数年之后又相继研究出了钛酸铅等热电探测器，并得到一定应用，改革开放以来，红外技术得到了迅速发展，开展了从单元、线列到红外胶平面的探测器研究工作。上世纪90年代，我国研制出第一台热像仪，其技术性能与国外相当，为我国红外技术的升级换代起了重要作用。经过40多年大发展，中国
3、在红外技术研究方面已经取得了重大的进步，建成了专业研究生所，红外物理实验室和众多的研究课题组，一批高等院校中，也设立了红外专业或包含红外专业的光电技术系，一批民营企业、股份制企业相继诞生，已经形成了不同规模的产品，中国红外产品与应用市场日趋成熟，正逐渐普及。2.国外研究现状 由于室内无线光通信所具有的灵活、便捷及高速等特性,在国外,如美国,日本等国家,许多研究所和企业长期进行该领域的研究,并陆续有产品从实验室走向商用。自从1979年IBM公司的F.R.Gfeller发表了较有影响的于红外通信设计与实验的论文以来,有许多学者在进行红外无线通信的研究。美国加州伯克利大学电子工程和计算机科学系在IB
4、M和HP公司的资助下进行了红外无线通信的研究。以J.R.Barry和M.Kaim为首的一批研究人员对室内无线红外光的漫射光通信取得了一定的成果。但其更进一步资料较为保密。美国圣地亚哥AstroTerra公司,已做出可以在3km、skxlz、sklll,速率高达155Mbps、622Mbps、2.SGbpS的点对点产品研究及实验,并在洛杉矶、拉斯维加斯、圣地亚哥等地作了外场实验圈。日本邮政省则组织了“强红外无线光通信技术用于计算机、多媒体终端及移动通信中的联网计划,并早就在城市大楼间取得了应用。三、研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施本次课题是基于单片机的红外通信系统的设计，其根
5、本任务就是要完成基于红外线的无线数据发射、接收和数据处理等问题。对发射端而言，将数字信号发射出去之后，通过合理手段进行编码调制，传到电光变换电路中，在红外发射管的作用下，将信号转换为红外光脉冲，然后发射到空中。对接收端而言，在接收到发射的信号后，实现光电转换，通过解调和解码后将接收到的信号调整为原信号。发射端发送数据时对二进制编码进行调整，将其调整为各种脉冲信号传输出去。如果红外载波的频率是38kHz，利用脉宽调制的PWM的方式进行发送。在接收端接收到此类信号后，传输低电平，否则就会传输高电平，此前的红外光信号有间断的特点，接收端就能将其调整为连续性信号，通过单片机处理后就会获得原来的信号。其
6、功能结构图如下：红外发送温度采集红外接收信号分离A/D采样 D/A转换运算放大语音输出语音输入 图1 红外通信系统功能结构图硬件设计方面主要由音频检测模块、编码调制模块、红外发射模块、红外接收模块组成。音频检测模块采用录放音模块，在信号输入端口串联一个10F的电容后，将其传输到单片机与AD一起组成的模块。编码调制模块和红外收发模块采用市面上集成的红外通信模块，该模块一组集成红外发射红外编码功能，一组集成红外接收，红外解码功能。四、进度安排1. 明确设计任务，查阅不少于15篇文献，其中外文文献不少于3篇，撰写开题报告（2月20日到3月12日）；2. 不少于5000字的外文文献翻译（3月10日到3
7、月17日）；3. 系统方案设计及硬件系统搭建（3月15日到4月15日）；4. 系统软件编写及调试（4月13日到5月3日）；5. 系统联合调试完善（5月1日到5月22日）；6. 撰写不少于10000字毕业设计说明书（5月20日到6月3日）；7. 资料整理、答辩（6月3日到6月10日）。五、查阅参考文献1李 瑞，何志伟，付兴建.基于单片机的红外通信系统设计J.信息与电脑，2016,(1):158-159.2张绍颂.基于单片机的红外通信系统设计J.武汉电力职业技术学院学报，2016,(4):53-55.3胡德清.基于单片机的红外通信系统的设计与实现J.商情，2011,(47).4吴 扬，游 松，梁
8、阳.浅析红外通信技术在数据通讯中的作用J.中国新技术产品，2015,(1):18.5杨 奕，杨 川，周川云.基于STM32的低功耗红外光通信系统设计J.中国测试，2015,(9):96-100.6鄢 盟.红外通信模块的设计与实现D.吉林大学，2016.7程 程，洪 龙. 一种实用的红外通信装置设计及实现J.电力自动化设备 ，2009,29(9):129-132.8刘永锋.基于AT89C52红外通信系统的设计实现J.湖南邮电职业技术学院学报，2014,13(2):49-51.9G Song;Z Chu;W Jin;H Sun.Enhanced performance of g-CN/TiO ph
9、otocatalysts for degradation 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 Mineral
10、s, Metallurgy,. ，2015,23(8):762-769.11永田 真. VLSI問題克服向研究取組賞受賞J.電子情報通信学会論文誌，C 2017 J100-C No.2 P82-90.12李一鸣，荣 军，王岳斌，严权峰，彭 锦.一种简易红外通信装置的设计与实现J.电子器件，2015,(6):1385-1392.13王 宁，李 慧，王二萍，李小亮.基于红外通信的多路控制系统的简单设计J.现代电子技术,2014,37(5):70-71.14丁国臣，姜玉红，王高翔.PAM调制型语音红外通信系统的设计J.电脑知识与技术 ，2016,12(29).15熊 慧，闫多超，韩 帅.基于KM3x的低功耗红外通信设计J.天津工业大学学报，2015,34(4):58-71.六、指导教师意见 指导教师（签名）： 年 月 日
