一、文献综述
- 国内外研究现状
自1800年,英国科学家Williamensp;Herschel发现红外光之后,这两百多年来人们对于红外技术的研究从未停过,随着红外技术的不断发展,红外遥控的应用已经渗透到各行各业和人们的生活的方方面面,人们对红外技术的研究也越加深入,应用范围也更加广泛,特别是红外遥感技术和红外通信技术领域里、数字技术和传感技术的巨大进步,更是推动了红外技术的发展。自90年代红外通信技术取得重大突破后,红外通信技术得到了许多人的重视,我国在红外通信技术方向的科研项目也投入相当多的精力,许许多多的正规研究所拔地而起,更有红外通信实验室和众多的研究项目组,在许多高等院校里,也出现了红外通信专业或者与红外通信专业相关的光电子技术系,数量众多的民营企业、股份制企业相继诞生,至今已形成了规模各不相同的产品。随着无线技术的发展,越来越多的远距离控制数据通信系统引入了红外线作为传输媒介进行通信,组成了无线红外遥控通信系统。红外通信是最常用的中近距离无线信息传输方式之一,采用此技术构成的系统,其成本低,精度高,保密性好,技术稳定性强。因此对如何最大化的还原红外光携带的信息、如何将信息更好的植入红外光载体等问题的研究具有重要的意义。
从红外通信的应用来看,其单工方式的红外遥控技术己经广泛应用于家用电器中,目前的新应用领域主要是双工方式,将来还会发展到全双工方式。由于红外无频带使用上的限制,其分布式视频应用也将取得成功。随着B一ISDN的普及,高速红外无线通信技术将会得到更广泛的应用。世界各国越来越重视无线光通信,并投入了大量的人力和物力进行研究开发,研究在室内漫射局域网通信的码率以及误码率,在国外己经有一定成果。
(二)研究主要成果
红外无线接入技术是以红外线作为通信媒质的特定应用。其工作频段为3.409~3. 529times;105GHz,红外数据协会(IrDA)制定了一种标准的红外通信方法。这种方法包括通常用在移动电话、笔记本电脑和掌上电脑中。红外通信也是被设计用于短距离、低功率、无许可证的通信。它利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体,即通信信道。发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号,通过红外发射管发射红外信号。接收端将接收到的光脉转换成电信号,再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调,还原为二进制数字信号后输出。常用的有通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制(PWM)和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制(PPM)两种方法。
1993年红外数据协会IrDA(Infrared Data Association)制定了通用红外通信标准,这也使得红外通信技术得到了广泛的应用。而后IrDA又一步步推出了新的通信标准,从早期的IrDA规范到 ASKIR到FASTIR再到最新的VFIR标准,传输速率由115.2Kbps提高到了16Mbps;接收角度也由传统的30度扩展到120度。红外通讯技术已被全球范围内的众多软硬件厂商所支持和采用,目前主流的软件和硬件平台均提供对它的支持。红外技术已被广泛应用在移动计算和移动通讯的设备中,巨大的装机量使红外无线通讯技术有了庞大的用户群体。
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。
[6]红外无线传输在家庭生活中应用广泛,目前家用电器中用得最多的就是红外遥控方式。数字电视、机顶盒、家庭影院等。红外遥控的特点是不影响周边环境、不干扰其他电器设备。由于红外线不能穿透墙壁,所以不同房间的家电可使用通用的遥控器且不会产生干扰; 电路简单,只要按电路连接正确,一般就可投入使用; 编解码容易,可进行多路遥控。现在红外遥控在家用电器、少儿玩具及短距离遥控中应用广泛。
[6]基于红外线不受电磁波干扰,安全性高且不易受天气影响等优点在军事上受到广泛的运用。红外制导系统就是实例之一,它是利用红外自动跟踪测量的方法,控制和引导导弹射向目标的技术。这种技术利用红外探测器捕捉和跟踪目标所辐射的红外能量,经光电转换和信号处理后,给出目标相对于导弹的角度、角速度等信息,控制导弹按一定规律接近并命中目标。此外,红外线在军事侦察方面也起到了举足轻重的作用。在卫星上安装红外侦查系统可利用其上的红外望远镜及时发现大气层中射来的飞。
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