基于单片机的红外光通信装置的设计与实现开题报告

 2021-08-08 21:04:38

1. 研究目的与意义

随着社会的发展、科学的进步以及人们生活水平的提高,各种各样方便人们生活水平的技术也随之增强。采用单片机进行设计的系统装置,其编程的多样化、零件的细小化和操作码的随机化,使互联网的迅猛发展推动了无线技术的发展,红外通信也随之获得迅速发展。

在一些单片机监测系统中,数据采集装置是安装在环境条件恶劣的现场或者野外。采集到的数据传输到手持终端,然后通过手持终端送到后台机进行数据分析、处理。这样,数据采集装置与手持终端之间的数据传输需解决通信问题。这时,采用有限数据传输方式显然是不合适的,而采用无线电通信方式,在恶劣的电磁环境下,要保证数据接受的可靠性,必须提高电台的发射功率,这样一方面需要申请专用额点,另一方面有会对空间产生无线干扰,同时无线电波的频率比红外线的频率更接近于系统工作频率,也容易对系统造成干扰。因此,在这样的工作环境中,采用红外通信方式较为合适。

红外通信技术作为技术成熟、应用广泛的无线短距离通信设备在生活中发挥着越来越重要的作用。传统的红外通信主要应用与家电和汽车的防盗遥控器方面,如今个人笔记本电脑、pda、数码照相机实现了红外通信装置的广泛应用。从医疗、检测、航空到军事等领域,几乎处处都看到红外的身影。笔记本电脑、台式电脑和手持电脑;打印机、键盘鼠标等计算机外围设备;电话机、移动电话、寻呼机;数码相机、计算器、游戏机、机顶盒、手表;工业设备和医疗设备;网络接入设备,如调制解调器等。

剩余内容已隐藏,您需要先支付后才能查看该篇文章全部内容!

2. 国内外研究现状分析

自从1800年英国天文学家f.w.赫歇尔发现红外辐射至今,红外技术的发展经历了两个多世纪,从那时开始,红外线和红外原件、部件的科学研究逐步发展,但发展比较缓慢,直到1940年前后才正真出现现代的红外技术,在这以前主要的研制成果是热敏型红外探测物,通过它科学家认识了红外辐射的特性及其规律证明了红外线与可见光具有相同的物理性质。20世纪初开始,通过测量大量的有机物和无机物的吸收和发射光谱,证明了红外技术在物质分析中中的价值。30年代,首先出现了红外光谱代。40年代初,光电型红外探测器问世,其性能优良、结构牢靠、50年代,半导体物理学的迅速发展,使光电型红外探测器得到新的推动。60年代初,随着固体、光学、电子学、精密机械的发展,使红外技术在军、民两用都得到了广泛的发展和应用。70年代,红外成像技术获得迅速发展。80年代,红外技术进入研制镶嵌焦而阵列系统的新时期。接下来的几十里随着人类科学进步,红外技术也得到了长足的发展。特别是红外遥感技术的发展极大地开阔了人们的视野,通过卫星红外遥感可以对地球进行勘测,在寻找水源,气象勘测、监视森林火灾等方面起了重要作用。21世纪以来,红外在红外探测、红外无线通信、红外遥感、红外成像等方面的应用都极大改善了我们的生活方式。

红外通信技术也是随着红外技术的发展而发展,尤其是进入90年代这一通信技术又有了新发展,应用范围更加广泛。1993年,一个由部件、计算机系统、外围设备和电信厂商组成的大型集团一红外无线数据协会(irda)就红外通信的一套标准达成一致。现在约一百多家厂商支持红外通信标准。主要的pc机开发商,如微软、苹果、东芝等,已推出了在计算机之间采用这种高速的数字设备。并且作为一种最具有成本效益和便于使用的无线通信技术越来越受到人们的关注和重视。

中国的红外技术研究工作是在新中国成立以后才开展的。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。红外探测器已布满1-3、3-5和8-14um三哥大气窗。上世纪90年代中前期,我国研制出第一台热像仪,其技术性能与国外相当,为我国红外技术升级换代起了重要作用。目前我国研制的热成像仪,可以满足军队武器系统的各种性能需要。在民用领域各种红外测温仪、红外热像仪、星载红外遥感仪等,也逐渐发展成熟。

剩余内容已隐藏,您需要先支付后才能查看该篇文章全部内容!

3. 研究的基本内容与计划

本产品是基于AT89C52单片机,将语音信号和单片机串口发送的温度信号,经过通用锁相环电路音调译码芯片LM567调制,发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号,通过红外发射管即光敏二极管发射红外信号。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。经低通滤波后送入音频放大电路;经高通滤波并整形送至单片机进行数据处理并在液晶显示器上显示。

4. 研究创新点

红外通信技术目前已经深入到我们平时的生活中,改善并提高了我们目前的生活品质,对计算机技术产生冲击,对未来数据通信产生重大影响。

本设计详细介绍了红外通信的原理以及如何用51单片机来实现一个简单的红外数据通信系统。从硬件上来讲,系统实现的关键在于单片机89C52、红外接口芯片MAX3100和红外收发芯片HSDL3201的使用。本系统的软件程序比较简单,但他验证了单片机实现红外通信的可行性。对于系统的三个模块:电源模块,发射模块,接收模块的设计还是挺好设计的。但是在设计过程中发现信号很容易失真,产生和发送过程中的失真,这个问题在之后的学习过程中会努力解决的。未来对于红外通信技术的发展还是很看好的。

剩余内容已隐藏,您需要先支付 10元 才能查看该篇文章全部内容!立即支付