安徽新华学院电子通信工程学院 230088
摘要：红外技术用于电子通信可以实现短距离的数据传输，有着较好的保密性能，通过做好软、硬件合理设计可以降低信息传输错误率。本文对红外线技术进行论述，并对电子通信系统需求进行分析，最后对如何红外线电子通信系统的设计进行探讨，可供相关人员参考。
关键词：红外技术；电子通信；设计
应用红外线技术可以实现数据通信，满足低速率和短距离信息传输的要求，不会产生较大的功耗，有着较高的安全性、稳定性，红外线不会穿越不透明的物体，利用红外线作为载波来传输数据，对提高电子信息系统性能发挥着重要作用。
1红外线技术分析
红外技术通信就是利用波长为900-1000纳米区间的红外波，把需要传输的信息作用到红外信号中，通过信号发射装置和高频调制技术把二进制的数字信号通过红外线传输出去，利用红外接收装置把高频的红外信号解调处理成原来的二进信号，这样就可以建立起约上线数据链路完成红外通信。在对红外通信系统进行设计时，在红外信通建立的最初阶段，在将不同系统指令启动运行以后，控制信号电路则会采用脉冲编码方式来形所指令信号，实现对通信电信号的调制，经过系统变换后就生成脉冲调制信号，再利用驱动电路来建立起红外信号波，这样就可以完成最初阶段的红外通信。
通过将电脉冲和红外光脉冲进行转换处理来完成红外无线数据的收发，比如较为简单的数字0-9的红外信号传输，当按下面板中的0-9任意按键时，电路就会产生不同的脉冲编码来建立起指令，再经过调制电路将电信号转变为调制信号，再利用驱动电路生成红外通讯信号，信号的调制主要有用PWM脉宽和脉时调制方式，从而实现红外信号传播的目的。红外通信技术可以取代小距离点对点的通信电缆，有着较高的保密性和数据传输效率，最高可达到4M传输速率。利用不透光材料具备的红外信号阻隔特点，可以更方便地进行集群应用，红外信号遇到墙面等物体会产生反射，可以每套红外设备物理空间进行明确。有着较好的无频道资源特性，不会占用无线频道的资源，提高了信息传输的安全性，把信号传输限定某空间内，将使外界无法窃听。还具有着较好的互换性，利用光传输技术可以在同样的频率环境来实现信号的发射与接收。该种通信方式不会对人体造成伤害，有着较好的环保特点，但受到视距因素的影响，该通信技术不能在较长距离内实现传输，红外通信设备需要保持固定的位置，只能采取点对点的方式实现数据发送和接收，红外信号组网不够灵活。
2电子通信系统需求分析
2.1脉冲调制需求
在对电子通信系统进行设计时，利用红外线通信技术进行信息传输需要通过脉冲编码方式传输数据信息。比如数字“1”，可以采用脉宽为526纳秒的两个脉冲来表示，而一个同样脉宽的信号就可以代表数字“0”，将脉冲信号通过调制处理就可以在频率为38行赫兹的载波上实现发送。采用红外线进行数据传输，需要让脉冲信号具有特定间隔，信号的占空比通过数据编来实现。在红外信号的接收端，数据的处理与发送是逆向的过程，这样就可以实现数据的发送和接收。
2.2通信传输需求
把红外发光管和红外接收模块作为数据的收发元件，对红外通信装置进行设计来实现语音信号的接收，保证红外信号传输距离可以实现2米。与此同时，还需要保证能过红外信号传输的信号不可以失真，针对信号发射端的语音信号，可将其转换成频率为800赫兹的声音信号，应用到电阻为8欧的负载当中，还应该保证输出电压不低于0.4伏。在对信号收发装置进行设计时，还应该保持原电路状态，保证输出侧的电压值不超过0.1伏，这样才可以达到红外通信系统的要求。
3红外线电子通信系统的设计
3.1通信系统总体设计
本次设计的红外信号发射和接收是两个重要的过程，需要保证电子信息系统内部的数字信号可以正常传输并发送给红外信号发射装置，经过调制电路对数字信号进行处理以后，转变为模拟量的红外光信号，这样就可以大气环境下进行无线传输。红外信号接收装置获取到红外光信号，将模拟量信号进行解调处理，把红外光信号转变为可以单片机可以接收和处理的数字信号，通过单片机系统处理以后就可以生成数据原来的编码。红外信号技术的实现依赖于LC7461芯片具备的红外信号传输性红外摇控器数字按键被按下后，电红外接收装置就可以得到红外信号指令，把信号转变为可以进行识别和分析的电量信号，再通过信号放大、调解和滤波处理以后，红外信号接收装置把原编码信号发送到单片机AT89C51的中断0引脚上，单片机对接收到的编码信息进行识别和处理，然后做出正确的识别和反应。MAX485芯片与单片机的通信号进行数据交互，利用调试电脑与串口连接，并利用串口调试工具就可以显示按键的数字，表明红外信号的传输和接收是成功的
3.2系统硬件设计
电子通信系统硬件主要由红外接收、发送和串行接口芯片MAX485构成，红外信号接收模块用于获取到红外发射信号，把其转换为电子通信系统可心识别的电信号，再进行放大处理，然后进行调节和滤波处理，把信号发送到单片机C51中进行逻辑判断和处理，串口通信电路用于数据传输。红外信号接收则有用相应的不需要配置其它元件，直接利用红外接收器，应该保证接收频率与红外信号发射频率实现匹配，接收装置中采用LT0038作为功能芯片，把接收到的红外接收信号处理成电信号后输入到单片机功能引脚中。当P1口用于数据输出时，可以向外围电路提供驱动负载的电流，不需要再单独配置上接电阻，发送出来的数据流经电阻产生分压后可作用于发光二极管中，8个发光二极管可以形成数据显示码，P1端口的数据为1二极管被点亮。利用该数据通信方法可以对红外信号解码进行检查，也可以提示通信的通断状态，进行技术处理后还可以提高电磁干扰能力，保证红外通信电子系统的稳定性。
3.3软件设计
C51单片机串行通信有着四种工作方式，可以通过内置的SCON特殊功能寄存器进行设置，用来确定串行数据收发的波特率和收发方式，红外技术电子通信系统设计采用串行工作方式，TXD、RXD用于数据的发送和接收。数据帧由十位二制数构成，由起始位、停止位和数据构成，在接收到单片机处理好的信息后停止位则置1，该种数据收放方式可以方便地对波特率进行调整。
红外数据收发控制的接收程序当中，需在确定是否已经成接收到数据帧，利用数据字节进行校验，可以将信息准确地区分好。对控制命令进行程序设计时，在保证电子系统获取到正确的数据以后，可利用数据地址来识别串通总线主控制器，可以逻辑判断是否已经对呼叫控制来响应。如果已经发出呼叫指令，那么所有的从机需要及时响应，还需要通过加密方式来配置权限，把密码和通信地址进行存储。利用总线来发送出数据信息，当数据发送完成以后，对事件的接收标志进行清零处理。红外电子通信处理中需要处理好二进制数据信息，从而解译出真正的信息，需要设计解码程序来实现，把延时限高电平设置到822纳秒，检测是否已经避开4.5毫秒的高电平，经过识别、读取和反码处理后输出准确的数据码。
4系统调试
采用软件模拟器对红外电子信息系统进行调试，对程序运行状态和数据变化情况进行分析，如果发现错误可以及时调整，经调试本系统性能良好，红外信号的发送和接收都可以准确完成，数据的准确率提升了20%，出错率较低，有着较好的推广应用价值。
5结论
综上所述，红外无线通信技术有着较好应用前景，随着科学技术的进步，红外数据传输速度会不断提升，信号的传输质量也会得到保证，红外通信技术应用到电子通信领域可以发挥出较好的使用价值。
参考文献
[1]曹荣祥.红外线技术在电子通信系统设计中的应用研究[J].通讯世界,2020,27(02):149-150.
[2]梁松.通信系统中红外线技术分析[J].数字通信世界,2018(06):70-71.
[3]黄文静.红外线技术在电子通信系统设计中的应用[J].数字通信世界, 2019(05):197.
[4]鹿晓川.近距离红外无线数据通信技术研究[J].科学技术创新,2017 (21):146-147.