关于远距离红外激光无线通信系统设计与实现的研究

谢崑++曹屿

摘要：在科技快速发展的影响下，无线通信系统的应用逐渐增多，通过研究可以发现，现有红外通信系统的发射功率相对有限，这样就限制了红外通信系统进一步发展。因此，做好远距离红外激光无线通信系统设计就成为现阶段最重要的工作。本文将从红外激光通信基本情况入手，重点研究远距离红外激光无线通信系统的硬件设计与应用层设计。

关键词：远距离 红外激光 无线通信 设计 实现

中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）12-0041-01

红外激光又被称为红外线，随着它的应用有效增强了通信能力，满足了人们对通信的需求，但现代红外激光通信只能实现短距离传输，远距离传输还未实现，因此，怎样做好远距离红外激光通信系统设计就成为现阶段最重要的工作。

1 红外激光通信概述

所谓的红外激光通信实际上就是将需要发送的信息在激光的作用下实现传输，然后将接收到的信号发送到接收端中，而这一目标的实现则在于调整对待信号。而调制就是将信号累加到载波中，一般来讲，常用的调制方式有两种，一种是内部调制，另一种是外部调制[1]。不同的调制方式有着不同的作用，而红外脉冲信号调制则是借助低频脉冲信号实现高频编码脉冲信号的调制，这样就形成了调制波，通过红外激光器发射出来的信号就成为了红外激光信号。由于其通信性能較好，所以被广泛应用于各处，但随着人们需求的增多，现有红外激光通信系统出现了不足，这就需要做好远距离红外激光通信系统设计。

2 远距离红外激光无线通信系统的设计与实现

2.1 远距离红外激光无线通信系统硬件设计

之所以重视远距离红外激光无线通信系统设计，主要是为了满足实际通信需求。在设计红外激光无线通信系统硬件的过程中，应先设计好红外激光调制解调电路，并设计好ARM主板为电路设计提供支持，同时，做好外围接口电路设计，最后完成PCB印刷线路板设计。只有完成了这些设计才意味着远距离红外激光无线通信系统硬件设计达到要求。

首先，调制解调电路设计中，将100米外的信号传输设计作为重点，可以将TSOP1738应用到解调设计中，并绘制到调制解调图形[2]。

其次，在ARM主板电路设计中，要先选择合适的主板芯片，最好将S3C44B0X应用到设计中，之所以选用该芯片，主要是由于它的功耗相对较低，且生产较多，即便后期损坏也便于更换。

再者，外围接口电路设计。对于外围接口电路设计来说，最重要的是做好蓝牙模块与系统扩展的接口设计。在蓝牙模块接口设计中，应注意蓝牙模块电压输出设计，并设计好数据通路，只有这样才能保证设计良好，同时，强化蓝牙模块无流量控制设计，在这一设计中，应加强与CTS与RTS的应用，并将其联系在一起，构建合适的模型，这些都是在实际设计需要重视的内容。此外，在系统扩展接口电路设计中，应采用按键接口与蜂鸣器接口两种方式，并按照扩展接口用途选择合适的接口设计方式[3]。

最后，印刷线路板设计。在设计的过程中，应注意红外调制模块的PCB设计，在该部分设计中很容易因红外激光瞬间强电流的产生影响到电路正常运行，所以，在实际设计中应控制好布线角度，最大不超过45度，防止出现传输死角，同时，设置好信号线与电源线，避免应用过粗线缆。同时，设置好集成电路与大功率元器件之间的距离，并在其周围设置一些保护电容，避免激光管受到电流干扰。

2.2 远距离红外激光无线通信系统应用层设计

在设计远距离红外激光无线通信系统应用层的过程中，应注重UDP的应用，以此强化可靠性，实现数据传输，同时设置好应用协议，明确各项要求。为确保协议数据始终处于完整状态，还需要添加必要的约束机制，强化协议的可靠性，如将数据检验机制与超时重传机制应用其中，如随着数据检验机制的应用，不仅可以全面检验各个数据，还能有效强化包内数据的稳定性。同时，还要注意与检测字段的联系，强化数据正确性，保证存在于其中的数据完全正确。在设计远距离红外激光无线通信系统应用层时，应注意select T/O模型的应用，并利用CUDP-CE加强对UDP的控制。

在实际设计的过程中还要注意协议的对等性，无论哪一部分都要应用CUDP-CE，只有这样才能做好设计，强化系统性。同时在实际设计的过程中，应让PDA完成信息发送，server在接收到信息以后，就需要发送开始信息，这样在PDA受到信息以后，就会将各个信息记录下来，但值得注意的是通信中PDA和server间并不存在数据交互的关系，所有PDA都能向server发出信息，并实现通信终止。Server在收到这些信息以后，就会将信息传送到PDA中，可见，PDA与server之间的信息传输关系并不是相互的，而是单方向的。然而，在各个PDA测试完成以后，就会将自身结果返回到server中，然后server便根据质量完成数据统计。这样基本完成了应用层设计。

远距离红外激光传输系统硬件设计与应用层设计是一项十分重要的工作，要做好这部分设计应加强与现实情况的联系，只有这样才能保证设计完整。

3 结语

通过以上研究可以得知，尽管现有红外激光系统具有一定的通信作用，但由于多种因素影响，现有红外激光系统已经无法满足实际需求，这就需要加强远距离红外激光系统设计。本文联系实际情况提出了做好远距离红外激光系统设计的措施，希望能为相关人士带来有效参考。

参考文献

[1]吕照顺，吴晗平，周伟，黄璐，熊衍建.近地面红外与紫外自由空间光通信特点及其比较研究[J].红外技术，2011，04：207-213.

[2]武丽敏，苏寒松，蔡桂方.数字实景游戏中的智能红外激光枪系统设计与实现[J].电子测量技术，2011，05：103-106.

[3]张慧颖.基于DSP的激光无线语音通信系统设计[J].电子世界，2014，12：163-164.