红外线技术在电子通信系统设计中的应用

赵玉红 张洪森

摘要：红外线技术在电子通信系统中的应用原理主要是通过单片机作为主要的硬件支撑，以红外线技术为设计主体，实现短距离的电子通信。将红外线技术结合通信技术可以很大幅度的提高电子通信的质量，是电子通信技术未来发展的主要方向之一。本文笔者主要研究红外线技术在电子通信领域的应用，从红外线技术应用于电子通信的原理开始分析，希望得到一些启发。

关键词：红外线技术;电子通信系统;设计应用

中图分类号：TN99  文献标识码：A     文章编号：1007-9416（2020）04-0000-00

当今社会人们已经离不开电子通信，电子通信技术给人们带来了更加便利的信息传输体验，但是随着科技的不断进步，人们需要更好的电子通信系统来承担更多的功能。红外线通信技术可以实现短距离的电子通信，在普通的通信技术中心结合红外线技术能够加快数据传输的速度，防止通信系统出现异常，提高通信技术的运输效率。在电子通信系统设计时融入红外线技术还可以降低系统的运行消耗，发挥更高的通信价值。

1 红外线技术及其工作原理

要想让红外线技术在电子通信中得到更多的应用，设计人员首先需要全面了解红外线技术及其工作原理，才能将红外线技术和电子通信技术的优点充分结合，达到优化电子通信系统的目的。红外线是光谱中红光以外的不可见光，红外线技术的主要应用就是利用红外线的隐蔽性来使信息的发送与接收更安全，红外线出色的抗干扰特性让电子通信有了突破性的进展。除此之外，红外线还具有较强的穿透性，可以进行夜间作业，优势十分显著。红外线技术在电子通信技术领域的应用是以红外线波长为信息载体，红外线在经过信号发射装置时会接收到高频信号，信号电路会产生不同的脉冲指令，然后通过调制电路时会被调制为脉冲指令信号，发射装置中的驱动电路会将脉冲信号再次转换为可以发射的红外信号，在这个过程中，红外信号中就携带了二进制的指令信号。这种通信模式通常发生在红外线技术与电子通信技术结合的初级阶段，红外线信号经过发射装置发射后再经由接收装置中的调制电路调制为原来的脉冲信号。在整个工作流程中，接收装置和发送装置的调制电路是关键的要素。其中调制电路的主要调制方式有以下两种，意识脉宽调制，二是脉时调制，调制电路也是后文笔者要讲的重点内容[1]。

2 红外线技术与电子通信系统的需求分析

2.1 紅外线技术与脉冲调制需求

在进行电子通信系统的设计时，由于需要考虑到红外线数据通信功能的添加，设计人员不得不重视脉冲调制的新需求。前文笔者已经讲过了，红外线技术想要应用在电子通信技术就必须要通过调制电路改变脉冲信号。红外线对脉冲调制的需求就是将脉冲信号限制在一定的宽度和频率范围内，在信息传输的过程中脉冲信号会产生一定的时间间隔，这些时间间隔的比例可以根据数据编码进行计算，设计人员设计好脉冲调制需求后，就可以使用红外通信技术完成数据信息的传送。

2.2 红外线技术与通信传输需求

由于红外线的直射特性，所以红外线技术对通信传输的第一个要求就是避免障碍物多的地方，所以红外线通信技术对传输数据的距离要求很高。红外线通信装置中将红外发光管和红外线接收装置最为电子通信系统的收发器，但是红外线对通信的物理层规范要求至少能辨别一米外的光信号强度。同时通信传输还要确保红外线技术的语音传送不失真，并且能够将发射端的语音信号转化为800HZ的信号，以8欧电阻和0.4伏电压作为标准电阻电压比作为标准，方便红外技术在电子通信中的应用[2]。

3 红外线技术在电子通信系统设计中的应用

基于红外线技术设计的电子通信系统简称为红外通信系统，红外线技术在电子通信系统设计中的应用具有很大的现实意义，能够进一步的优化通信质量水平就目前的情况来看，红外线技术在电子通信系统设计中的应用主要集中在以下几个方面。

3.1 在系统整体的框架设计和总设计中的应用

在红外通信系统中，系统的总体设计主要依赖于红外线技术。设计人员需要通过红外技术系统的漏洞和缺陷检查，因为电子通信系统需要电缆来传输数据，线缆老化是电子通信管理中常见的问题，线缆老化带来的后果就是数据传输的效率变慢，数据失真。传统的电缆检测采用湿度传感器测量电缆的湿度来进行判断，期间还要进行电路的放大工作，经过放大处理后才能被中央处理模块采集并转化为检测结果。红外线技术的直射特性让红外检测能够直接一步到达中央处理模块并进行后续操作，降低了检测时间，增强了检测质量，是目前比较流行的一个通信线缆检测方案。红外线技术用在系统的传输方面，比如红外线发射芯片。该芯片可以让电子通信设计拥有红外线传播功能实现红外通信功能设计[3]。

3.2 在电子通信系统硬件设计的应用

硬件设计关系着整个系统的安全，而安全问题是电子通信系统的首要问题。电子通信系统的服务信息量大，对服务器中的CPU、存储器、调制解调器等硬件具有较高要求，只有硬件设计好了才能给软件提供一个更好的生存空间。红外线在系统硬件中的应用就是利用直射特性感知硬件，发现硬件的缺陷与不安全因素。比如一些核心硬件程序中携带木马病毒，如果不利用红外线技术进行感知，后果不堪设想。

3.3 在接收设计中的应用

相比较传统的通信电路设计传输，红外线接收设计的通信系统在转换信号和数据传输方面更加准确，并且由于红外线的特性，在接收信号的过程中，红外线还可以识别出信号和数据中潜在的危险。红外线接收装置也改变了传统的线缆接收，可以给使用者更好的使用体验感。但是在接收设计过程中，设计人员需要确保红外线接收器的中心频率和发射器的中心频率互相匹配。举个例子，在一个红外线接收电路中，确定红外线接收装置的输出口P1，如果概述出口可以直接向外界提供电流，内部的电阻线路就不需要再接进电路中。P1输出口的数据会被直接接入发光二极管中，红外线接收装置会通过数据码对二极管进行控制，提醒接收。这种接收装置的优点就是有迹可循，能够确保信号传输的安全性。

3.4 红外线技术在串行通信设计中的应用

在串行通信设计中应用红外线技术可以增强，串行通信系统的稳定性，并且红外线在通讯方面的优势可以提高系统信号传输的效率。笔者在这里分析一下红外线技术在串行通信系统设计中的具体应用。红外线串行通信系统通常包括六个部分：串口TXD端、载波调制器、红外发射器、红外信号聚集装置、红外线接受点、载波调制解调器。在此串行通信设计中，红外线主要应用在接收与发射器上，信号经由串口TXD端和载波调制器进行变频调制并传入到红外发射电路，已发射的红外信号会通过红外信号聚集装置进行采集，防止信号发散，降低了信号丢失的可能性，信号在聚集后会通过红外接收电路进行信号分析，接收电路将分析过的红外信号传入载波调制解调器中进行信号再变频，载波调制解调器将处理过的红外信号传入串口TXD端。值得一提的是在这个设计中并没有用到任何的线路连接装置，也从侧面说明了红外线技术应用在电子通信系统中的便利性。

3.5红外线技术在经济效益设计中的应用

在系统设计之初，设计者就需要充分的考虑到电子通信系统带来的经济效益，设计稍有不合理就会影响用戶的使用体验，增加风险管理的成本。红外线的解码程序应用和无线连接特性能够增加用户的体验感，确保红外遥感功能的正常使用，让通信系统的的性能至少优化百分之二十，为电子通信系统带来相当高的经济价值。

4 结语

如果将整个文中提到的关于红外线技术在电子通信中的应用结合在一起，就可以被称为红外电子通信技术，红外线的直射性、无线传输性、稳定性和探测性能可以显著的增强电子通信系统的各方面的性能。电子通信系统发展应用到现在，太需要优化与改变了，笔者相信红外线技术与电子通信的结合应用肯定有更多的发展空间，在未来红外电子通信技术一定会更进一步。

参考文献

[1]郭娟.基于红外技术的电子通信系统设计与实现[J].计算机光盘软件与应用，2018（2）：195.

[2]郭俊天.浅谈电子通信中基于PLD的高速数据采集系统[J].甘肃联合大学学报：自然科学版，2018（11）：41-44.

[3]张冬，王桂海.基于STM32的便携式红外气体分析系统设计[J].电脑知识与技术，2019（8）：247-248，256.

收稿日期：2020-02-09

作者简介：赵玉红（1988—），女，河南周口人，硕士研究生，助教，研究方向：通信与信息系统。

Application of Infrared Technology in the Design of Electronic Communication System

ZHAO Yu-hong，ZHANG Hong-sen

（Henan Vocational University of Science and Technology，Zhoukou Henan  466000）

Abstract： The application principle of infrared technology in electronic communication system is mainly through the single-chip computer as the main hardware support， with infrared technology as the main body of design， to achieve short-range electronic communication. Combining infrared technology with communication technology can greatly improve the quality of electronic communication， and is one of the main directions of future development of electronic communication technology. In this paper， the author mainly studies the application of infrared technology in the field of electronic communication， and analyzes the principle of infrared technology applied to electronic communication， hoping to get some inspiration.

Keywords： infrared technology; electronic communication system; design and application