論紅外無線通信的作用

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經(jīng)反復驗證，這個溫度最高的區(qū)域在光帶邊緣處紅光的外邊，因這種射線存在的區(qū)域在可見光區(qū)末端以外而被稱為紅外線。這個試驗也表明，紅外線輻射能夠產(chǎn)生熱量。紅外線是一種人的肉眼看不見的光波，它是因為物質(zhì)內(nèi)部的分子、原子運動所產(chǎn)生的電磁輻射，是電磁波，其波段在可見光與微波波段之間(0．761μm～1000μm)。

紅外無線通信采用紅外線作為無線傳輸載體，紅外線作為載體可用于室內(nèi)外以實現(xiàn)點對點的無線通信，將紅外線作為載體有以下幾個優(yōu)點:①紅外線可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)設(shè)備之間的連接線纜作為通信載體，可大大降低線纜費用和設(shè)備維護費用，簡單方便，成本低廉。②紅外線的帶寬比較寬，且不受無線管制，用它作通信載體能提供比較高的數(shù)據(jù)速率。紅外的數(shù)據(jù)傳輸速度可以高達16Mbit/s，所以紅外線特別適合傳輸容量比較大的數(shù)據(jù)文件和多媒體信息流。③紅外線遇不透明物體不能穿越，不容易被偵聽，保密性好，并且紅外線發(fā)射角度一般不超過30°，視線之外的設(shè)備很難對它構(gòu)成干擾，安全性高。④紅外線不受空間高頻電磁波的干擾，在使用紅外線傳送信息時，干擾小。⑤紅外線功耗低，最大功耗為幾mA。

紅外線作為載體也有以下缺點:①由于紅外線遇不透明物體不能穿越，所以必須在短距離范圍內(nèi)傳輸，通常傳輸距離是0．2m～1m，發(fā)送接收方傳輸時中間不能有任何阻擋物，并且雙方必須靠近，在允許的范圍之內(nèi);②由于紅外線發(fā)射角度一般不超過30°，較小，所以可控性比較小，發(fā)送接收方的位置要求相對固定，移動性差;③紅外線只能實現(xiàn)點對點傳輸，不能實現(xiàn)點對多傳輸，只能在2臺設(shè)備之間連接;④紅外線只支持數(shù)據(jù)，模擬信號必須先轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號才能進行傳輸。

紅外通信的發(fā)展

紅外無線通信技術(shù)是短距離無線傳輸技術(shù)的鼻祖，紅外無線通信以低廉的成本和廣泛的兼容性在無線通信領(lǐng)域占有重要地位。采用紅外無線傳輸可以不受空間電磁波的干擾，保密性好，安全性高，不需要埋電纜，電路合理，使用方便，經(jīng)濟實用，且在功能上易于擴展。紅外無線通信技術(shù)發(fā)展初期，存在好多個紅外通信標準，不同標準之間的紅外設(shè)備不能兼容。為了使不同標準的紅外設(shè)備能夠進行紅外通信，1993年，成立了紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(IrDA)，紅外技術(shù)由紅外數(shù)據(jù)協(xié)會IrDA提出并執(zhí)行。該協(xié)會統(tǒng)一了紅外通信的標準———IrDA紅外數(shù)據(jù)通信協(xié)議及規(guī)范。Ir-DA紅外數(shù)據(jù)通信協(xié)議及規(guī)范由3個基本的規(guī)范和協(xié)議組成:物理層規(guī)范、鏈接建立協(xié)議(IrLAP)和鏈接管理協(xié)議(IrLMP)。物理層規(guī)范是針對紅外通信硬件設(shè)計上的目標和要求制定的，IrLAP和IrLMP都是軟件層，主要針對鏈接進行設(shè)置、管理和維護。在IrLAP和IrLMP基礎(chǔ)上，IRDA還了一些其他的有更高級用途的紅外協(xié)議，如TinyTP、IrOBEX、IrCOMM和IrBus等。就現(xiàn)今而言，無論從技術(shù)成熟度還是普及度來說，紅外無線通信技術(shù)都是其他無線連接技術(shù)無法相比的，全球采用Ir-DA技術(shù)的設(shè)備已經(jīng)超過了5000萬部。我國無線通信起步比較晚，紅外技術(shù)的應用尚在發(fā)展階段。

紅外通信的應用

紅外最早應用在家庭電視機的遙控器上，最近幾年紅外也被應用在筆記本電腦、數(shù)碼相機移動電話、醫(yī)療、軍事、工業(yè)上傳輸數(shù)據(jù)和語音。

在家庭生活中的應用紅外無線傳輸在家庭生活中應用廣泛，目前家用電器中用得最多的就是紅外遙控方式。數(shù)字電視、機頂盒、家庭影院等。紅外遙控的特點是不影響周邊環(huán)境、不干擾其他電器設(shè)備。由于紅外線不能穿透墻壁，所以不同房間的家電可使用通用的遙控器且不會產(chǎn)生干擾;電路簡單，只要按電路連接正確，一般就可投入使用;編解碼容易，可進行多路遙控。現(xiàn)在紅外遙控在家用電器、少兒玩具及短距離遙控中應用廣泛。

在軍事上的應用基于紅外線不受電磁波干擾，安全性高且不易受天氣影響等優(yōu)點在軍事上受到廣泛的運用。紅外制導系統(tǒng)就是實例之一，它是利用紅外自動跟蹤測量的方法，控制和引導導彈射向目標的技術(shù)。這種技術(shù)利用紅外探測器捕捉和跟蹤目標所輻射的紅外能量，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換和信號處理后，給出目標相對于導彈的角度、角速度等信息，控制導彈按一定規(guī)律接近并命中目標。此外，紅外線在軍事偵察方面也起到了舉足輕重的作用。在衛(wèi)星上安裝紅外偵查系統(tǒng)可利用其上的紅外望遠鏡及時發(fā)現(xiàn)大氣層中射來的飛彈，并監(jiān)視其飛行，也可利用衛(wèi)星上的高分辨率的紅外成像設(shè)備，晝夜偵察和監(jiān)視對方的活動。

在醫(yī)學方面的應用按照物理知識，自然界中一切溫度高于絕對溫度(－273℃)的物體都不斷向外輻射紅外線，這種現(xiàn)象稱為熱輻射。人體也有自身的紅外線輻射特性，當人生病時，人體的熱平衡受到破壞，紅外輻射會發(fā)生變化，因此人的體溫度變化是醫(yī)學上診斷疾病的一項重要依據(jù)。采用紅外熱像儀記錄人體的溫度變化，將病變時的人體熱像和正常生理狀態(tài)下的人體熱像進行比較，便可從熱像是否有異常變化來判斷病理狀態(tài)。

在遙感探測方面的應用紅外在遙感探測方面的應用主要是利用紅外光獲取目標。由于物體都能輻射和反射電磁波，并且物體的輻射和反射特性都不同，利用光學遙感器，遠距離探測物體的所反射和輻射的紅外特性的差異，經(jīng)光學、電子技術(shù)處理后，就可確定目標的位置。5結(jié)束語紅外無線通信以其獨特的優(yōu)勢迅速發(fā)展，在多個領(lǐng)域應用廣泛，人們期望在不久的將來紅外無線通信技術(shù)可以更好地為人們的生產(chǎn)生活帶來更大便利。

作者：劉凌云韓建偉單位：集寧師范學院中國移動通信集團設(shè)計院有限公司內(nèi)蒙古分公司