关于通讯的华东科技论文

发布时间:2021-08-31
关于通讯的华东科技论文

  通讯科技是一种点对点的数据传输协议,是传统设备之间连接线缆的一种替代。下面小编给大家分享关于通讯的华东科技论文,大家快来跟小编一起欣赏吧。

  关于通讯的华东科技论文篇一

  浅谈红外通讯技术

  摘要:本文主要介绍红外通讯技术,简单阐述了红外通讯技术的优点、缺点和应用,并从软件和硬件的角度介绍了一种比较容易掌握的红外通讯技术。

  关键词:红外通讯;通讯协议;pic1018scl

  一、引言

  红外通讯技术是一种点对点的数据传输协议,是传统设备之间连接线缆的一种替代。它的通讯距离一般在0~1m之间,传输速率最快可达16mbps,通讯介质为波长为900nm左右的近红外线。红外通讯技术是目前在世界范围内广泛使用的一种无线连接技术,它主要通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换来实现无线的数据收发,可用来取代点对点的线缆连接。

  目前,4mbps速率的fir技术已被广泛使用,16mbps速率的vfir技术也已经发布。红外数据通讯技术的应用领域红外通讯技术通常被应用在笔记本电脑、台式电脑和手持电脑、打印机、键盘鼠标等计算机外围设备,以及电话机、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)等方面。红外通讯技术已被全球范围内的众多软硬件厂商所支持和采用。目前,各主流软件和硬件平台均提供了对它的支持。红外技术已被广泛应用在移动计算和移动通讯等设备中,而且巨大的装机量使红外无线通讯技术有了庞大的用户群体。

  二、红外通讯技术

  (一)红外通讯技术简介

  红外通信是利用红外线作为传递信息的媒体,即通信信道。红外线是波长在750nm~--1mm之间的电磁波,是人眼看不到的光线。红外数据传输一般采用红外波段内的近红外线,波长在0.75m~25m之间。发送端将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列,并驱动红外发射管以光脉冲的形式发送出去。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。简言之,红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制与解调,以便利用红外信道进行传输。

  1、红外通讯技术的优点。它的小型化和低成本,很适合应用在手机、电子商务、数字照相机等便携式产品中。相对简单的红外连接使它能适应不同的操作系统和大范围的传输速率红外连接比有线连接更安全可靠,它避免了因线缆和连接器磨损和断裂造成的检修。通常两个红外设备必须在视线上直接对准,才能进行数据交换,这就提供了一个固有的安全品质保证。不像无线电频率,红外光不会穿墙而过,因而在一个封闭的区域内,红外光是一种安全的传输媒介。

  2、红外通讯技术的缺点。红外通信技术的主要缺点是通讯距离短。通讯过程中不能移动,遇到障碍物时,通信就会中断,另外目前广泛使用的sir标准,其通讯速率也较低。事实上,红外通讯技术的主要目的是取代线缆连接进行无线数据传输,因而功能单一、扩展性差。

  3、红外通讯技术的应用。红外通讯有着成本低廉、简单易用和结构紧凑的特点,因此在小型移动设备中获得了广泛的应用。从应用领域来看,红外通讯主要应用于遥控和数据通信这两方面。红外遥控的特点为距离较近,但所需传输的数据量较小,一般仅为几个至十几个字节的控制码。而数据的红外通讯乃是最近几年刚兴起的一种较新的技术,它具有数据传输量大,传输速率高等特点。

  (二)红外发射

  红外发射电路主要由红外发光二极管、调制电路和驱动电路组成,其功能是将存储在单片机中的数据和指令通过发射电路传送给接收电路。

  1、调制及驱动电路设计。红外通讯是将所要传输的数据以编码的方式加载到红外信号中,编码方式是多种多样的,目前国际上还没有一个统一标准。编码的实质是二次调制,按调制方式分类:目前常采用的编码方式有频率调制(fm)和脉宽调制(pwm)。fm调制是通过调制改变载波信号的周期实现“0”、“1”,pwm调制是在周期不变的情况下通过改变脉冲的宽度来实现“0”、“1”。就pwm编码方式而言,一套完整的通讯码结构也未必完全相同,大体上分为两种:一种是发出一组通讯码之后,就不断发出只有一组高低电平的重复码;另一种就是发出通讯码后间隔一定时间,再重发通讯码。就通讯码而言,通常是由引导码、系统码、数据码、奇偶校验位和结束码等信号组成,如图1所示。其中,引导码也叫起始码,是用来标志通讯编码脉冲信号的开始。系统码也叫识别码,它用来指示通讯系统的种类,以区别于其他通讯系统,这样做可以防止各通讯系统之间相互干扰(对于室内使用的设备,由于所处的环境比较简单,有时也是可以省略的)。数据码也叫指令码,它代表了相应的控制功能,接收器中的微控制器可根据数据码的数值去完成各种功能操作。奇偶校验位是提供前面奇偶校验的,能校对接收器在传输过程中是否产生差错。

  2、红外通讯协议的制定。根据以上的分析,并结合国内外红外通讯所使用的协议,制定了红外通讯协议,通讯码由起始码、数据码、奇偶校验位和结束码四个部分组成,其中的起始码完成了引导码和系统码的功能。

  现将所制定的红外通讯协议详细描述如下:

  (1)定义1000hz,3/4占空比的脉冲为d1(相当于数据“1”),1000hz,1/4占空比的脉冲波为d0(相当于数据“0”),d0和d1的波形如图2所示;

  (2)起始码由d1、d1、d0组成;

  (3)数据码由4位二进制数组成。

  (4)奇偶校验位为d1或d0,保证起始码、数据码和奇偶码中的d1的个数总共为偶数即可;

  (5)结束码为持续2ms的低电平。

  红外通讯信号:起始码的长度为3,数据码的长度为4,奇偶校验位的长度为1,构成了一个8位的二进制数。

  如果数据码分别为:0001、0010、0011、0100、0101。

  其通讯码分别为:11000011、11000101、11000110、11001001、11001010。

  cpu将要发送的通讯码传到p2.0,经红外发射电路驱动红外发光管向外发射红外信号。红外发射电路如图3所示。

  3、红外发射子程序。

  ir_send:mov r7,bitnum;bitnum初始化为8

  mov a,signalnum;通讯信号送a

  rlc a;发射信号从高位先送

  mov signalnum,a

  jc ir_sendlp1

  mov tl0,time0l;发送位为“0”时,送给

  mov th0,time0h;计时器0的数

  ajmp ir_sendlp2

  ir_sendlp1:mov tl0,time1l;发送位为“1”时,送给

  mov th0,time1h;计时器0的数

  ir_sendlp2:djnz r7,ir_sendquit;8位还没发送完,跳出

  setb sendfinish;发送完,设置标志

  mov r7,#8

  ir_sendquit:mov bitnum,r7

  ret

  (三)红外接收

  红外接收电路的作用就是将红外通讯信号接收过来,通过放大、限幅和滤波,解调为原始信号后再发送给单片机进行处理。

  以往的接收电路都是由红外接收二极管与放大电路组成,这样的接收电路联机焊接点较多,使用不够方便。一种用于红外接收的小型一体化接收头pic1018scl,它将红外接收管与放大电路集成为一体,这样做的优点是它体积小,密封性好,灵敏度高,抗干扰性好并且价格低廉,可以说是接收红外信号的一种理想装置。pic1018scl仅有三个管脚,分别是电源正极、电源负极以及信号输出端,其工作电压在2.4~6.5v之间,只要给它接上电源即是一个完整的红外接收放大器,使用十分方便。它的主要功能包括放大、选频、解调几个部分,红外接收头的输出有反向作用,即发射代码和接收代码是反向的,输出电平则兼容ttl,cmos。应用pic1018scl的红外接收电路如图4所示。

  三、小结

  红外通讯可用于许多需短距离传输数据的场合,特别适用于那些有线通讯无法实现或者便携性要求较高的场

  合。本文就基于单片机的红外通讯系统,主要针对红外发送接收的电路原理设计以及红外通讯协议进行了制定,该系统可用在红外遥控的场合。

  参考文献

  1、魏永广.现代传感技术[m].哈尔滨:东北大学出版社,2001.

  2、罗志增.机器人感觉与多信息融合[m].北京:机械工业出版社,2002.

  3、罗志增.简易红外接近觉传感器[c].全国青年第三届机器人学研讨会论文集,1990.

  4、丁镇生.传感器及传感技术应用[m].北京:电子工业出版社,1998.

  5、何立民.单片机应用系统设计[m].北京:北京航空航天大学出版社,2003.

  6、欧阳杰.红外电子学.北京理工大学出版社,1997.

  7、赵海兰.红外学习机的设计原理与应用.电子元器件应用,2004.

  8、裴颜纯,陈志超.基于单片机系统的红外遥控器设计.电子与封装[m],2005.

  (作者简介:郑志聪,莆田,1982.11.省略)

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  关于通讯的华东科技论文篇二

  移动通讯发展展望

  【摘 要】对移动通信前20余年的发展略予回顾,指出其现状差强人意之处。阐述了当前世界各国相关业界对于新一代移动通信技术发展的一些要求、设想和探讨。

  【关键词】移动;通信 移动通信自1980年面市以来,已经走过20几年,经历了第一代(1g)和第二代(2g),现正向第三代(3g)平滑演进,并在探索后3g 或4g的前景。

  1.移动通信的前20年

  第一代移动通信从开始商用到完成使命,大约由1980年持续到1994年,以频分多址(fdma)制式提供普通模拟电话,实际数据速率为2.4 kbit/s。

  第二代移动通信,大约由1995年持续到本世纪初,采用时分多址(tdma)制,支持数据电路交换,提供优质数字电话和简短文本的传输,数据速率为14.4 kbit/s(实际仅达9.6 kbit/s)。

  近年发展的二代半(2.5g)移动通信支持分组交换,数据速率目标为115 kbit/s(实际仅为40 kbit/s)。

  2g和2.5g移动通信技术,虽较1g有所提高,但随着用户数量的增加以及用户对多媒体业务的需求,其在使用频段、频谱利用率、接入速率以及网络能力等方面都显现不足。

  itu早在20世纪80年代中期就盘算在2000年前后搞出一个工作在2000mhz频段的未来陆地移动通信系统(fplmts)。这个系统1996年正式以imt-2000命名,通称为第三代移动通信系统(3g)。

  3g的目标概括起来如下:

  (a)全球统一标准,使用统一频段,提高频谱效率。

  (b)提供高质量的多媒体服务。

  (c)加强安全保密功能。

  (d)要求数据传输速率在室内环境下达到2mbit/s(步行384kbit/s,车行144kbit/s)。当然,还须容易从2g系统平滑过渡。

  后3g或4g移动通信系统的具体情况现在很难想象,但是后3g或4g时代的宽带移动通信系统肯定不会像前几代那样只是蜂窝产业独家的天下。后3g 或4g系统将汇集无线接入、无线移动、无线lan等先进技术,并结合全ip网络,为用户提供一个安全可靠、使用方便的无线移动internet系统,能满足人类社会在未来若干年内对移动通信业务的要求。

  2.当前的一些研究动向

  2.1移动宽带系统(mbs)

  移动宽带系统(mbs)是由欧洲委员会组织一些公司和学校合作完成的移动宽带设计方案。其物理层是基于大多数2g电话的tdma变种,较高层则基于atm。前面各代移动通信主要用于通话,间或兼容一些诸如短信之类的业务,而mbs则要使各种形式的服务分开。它是一个大的数据信道设施,可供各种形式的服务单独应用。

  估计此系统要商业化还得15年时间,开始使用可能在2010年,大量展开服务估计要到2020年。在这段时间,技术指标要改变,物理层将以为克服无线信号多径传输干扰而设计的正交频分复用(ofdm)技术为基础,同时放弃atm改为面对ipv6,要用以前不用的40ghz或60ghz频谱来满足极其宽阔的带宽要求。

  2.2 ieee 802.11系列

  目前,在移动中接入internet的最快方法是通过无线lan。美国ieee于上世纪末开发了ieee 802.11标准系列产品,其中有802.11、802.11a和802.11b,以及还在研发中的802.11g。802.11技术不太成熟,未见商用产品;802.11a有技术优势,但难度大,商品化较晚,当前市场上大量使用的是802.11b。

  802.11a工作于无需发证的5ghz频段,采用比dsss相对复杂的正交频分复用(ofdm)技术,最高物理速率达54mbit/s,实际通过量最高可达31mbit/s。除数据速率比较高、频带比较宽、干扰比较少外,5ghz波段的信道数量总是比较多也是802.11a的优点。802.11a存在的问题是与802.11b产品的兼容性和互操作性问题。

  为了解决互操作性,ieee发展 了802.11g,用以扩展802.11b的数据速率和覆盖范围并与其兼容。802.11b和802.11a的覆盖范围分别为100m和80m。802.11g使用2.4ghz频段,采用了ofda技术,覆盖范围可望达到150 m,但速率没有802.11a快,物理层速率可达54mbit/s,而实际通过量只有12mbit/s。

  与60ghz的mbs一样,以无线lan为基础进行接入的问题也是每个接入点或基站能达到的距离很小,户内大约100m,户外环境好的情况下也仅有几百米。这就是说,无线lan在公众应用方面目前只能局限于少数热点,如空港旅客休息厅、会议中心、大旅馆以及商业区等。要想扩大服务范围,有些服务商寄希望于与现有的专用无线lan协作,让他们来填补空隙。

  2.3 hiperlan2

  hiperlan2是欧洲电信标准协会(etsi)于上世纪末开始组织研究发展的。

  hiperlan2与ieee 802.11a在物理层差不多,即都工作在5ghz,也采用ofdm技术,给出同样的数据速率,即最大物理速率高达54mbit/s,实际通过量达31mbit/s。二者的差别主要在mac层,802.11a是沿用以前的无线以太网功能,而hiperlan2的mac协议既支持对时间要求严格的业务,也支持异步数据,这样分组语音和视频可以得到较好的qos。hiperlan2与有线侧的接口连接,适应atm、3g移动系统、1394网络以及ip网络。

  hiperlan2设计得既是lan也是wan,并有较好的漫游性能。它的数据链路控制/无线链路控制子层具有发射功率控制和动态频率选择功能,从而提高频谱效率并降低其他同频系统干扰的可能性。hiperlan2支持认证、加密,具有较好的安全保密功能。

  hiperlan2接入点覆盖范围也很小,户内约100m,户外几百米,与802.11a基本相同。

  要做到全球无缝隙覆盖必须借助移动卫星系统。2001年7月,美国fcc批准了8个移动卫星服务系统,要求在2007年建成投产,速率大致达到isdn的速率,话音达到长话的质量,能够传送视频和多媒体信息。其中2个mss系统都是各用1个geo卫星只覆盖美洲,另外几个分别用leo和meo卫星网络覆盖全球。

  这些新系统使用2ghz频率,非常接近目前大多数国家核发给3g使用的频率, 从而可以使用较轻、较便宜的双模终端,并且可在地面和卫星接入点使用类似的无线部件。

  2.4未来发展

  4gmf提到新一代宽带无线移动通信系统将包括无线接入、无线移动、无线lan、pdm等网络,集成的新一代移动通信系统将为无线用户提供宽带无线接入服务,通过应用层直到mac层都有相应的qos, 保证无线移动internet业务应用。

  欧洲另一新的研究项目brain(broadband radio access for ip-based network)是由西门子和其他一些公司合作进行的。它的特点是brain和ran分别经由各自的mip网关接入ip骨干网,从而兼容umts、gprs等多种体系。

  一般看法,新一代移动通信系统将由无线局域网、蜂窝网和卫星网三者结合而成。卫星部分与地面部分的结合目前有3种不同设想。

  (a)卫星网络自成系统,本身具备所有应有的网络功能。

  (b)卫星网络与地面网络综合为一体,网络功能不重复。

  (c)卫星部分简单地用于延伸地面部分(固定和/或蜂窝)。

  3.结束语

  上面提到的只是对新一代移动通信的一些思路或概念化设想,这些思路或设想综合起来似能展现出一个并不十分渺茫的新一代移动通信系统的前景。

  
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