红外线数据技术

1、IrDA红外线数据技术1 红外波段无线技术使用电磁波在装置之间传送资讯。公共无线通信最常用的波长包括IrDA和无线电射频 (RF) 频带部分。2 IrDA红外接口IrDA（Infrared Data Association ）：红外数据）：红外数据协会的简称，是协会的简称，是1993年年6月成立的一个国际性组月成立的一个国际性组织织,制订和推进能共同使用的低成本红外数据互连制订和推进能共同使用的低成本红外数据互连标准标准,支持点对点的工作模式。由于标准的统一和支持点对点的工作模式。由于标准的统一和应用的广泛应用的广泛,更多的公司开始开发和生产更多的公司开始开发和生产IrDA模块模块,技术的进步

2、也使得技术的进步也使得IrDA模块的集成越来越高模块的集成越来越高,体积体积也越来越小。也越来越小。IrDA制订了一系列红外数据通讯标制订了一系列红外数据通讯标准。目前准。目前IrDA成为红外线标准的简称。成为红外线标准的简称。3 IrDA标准IrDA标准：标准：IrDA1.0: 简称为简称为SIR(Serial InfraRed)，异步的、，异步的、半双工的红外通讯方式。半双工的红外通讯方式。SIR以系统的异步通讯收以系统的异步通讯收发器发器(UART) 为依托，由于受到为依托，由于受到UART通讯速率的通讯速率的限制，限制，SIR的最高通讯速率只有的最高通讯速率只有115.2Kbps。Ir

3、DA1.1: 即即Fast InfraRed，简称为，简称为FIR。与。与SIR相相比，由于比，由于FIR不再依托不再依托UART，通讯速率大幅度，通讯速率大幅度，可达到可达到4Mbps的水平。的水平。继继FIR之后，之后，IrDA又发布了通讯速率高达又发布了通讯速率高达16Mbps的的VFIR(Very Fast InfraRed)技术，并将它作为补技术，并将它作为补充纳入充纳入IrDA1.1标准之中。标准之中。IrDA定义了一套规范定义了一套规范, 或者称之为协议或者称之为协议, 每一层建每一层建立在它的下一层之上立在它的下一层之上, 使建立和保持无差错使建立和保持无差错(误码误码率为率为

4、 10的的- 9次方次方) 数据传输成为可能。数据传输成为可能。IrDA 标准标准包括三个强制性规范包括三个强制性规范: 物理层物理层 IrPHY (The Physical Layer); 连接建立协议层连接建立协议层 IrLAP (Link A ccess Pro2tocol); 连接管理协议层连接管理协议层 IrLMP (Link M anagem entProtocol)。每一层的功能是为上。每一层的功能是为上一层提供特定的服务。其中物理层的硬件实现是一层提供特定的服务。其中物理层的硬件实现是整个规范的焦点整个规范的焦点,处于最底层处于最底层, 是本文的重点是本文的重点, 其它其它两层

5、属于软件协议的范围两层属于软件协议的范围, 负责对它下一层进行设负责对它下一层进行设置和管理。我们只对其中连接建立协议作简单介置和管理。我们只对其中连接建立协议作简单介绍。红外数据连接物理层规范绍。红外数据连接物理层规范 1.0 定义了数据传定义了数据传输率最高到输率最高到 115.2 kbp s 的红外通信的红外通信; 规范规范 1.1 将将数据传输率提高到数据传输率提高到 4M bp s, 并保持了对版本并保持了对版本 1.0产品的兼容产品的兼容; 规范规范 1.2 定义了最高速度为定义了最高速度为 115.2kbp s 下的低功耗选择下的低功耗选择; 规范规范 1.3 将这种低功将这种低

6、功耗选择功能推广到耗选择功能推广到 1.152 M bp s 和和 4 M bp s IrDA（Infrared Data Association）点对点传输，目前常用的最高版本传输速率点对点传输，目前常用的最高版本传输速率16Mbps；传输距离传输距离0.11米；米；和其他无线电磁波传输方式相比，红外线传输和其他无线电磁波传输方式相比，红外线传输有方向性，一般不支持移动；有方向性，一般不支持移动；和无线传输相比，安全性好；和无线传输相比，安全性好；适用於小型、封闭的区域。适用於小型、封闭的区域。极容易受到墙壁的阻碍。极容易受到墙壁的阻碍。收发端必须相互对準才能进行通讯。收发端必须相互对準才能

7、进行通讯。容易受到下雨、下雪或是雾气的干扰。容易受到下雨、下雪或是雾气的干扰。4 红外技术特点IrDA 用于为通常使用电缆进行连接的设备提供无用于为通常使用电缆进行连接的设备提供无线连接功能。线连接功能。IrDA 是一项点到点、窄角度（是一项点到点、窄角度（30 锥形范围）的专门数据传输标准，专为在锥形范围）的专门数据传输标准，专为在 0 至至 1 米的距离之间操作而设，速度为米的距离之间操作而设，速度为 9600 bps 至至 16 Mbps。 红外线红外线 (IR) (IR) 的能量非常低，无法穿透墙壁或其他的能量非常低，无法穿透墙壁或其他障碍物。但它常用於连接个人数位助理障碍物。但它常用

8、於连接个人数位助理 (PDA) (PDA) 和和 PC PC 等装置并传送资料。一种称為红外直接存取等装置并传送资料。一种称為红外直接存取 (IrDA) (IrDA) 的专用通讯连接埠便使用红外线在装置之的专用通讯连接埠便使用红外线在装置之间交换资讯。间交换资讯。IR IR 只支援一对一类型的连接。只支援一对一类型的连接。无线网络技术与管理IrDA协议分析IrDA数据协议由物理层，链路接入层和链数据协议由物理层，链路接入层和链路管理层三个基本层协议组成，另外，为路管理层三个基本层协议组成，另外，为满足各层上的应用的需要，满足各层上的应用的需要，IrDA栈支持栈支持IrLAP, IrLMP, I

9、rIAS, IrIAP, IrLPT, IrCOMM,IrOBEX和和IrLAN等。等。物理层( IrPHY) 规范IrDA 物理层定义了串行、半双工、距离物理层定义了串行、半双工、距离 0100 cm、点到点的红外通信规程、点到点的红外通信规程, 它包括调制、视角它包括调制、视角(接收器和发射器之间红外传输方向上的角度偏接收器和发射器之间红外传输方向上的角度偏差差)、视力安全、电源功率、传输速率、以及抗干、视力安全、电源功率、传输速率、以及抗干扰性等扰性等, 以保证各种品牌、种类的设备之间物理上以保证各种品牌、种类的设备之间物理上的互连。该规范也保证了在某些典型环境下的互连。该规范也保证了在

10、某些典型环境下(如存如存在环境照明在环境照明太阳光或灯光、及其它红外干扰太阳光或灯光、及其它红外干扰) 的可靠通信的可靠通信, 并将参加通信的设备之间的干扰降到并将参加通信的设备之间的干扰降到最低。目前最新版本规范最低。目前最新版本规范 1.3 支持两种电源支持两种电源: 标准标准电源和低功率电源。标准电源无差错传输距离为电源和低功率电源。标准电源无差错传输距离为 0100 cm , 最大视角至少最大视角至少 15; 低功率电源选择低功率电源选择应用于便携式设备和电信产业中应用于便携式设备和电信产业中, 无差错传输距离无差错传输距离 020 cm , 最大视角至少最大视角至少 15。IrLAP

11、红外链路接入协议 IrLAP定义了链路初始化、设备地址发现、建立连接（其定义了链路初始化、设备地址发现、建立连接（其中包括比特率的统一）、数据交换、切断连接、链路关闭中包括比特率的统一）、数据交换、切断连接、链路关闭以及地址冲突解决等操作过程。它是从异步数据通信标准以及地址冲突解决等操作过程。它是从异步数据通信标准高级数据链路控制（高级数据链路控制（HDLC）协议演化而来的。）协议演化而来的。IrLAP使用使用了了HDLC中定义的标准祯类型，可用于点对点和点对多的中定义的标准祯类型，可用于点对点和点对多的应用。应用。IrLAP的最大特点是，由一种协商机制来确定一个的最大特点是，由一种协商机制来

12、确定一个设备为主设备，其他设备为从设备。主设备探测它的可是设备为主设备，其他设备为从设备。主设备探测它的可是范围，寻找从设备，然后从那些相应它的设备中选择一个范围，寻找从设备，然后从那些相应它的设备中选择一个并试图建立连接。在建立连接的过程中，两个设备彼此协并试图建立连接。在建立连接的过程中，两个设备彼此协调，按照它们共同的最高通信能力确定最后的通信速率。调，按照它们共同的最高通信能力确定最后的通信速率。以上所说的寻找和协调过程都是在以上所说的寻找和协调过程都是在9.6kbps的波特率下进的波特率下进行的。行的。IrLMP红外链路管理协议IrLMP是是IrLAP之上的一层链路管理协议，之上的一

13、层链路管理协议，主要用于管理主要用于管理IrLAP所提供的链路连接中的所提供的链路连接中的链路功能和应用程序以及评估设备上的服链路功能和应用程序以及评估设备上的服务，并管理如数据速率、务，并管理如数据速率、BOF的数量（帧的的数量（帧的开始）及连接转换向时间等参数的协调、开始）及连接转换向时间等参数的协调、数据的纠错传输等。数据的纠错传输等。IrDA主要应用于付款系统、远程控制应用或两主要应用于付款系统、远程控制应用或两台台 PDA 之间的同步操作。之间的同步操作。IR IR 还可用於遥控装置、无线滑鼠和无线键盘，还可用於遥控装置、无线滑鼠和无线键盘，但通常只适合视线范围内的近距离通讯。透过但

14、通常只适合视线范围内的近距离通讯。透过反射反射 IR IR 讯号，可以扩大通讯距离。要达到的距讯号，可以扩大通讯距离。要达到的距离越远，所需的电磁波频率也就越高。离越远，所需的电磁波频率也就越高。IrDA（Infrared Data Association）5 红外传输方式 红外传输是指利用红外线作为传输手段的信号红外传输是指利用红外线作为传输手段的信号传输。传输。 红外通信系统中红外线的传输方式主要有两种：红外通信系统中红外线的传输方式主要有两种： 一是点对点方式一是点对点方式 二是广播。二是广播。 使用点对点红外介质可以减少衰减，使偷使用点对点红外介质可以减少衰减，使偷听更困难。听更困难。 实施时，注意保证发射器和接收器处于同一直实施时，注意保证发射器和接收器处于同一直线。如图线。如图1 1：图1 点对点红外应用图2 广播式红外传输系统广播广播 红外广播系统向一个广大的区域传送信号，红外广播系统向一个广大的区域传送信号，并且允许多个接收器同时接收信号如图并且允许多个接收器同时接收信号如图2 2