《低功耗红外通信系统的关键技术研究11000字》

低功耗红外通信系统的关键技术研究内容提要随着社会和科技的发展，红外通信在我们的社会中有着不可替代的作用。然而，目前典型的红外通信系统中仍然存在问题，如传输效率低、功耗高、传输距离受限制等等。针对上述问题本文以STM32为核心结合NEC设计了一款低功耗红外通信系统，主要对系统进行硬件电路设计和软件编程，最后完成了相关的测试实验。该通信系统传输距离最大为8米，短距离传输时不受角度限制，在长距离传输时传输角度最大为30度。大量实验表明该系统质量高、成本低、速率快等优势，且很大程度上降低了功耗。关键词：NEC协议；STM32单片机；红外通信；低功耗目录内容提要 IAbstract II第一章绪论 11.1红外通信系统研究背景意义 11.2国内外研究现状 11.3论文内容与章节安排 3第二章系统硬件设计 52.1红外通信系统设计方案 52.2中央控制模块 52.3红外发射电路 62.4红外接收电路 62.5通信接口模块 72.6电源模块 82.7本章小结 8第三章系统软件设计 93.1系统软件主流程 93.2红外通信协议 93.3红外发射流程图 103.4红外接收流程图 113.5本章小结 12第四章系统调试与实验分析 134.1系统调试 134.2结果分析 144.2.1距离测试 144.2.2角度测试 144.2.3传输误码率测试 144.2.4传输障碍物测试 154.3本章小结 15第五章总结与展望 165.1内容总结 165.2工作展望 16参考文献 18第一章绪论1.1红外通信系统研究背景意义红外通信作为一种较为方便的通信系统，在许多的领域都得到了广泛的应用。它主要是采用红外光作为通信介质在发射端与接收端实现数据的传输。红外通信最大的优点就是在信息传输方面比传统的一些通信方式传输更加的便捷，不需要传统通信技术的复杂通信接口，从这些信息可以看出这样大大方便了信息的通信与传输，同时红外线通信也有其他非常多的优点，比如廉价、近距离、无线、耗能低、保密性好等等，所以在许许多多的仪器上都会得到不同的应用(张逸凡,周紫晴,2022)。然而红外通信仍存在一些缺点，由于各样的原因会使得其传输距离较短，并且易受干扰等等。正是基于上述的诸多特点，设计高效率、低功耗红外无线通信系统将具有非常明朗的前景。1.2国内外研究现状由于无线通信系统所拥有的简单、灵活和高速等特点，在国外，尤其在欧美、日本等一些国家，很多的科研机构和企业都长期开展了该领域的研发，而且也陆续地会有不同的产品在实验室进入商用(潘奕凡,朱可欣,2023)。在早期的研发过程中，就产生了不少相应的技术产物，例如世界上的第一套无线通信系统就于一九七九年出现，而这种系统也就是由美国IBM公司负责开发的。从这些数据可以明显看出这个无线通信系统属于一个漫射型红外通讯系统，最高的通讯长度可以达五十米，PCM和FSK两种可以作为调制方法使用，最高通讯速度分别是十五Kbps和六十四Kbps，是最早期的技术产物，而且数据传输比较平稳、灵活性好、抗干扰能力强，但是也比较可惜，因为这个系统只能局限于试验室，还没有进入商业领域，而且该系统也具有很多技术层面的缺陷，还需不懈的探索(魏琪琳,邵宇翔,2021)。随着岁月的流逝，从一九八三年到一九九四年，掀起了一阵阵对无线通信研究的热潮，以此为前提不计其数的公司和企业陆续开始了对此项技术的研究，并且陆续有产品开始问世。下表1.1显示了一些公司的产品和数据(李高,张芸,2023)。表1.1无线通信产品时间公司/实验室链接方式传输速率其他参数1983富士通可视19.2Kbps15mW，880nm，FSK71985日立混合0.25-1Mbps300mW，FSK1986摩托罗拉宽角度可视50Kbps16mW，950nm，RzOOK1987贝尔实验室定向可视45Mbps1mW，800nm，OOK1988松下混合19.2Kbps880nm，FSK1993贝尔实验室蜂窝50Mbps在一九七九年，一篇关于红外通信的基础研究报告问世，他就是在IBM公司工作的F.R.Gfeller所发表的，由于他的影响力，社会各界人士以及各种研究机构也都参与进来，大量的人力物力财力被投入进去，包括在美国的一些学校和各种各样的研究院也加入了进来，围绕这种局面展开随着不懈的研究，最终有了不错的成果，尤其是国外一些知名机构所参与的领域，但是由于某些原因，他们研究具体的细节和成果仍然是个秘密(王晨曦,周瑶瑶,2022)。以上结果在一定程度上引证了本文先前构建的理论模型。首先已有的研究结果分析与理论预测保持了较高的一致性，验证了理论框架中中提出的机制的有效性。具体而言，通过研究发现关键变量之间的相关性及趋势与模型预测相吻合，这不仅增强了理论框架的可信度，也为进一步探索该领域内的复杂关系提供了实证基础。其次结果的符合性表明，理论模型中所考虑的影响因素和它们之间的相互作用是合理的，这对于理解研究现象的本质具有重要意义。在二十世纪九十年代左右，就有这么一个公司做出了在红外通信这个领域相当不错的成果，并且以及在许多的地方进行了实地的实验，在此情境之下这就是美国的AstroTerrad公司(赵心怡,李宇昕,2020)。并且有一些研究成果在当时引起了不少的关注，这就是丹尼尔等一些人负责的无线通信网络系统，与当时别的通信系统不同，这个结构叫做蜂窝结构，对于这种手持终端分为两类，第一类就是应用较普遍的普通型，它的特点就是有较为标准的通话业务，在这一状况里还包括一定的数据传输任务，第二类就是高性能型，相对于普通型而言，高性能型拥有更强大的功能，这种型号中的传感器速率会很低，这都归功于它的内部自处理芯片，所以它会和通信得到非常好的兼容，不仅这样，在当设备进行高速传输时，它也可以作为一种设备接口来工作(刘瑞琳,陈云霞,2021)。在一些发达国家研究的红外通信技术已经渗入到了生活中各种各样的设备之中，包括检测军事医疗等等领域，并且不论地区，在这种情况框架下在各个城市乡村都存在它的身影，还有别的一些国家也已经参与到了红外通信系统的研发设计当中，但是具体的相关信息仍然处于保密的阶段(周杰伦,杨星雨,2023)。在一九九八年，一种可以与以太网进行连接的系统被研发出来，这是世界上的首例，是由日本的一家公司进行设计研发的，不过这种无线通信系统最后被用于商业领域，它的名字叫做VIPSLAN-10N。在这种局面下考量这套系统出乎了当时所有人的预料，该系统的传输速率非常快，在十米的范围之内，它的传输速率竟然可以达到惊人的十Mbps，而且最多允许在当传输范围内存在六个不同终端之下还保持这个快速的传输速率，因应这情况的发展这个系统研究成功标志着通信技术在发展历程中非常大的进步，使得通信技术得到快速发展，是在此领域研究所一个非常重要的成果，但仍存在耗能大、距离受限等许多问题，还需要继续进行不懈的努力(张静怡,赵天宇,2022)。这一结果与已有的文献结论大致相同，这也验证了前期研究中所提出的构思，从而进一步巩固了本文对该现象本质的认识。这一发现不仅为学术讨论提供了新的证据支持，还为实践领域提供了可依赖的理论依据。它促使本文重新审视现有的理论模型，思考如何通过细微调整或创新来增强模型的解释力和预测精度。随着时代的进步，在人们心中乃至在整个世界无线通信系统所具有的地位越来越重要，所以各国花费了大量的心血来不断加强研究，随着不懈的努力有不少的地方已经有了不错的结果，从这些信息可以看出但是对于其中的细节仍然处于保密的阶段，最主要的关键技术还掌握在他们手里(陈瑶瑶,王彦君,2020)。所以为了以后不在此方面落后于别的国家，我们必须加强对红外通信的深入研究。在我们的国家，对于红外通信的研究开始较晚，是在新中国成立之后才开始的，在起步阶段，我们首先进行研究的是一种基于硫化铅的红外信号探测仪器，它的工作波处于一至三微米，随着研究的进展，我们逐渐开始对别的各种各样的探测器也展开了研究，从这些数据可以明显看出比如基于碳酸铅的一种红外探测器，并且开始有了实际的应用。随着社会和技术的发展，尤其是自从我国的改革开放之后，我国对红外通信方面的研究又上升了一个层次，我国在此方面的发展越来越迅速，从开始的单元，接着到逐步发展的线列，以此为前提最后再对红外胶平面的研究(李雨轩,邓晓璇,2021)，这一步步的发展标志着我国对于红外通信的研究进入了一个全新的时代，并且红外探测器各种各样的产品已经充满了一到三微米、三到五微米以及八到十五微米的不同波段。上世纪九十年代，属于我们国家的第一台热成像仪被制造了出来，标志着我国在此技术的又一大进步，围绕这种局面展开在当时这台探测器的性能甚至可以与国外的同等产品互相媲美，这项研究成果在红外技术的进步中有着不可磨灭的作用(赵心瑜,王凯文,2022)。现在我国对于红外通信的技术研究已经达到了相当的高度，不仅仅应用于军事领域为国家保驾护航，而且在民用领域也有数不清的应用，为我们提供了不少方便(周依娜,刘天宇,2023)。红外通信系统刚开始发展的时候，对于它的研究非常基础，对于其相关的知识了解较少，并且应用也局限于少数领域，在此情境之下接下来所论述的就是一套基于红外通信的一套简易通信装置，这属于早期的产物，这套系统是由数字控制的简易红外光通信系统，它由三部分组成，分别是发射装置、中转、接收装置组成，总体的设计框图如图1.1所示(杨思琪,陈泽宇,2020)。在后续的研究中会对已有的研究成果进一步从不同的角度进行优化，会致力于开发新的技术方法和工具，以提升数据收集、处理和分析的效率与准确性。通过引入前沿的科技手段，如人工智能、大数据处理等，本文期望能够更深入地挖掘数据中的隐藏信息，为研究提供更为坚实的实证基础。在这一状况里此通信系统传输的载体是红外光，而当进行调制的时候采用的是PWM调制技术，此系统最终可以实现温度信号的传输。这个系统有许多的好处，比如功耗低、性能稳定、传输速率更加迅速，更好的体现了现代设计理念，具体的流程见下图1.2。图1.1总体方框图图1.2红外通信原理框图红外线这种无线通信方式有着极低的成本。其一，其运动方式以直线运动的，在两个地点进行数据的传输过程中，在这种情况框架下如果没有障碍物的阻拦与反射，那么传输是非常迅速的，因为红外线也可以说是一种光，所以红外传输的速率与光速相等(赵晓菲,张轩瑞,2021)。其二，在教室的环境，或是一些空间小而且密封的环境就非常适合于红外线传输。所以对于追求信息安全的人们来说，红外通信可能是一个非常好的想法，因为这种通信使得红外线根本无法通过一些物体实现传输，位于阻隔物体之外的人们根本不可能获取在内部传输的红外信号(李建华,王梓馨,2023)。从上可以可以看出该方案相比于其他方案具有更好的性价比，同时在操作简便性和用户体验方面也有显著提升。这不仅有助于缩短项目周期，还能降低培训成本和用户适应新系统的时间，从而更快地实现投资回报。同时，普通的红外通信也存在许多缺点，其在传输的过程中非常容易受到影响，所以传输范围不广，而且传输距离也会受到一些限制，在通信的过程中也会面临功耗大、效率低等一系列问题(黄佳怡,刘志轩,2022)。针对上述对于国内外现状的分析，本文以STM32为核心结合NEC设计了一款低功耗红外通信系统，在这种局面下考量在本文论述中首先对系统的硬件电路进行了非常详细的描述，接着还根据系统相关不同的要求从而进行了软件编程，最后进行了操作实验。本设计有效提高了传输效率、降低了功耗，具有一定的价值，并且有一定的实际意义，有利于本项技术的进步。1.3论文内容与章节安排本课题是基于NEC的低功耗红外通信系统，以STM32单片机作为核心，设计开发了一种精确度高、功耗小、传输速率快，并且可以实现实时通信功能的低功耗红外通信系统(赵佳怡,孙俊杰,2020)。利用STM32单片机所具备的功能，外接红外通信模块，加上USB转串模块，因应这情况的发展组成一个简易的红外通信系统。在红外模块我们选用YS-IRTM红外模块，此模块有许多功能可以满足此实验的需要。中央控制模块则选用熟悉的STM32单片机，由于它有着丰富的功能，以及有着更多的外界通信接口，所以更能满足此实验的需求(周诗,李高峰,2021)。在通信接口的选择上，我们使用的是内部芯片为CH341的模块，这是一种USB转串模块，此模块可以更快更有效地对数据进行传输。论文一共存在五章，各章的内容如下：第一章：绪论。查阅资料进行了对国内外现状以及研究背景的分析，从各角度论述了基于NEC的红外通信系统的必要性，表明主题与整体架构。第二章：详细阐述红外传输系统的硬件设计，包括红外发射电路、红外接收电路、电源、通信等模块的原理，解释了本系统的传输过程。第三章：着重描写了系统的软件流程图，表明了红外传输的原理与各个基本步骤。第四章：在实验后对实验的结果进行记录，包括红外传输受哪些因素的影响以及在不同距离以及不同障碍物等条件下的传输效率有什么改变。第五章：总结以及展望。对整篇文章做了一个简单的总结，接着简单对红外通信系统的现状做了大致的描述，包括其中存在的优点以及现阶段还存在的问题，最后根据现状对未来的研究指明了大概的方向(邓月婷,陈俊杰,2023)。第二章系统硬件设计2.1红外通信系统设计方案在这个设计中，采用的是STM32F051C4作为主控器件，它的作用就是处理接收的红外信号，电源模块为整个系统来供电，外部具有红外发射功能的数据源作为本设计的信号源，接收模块负责对信号进行捕捉，从这些信息可以看出通信接口模块的作用则是将需要传输的数据发送到上位机进行显示(王子安,黄怡然,2020)。系统的总体思路就是通过红外模块接受外界数据源的红外数据，然后解码，最后通过通信模块传到上位机显示，总体程序框图如下图2.1所示(李明阳,张艺琳,2021)。图2.1系统总体结构图2.2中央控制模块由于本课题是基于NEC的低功耗红外通信系统，所以我们的中央控制模块就选取STM32单片机。STM32F051C4单片机是意法半导体公司的产品，从这些数据可以明显看出此单片机的运行频率的大小是48MHz，并且拥有各种各样丰富的外设以及I/O端口，下图2.2为单片机最小系统，它的作用就是用来对接收的红外数据进行处理(周佳琦,王子杰,2022)。图2.2STM32F051C4单片机2.3红外发射电路模块先将信号进行调制，之后经过调制好的红外信号则会通过I/O口管脚P1.0进行输出，以此为前提接着要通过三极管Q1进行放大，最后单片机产生信号之后传输到红外发射管进行发射(张俊杰,杨瑞婷,2020)。红外发射电路的设计由图2.3给出，Q1上拉为5V电压。图2.3发射电路2.4红外接收电路接收数据的时候，接收头首先对需要接收的信号进行捕捉之后，数据被传输到单片机进行处理，接着单片机将数据解码为所需要的数据波形，最后就轮到通信接口模块（数据得以显示所需要的最重要工具）发挥它的作用了，围绕这种局面展开它是上位机与单片机的传输媒介，由它将数据输送到上位机。红外接收电路的设计由图2.4给出(赵睿琳,周艺文,2023)。图2.4接收电路2.5通信接口模块在收到信号之后，需要被传输移动到单片机从而进行数据的分析，在处理过后，需要进行查看，所以可以通过USB-TTL转接口实现所需要的功能，在此情境之下单片机中经过处理之后的数据可以通过此转接线直接传输到上位机从而进行查看(刘海涛,张琪琳,2022)。这个模块的芯片型号是常见的芯片型号，叫做CH341，为了实现对信号的控制，它可以进行许许多多的操作，在这一状况里并且此芯片有着不同的传输速率，包括实现在串口发送以及接收这两种不同情况下的不同设置，还有可以与计算机互相结合实现更多的功能，在原有的基础上可以为系统扩展异步串口，此外还可以使用USB总线代替原有的简单的通信串口(黄婷玉,李明杰,2023)。下图2.5为CH341芯片的引脚图。图2.5CH341引脚图上图中可以只对TXD、RXD、TEN、以公共接地线这四个端口进行连接，其它剩余的引脚都可以不做任何处理，在这种情况框架下或者当有需要是再进行连接。当发射的时候，CH341芯片的TEN引脚不能处于别的状态，必须处于低电平的状态，基于此原因，TEN引脚必须进行接地处理，或者与低电平相连(杨家瑶,王雪,2020)。而当模块与单片机或者其他串口通信连接时，采用的是串口(TTL电平)连接(注意提供电源:5v供电)需要交叉连接，即TXD与RXD需要进行交叉(邓子赫,陈怡彤,2021)。该设计成果是在详尽分析现有情况并充分利用现有的资源与技术后达成的。相较于传统方法，此方法在多方面显示出明显优越性。首先，通过采用更具创意的设计思路，它实现了更高的工作效率和更低的失误率，大大提高了项目的可行性。其次，在成本效益上，新方法减少了执行与维护费用，避免了资源浪费，增强了经济收益。同时，也提升了系统的兼容性和扩展能力，以适应未来发展的需要。2.6电源模块这个电源模块为传输系统供电的电压为5V，所以我们选择安森美公司的产品。我们选择的型号叫做NCP1117，它有一个非常显著的优点，那就是全系列均是低压差，并且全是正电压稳压器，在这种局面下考量除此之外芯片所提供的电流完全可以超过1.0A，在800mA整个温度下的最大压差电压为1v，主要特点之一就是显著地降低了电压差，NCP1117整个系列最大的输入电压高达20v，整个系列的元件均采用DPAK和SOT-3来对其进行封装，具体设计如下图2.6所示(赵雨琪,刘健宇,2022)。图2.6电源电路2.7本章小结本章详细地对组成系统的各种模块进行了分析论述，接着按照实际情况以及不同模块的要求，因应这情况的发展考虑不同的性能选取了最合适的功能模块来完成电路的设计，引出下文对基于NEC的红外通信系统软件设计的介绍(张璇子,王雪宁,2023)。第三章系统软件设计3.1系统软件主流程该系统程序执行的步骤为：首先对系统进行上电，接着红外模块和串口进行初始化，外部具有红外发射功能的数据源作为本设计的信号源，从这些信息可以看出信号经过一定距离的传输之后，该红外通信系统的红外接收模块就开始了对红外信号的捕捉，完成信号的接收后，从这些数据可以明显看出所接收的信号就会被传输到单片机，从而对数据进行处理，之后通过USB转串模块传输到上位机进行显示。整体流程图的描述见图3.1(周瑞文,李一凡,2020)。图3.1流程图3.2红外通信协议接下来对红外通信协议进行简单的论述，在红外通信传输的过程中，红外线就是它的主要信号载体，以此为前提红外线的发射与接收这个过程实现了信息的交互与传输，要想保证所需要传输信息的准确性，就要求我们必须遵循通信过程中的协议，NEC协议就是一种常见的红外通信协议，图3.2就是协议具体的格式(冯凡,陈思琪,2021)。图3.2NEC协议格式在上面的图片中展示了具体的NEC格式，总共由五个小部分组成，首先是引导码，紧随其后的是地址码和它的反码，而命令码携带的就是所需要的数据，位于最后两位的就是命令码以及命令码的反码，围绕这种局面展开而两个反码的作用就是保证传输的这些指令都传输准确(黄欣怡,李俊杰,2022)。在优化设计的过程中，特别关注了成本效益和方案的广泛适用性，因此与初始版本相比，在多个维度上进行了改良。首先，通过去除冗余步骤、选用更经济有效的策略，显著降低了执行费用，使方案更为实惠。此外，为了提升其普及潜力，设计方案时充分考量了各地不同环境的需求，确保该方案在各种情况下都能平稳运作，并且方便他人借鉴实施。应用于本系统的通信格式分为下述三部分：（1）首先对其具体的发射格式进行简单的介绍，指令格式为（地址，操作位，数据位）这三位，地址的位置为A1的时候，它就是默认地址的意思，当为FA的时候就是通用地址的意思，而当需要表示此时的操作状态的时候就需要用到操作位(赵瑞彤,周雪怡,2023)；（2）接着对收到的不同反馈情况进行简单的介绍，首先当信息发送成功之后，窗口就会反馈“F1”这个信息，在此情境之下而当在进行修改串口地址并且修改之后，窗口的反馈信息则是“F2”，最后一种，当我们在对波特率进行设置之后，反馈的信息则是“F3”；（3）解码的时候，只需将需要解码的信号对着接收口，接着发射需要的数据，最后就能在串口助手查看分析之后的结果，最后格式为（用户码，用户码，命令码），同时这也是编码发送时候所需要的格式(邓欣妍,刘雅婷,2020)。3.3红外发射流程图首先各模块进行初始化，在这种情况框架下接着将单片机产生的模拟红外信号通过发送模块发送，此步骤的程序流程如下图3.3所示(张天宇,王雯欣,2021)。图3.3发射流程图3.4红外接收流程图首先对红外模块以及串口模块进行初始化，在这种局面下考量然后接收模块将信号传输到单片机，接下来单片机内部对收到的信号进行分析处理，并且将数据翻译为二进制数并通过串口进行发送，以下图3.4为流程图(李雅琳,杨智博,2022)。图3.4接收流程图3.5本章小结本章对系统进行了软件设计，系统发射的时候通过单片机产生信号之后进行发射，接收的时候外部具有红外发射功能的数据源作为本设计的信号源，在接收模块对信号接收之后，因应这情况的发展信号通过单片机解码可以进行显示出来，最后实现了整个红外通信系统(赵晨曦,陈怡琳,2023)。此文采用了先前的设计理念来构建计算框架，并进行了适当的简化，旨在增强其实用价值和操作简便性。通过详细分析与评估现有方法，识别并去除了冗余复杂的步骤，优化了流程，从而形成了一种简洁高效的计算模型。这样做不仅减少了资源消耗，还缩短了处理周期，同时维持了原有性能，便于执行和普及，加入了多样的验证和质量控制机制。在系统的传输过程中，从这些信息可以看出为了降低通信过程中产生的能耗，在电路内部采用了低耗能的红外装置，并且系统采用了NEC协议作为红外通信协议，这也有效降低了本设计的功耗(黄一,李若馨,2020)。第四章系统调试与实验分析4.1系统调试基于上述理论分析和模块设计，对本设计进行组装实验。利用串口助手将pc与红外发射模块进行连接模拟外部红外数据源，从这些数据可以明显看出并通过串口进行控制发射数据，另一端利用该红外接收系统进行数据接收，所有功能测试完成。如下图4.1为发射接收指令窗口截图，图4.2为实物图(邓梓昕,周建宏,2021)。图4.1指令显示窗口图4.2红外通信系统实物图4.2结果分析4.2.1距离测试在传输的过程中，信号的接收情况与传输距离密切相关。当进行传输的时候，如果距离较短，信号基本不论什么角度都可以接收到，以此为前提但是随着距离的增加，传输的质量逐渐下降，经过具体的实验数据测试，最后得出传输的最大有效距离为8m，但是在一些情况下，在此情境之下当距离达到10m的时候仍然可以接收到信号(张志涛,王怡然,2022)。当红外发射头与红外接收头朝向相对时，具体的传输数据如下表4.1所示。表4.1接收完成情况近距离接收完成情况远距离接收完成情况2m√10m√4m√12m×6m√14m×8m√16m×4.2.2角度测试红外通信的过程中，当接收端与发送端两位置相距较近的时候，通信基本不会受到影响，因为红外线会通过墙壁或者障碍物反射，在此情境之下所以发射的红外线仍然可被红外接收模块收到，而随着距离的增大，比如在8到10米的情况下，由于距离的增大其传输的角度也会收到影响，在这种局面下考量若传输的角度过大，红外接收端则会接收不到信号。经过实验测试发现在8—10m的距离其传输角度稳定在30°之间，具体完成情况如下表4.2所示(赵婷怡,刘文洁,2023)。表4.2接收完成情况角度距离<30度40度50度60度70度80度90度2m√√√√√√√4m√√√√√√√6m√√√√√√×8m√√√√×××10m√××××××12m×××××××4.2.3传输误码率测试接下来在不同的传输角度下对系统传输误码率进行测试，具体的步骤如下：使得红外发射与接收装置两硬件的夹角处于30度以内，传输10000个单字节数据，选取不同角度进行多次测量后，因应这情况的发展对实验产生的误码率进行记录，最后对结果取平均值，系统的传输误码率测试结果如表4.3所示(冯雅莉,陈天,2020)：表4.3不同距离下的误码率距离/m56789101112误码率/%0.00%0.00%0.00%0.00%3.71%25.78%54.65%90.12%通过分析表4.3数据表明：系统的有效传输距离是8m，当传输距离大于8m时，传输过程所产生的误码率会随着距离的增大而增高(李瑞婷,张玉婷,2021)。4.2.4传输障碍物测试红外通信就是使用红外线作为通信媒介的一个过程，所以在传输过程中，会有许多因素对其传输造成影响，从这些信息可以看出其一就是大气会对红外线辐射有很强的吸收，其中很大一部分原因是由大气中存在的水蒸气以及大气的二氧化碳等等各种各样的因素导致的，其二是在红外信号传输过程中遭遇的障碍物造成的，下表4.4反应了在同一距离下障碍物对于传输的阻隔效果(周佳怡,王泽宇,2022)。表4.4测试结果障碍物透明玻璃红色玻璃平面镜木板纸张通信是否完成√√×××由上表可以看出，红外线作为红外传输的媒介，是一种接近光波的电磁波，由于光波是沿着直线传播的，从这些数据可以明显看出所以红外线也是这样，这就导致红外线在传输的过程中如果遇到一些障碍物时就会受到干扰，或是被吸收或是被反射，所以红外线在传播过程中与可见光非常类似，是不能穿透某些障碍物的，但是玻璃和透明障碍物是不受影响的，红色玻璃受阻也很小的，所以会得出上述的实验结果(黄芝和,李俊宇,2023)。4.3本章小结随着我们对红外通信的大量研究与认识，使得它的应用变得越来越广泛，有很多的领域都会发现它的应用，以此为前提各种各样用到红外通信技术的仪器出现在了我们的生活中，为我们带来了极大的便利，同时它还会应用于一些军事领域，为提高我国军事实力而贡献力量。并且随着世界科技的发展，红外通信在传输速度会越来越快，性能也会越来越强，在此情境之下相信在未来的发展过程中，红外通信不会仅仅局限于一些特定的领域，而可以满足更多领域的应用需求，从而促进社会乃至国家的进步(邓晨希,张怡君,2020)。第五章总结与展望5.1内容总结随着社会化的进步和发展，通信技术在社会的地位越来越重要，而红外通信系统作为一种通信方式，在许多方面都有着广泛的应用。但是目前的典型红外通信系统仍然存在一些问题，在这种情况框架下比如功耗大效率低等，针对这些问题，本课题就以低功耗STM32为核心结合NEC设计了一款低功耗红外通信系统，提高了传输效率、降低了功耗、减小了成本、提高了通信质量。本文将红外通信技术进行了具体的分析，不仅具体描述了本设计的优点好处，并且指出了本项技术目前存在的问题以及局限，使得我们对未来的方向有了更清晰的了解，综合全文的论述，接下来对具体工作内容进行了如下的总结：（1）经过本次实验了解了相关的红外通信协议以及无线通信的原理；（2）进行了相关硬件设计、软件编程；（3）首先对系统进行调试并得到了实验数据，接着对本次结果做具体的总结，在此基础上得出了相应的结论5.2工作展望本文就红外通信系统进行了研究，深度刨析了其中的优缺点，并试着改进设计。通过采用NEC通信协议，在这种局面下考量从而来降低通信系统的功耗，这也将成为今后的主要方向。对今后的发展具体展望如下：（1）红外通信现阶段在某些方面表现不够出色，在某些特定环境下会收到不同程度的干扰，应对不同场景时会出现传输效果减弱的情况，虽说重新设计电路系统会减少这一问题，从这些信息可以看出但仍存在许多问题，以后会针对红外通信系统抗干扰而展开研究；（2）本文基于NEC的低功耗红外通信系统应用范围十分广泛，但是基本实现不了远距离的数据传输，无法改变红外传输对角度的要求。改进想法：使用更强大的红外发射装置并尝试改进具体操作细节