基于dsp的紅外無線數(shù)字通信技術(shù)的研究

1、基于DSP的紅外無線數(shù)字通信技術(shù)的研究員麗瓊（西北工業(yè)大學(xué)電子信息學(xué)院，西安710082）摘要：紅外無線數(shù)字通信技術(shù)提供了一種低成本、短距離、高速率的無線通信方式，基于DSP的紅外無線數(shù)字通信系統(tǒng)具有快速、高保密、高可靠、抗干擾性強(qiáng)的特性。該文利用TMS320VC5416的芯片對(duì)紅外無線數(shù)字通信進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。通過分析紅外傳感器模塊的工作原理電路，并使用DSP的調(diào)試軟件CCS2.0對(duì)硬件電路進(jìn)行仿真、調(diào)試，最終給出了基于DSP的紅外無線數(shù)字通

2、信的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。關(guān)鍵詞：紅外無線數(shù)字通信；紅外傳感器；DSP中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)志碼：文章編號(hào)：ResearchontheinfraredwirelessdigitalcommunicationtechnologybasedonDSPYUNLiqiong(DepartmentofElectronicInfmationNthwesternPolytechnicalUniversityXian710082China)Abstract:Infra

3、redwirelessdigitalcommunicationtechnologyisusedflowcostshtrangehighspeedwirelessdigitalcommunication，researchontheDSPinfraredwirelessdigitalcommunicationsystemwithafasthighsecurityhighreliabilitystrongantijammingfeatures

4、.InthispaperthechipofTMS320VC5416canrealizetheinfraredwirelessdigitalcommunications.ByanalyzingtheprincipleofinfraredsensmodulecircuitusingtheDSPsoftwareCCS2.0todebugthehardwarecircuitemulationatlasttheexperimentpresents

5、aDSPbasedinfraredwirelessdigitalcommunicationtestresults.KeyWds:InfraredwirelessdigitalcommunicationInfraredsensDSP0引言紅外無線數(shù)字通信是一種采用紅外線作通信載體，可用于室內(nèi)外以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)及無線紅外LAN通信的技術(shù)，該技術(shù)已用于語音、數(shù)據(jù)、文件傳送、傳真、遠(yuǎn)程打印、PDA(個(gè)人數(shù)字助理)通信等領(lǐng)域，正在發(fā)展的應(yīng)用有ISDN

6、的紅外無線接入設(shè)備、分布式視頻紅外線接入、計(jì)算機(jī)紅外無線接入的軟件支持、無線紅外LANATM的紅外無線接入等，目前該技術(shù)正向高帶寬、高速度方向發(fā)展。紅外無線通信采用紅外線作為通信載體，一般采用0.9m波長左右的紅外線。調(diào)制方式一般采用ASK，QPSK，PPM等，傳輸速率為2.4kbps～16Mbps。紅外線在短距離、室內(nèi)應(yīng)用中有較大的優(yōu)勢。紅外通信成本低、速度快，而且它的帶寬幾乎不受限制。隨著數(shù)字信號(hào)處理器的不斷的發(fā)展、進(jìn)步，基于數(shù)字信

7、號(hào)處理器（DSP）的處理平臺(tái)為紅外信號(hào)的實(shí)時(shí)修正輸出奠定了良好的硬件平臺(tái)。基于TMS320VC5416的DSP實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和CC(CodeComposer)CCS(CodeComposerStudio)的集成開發(fā)環(huán)境，為紅外無線數(shù)字通信的實(shí)現(xiàn)，紅外傳感的數(shù)字傳輸提供了保證。1紅外無線數(shù)字通信原理1.1紅外輻射的基本知識(shí)紅外輻射俗稱紅外線，它是一種人眼看不見的光線。但實(shí)際上它與其他任何光線一樣，也是一種客觀存在的物質(zhì)。任何物體，只要它的溫度高

8、于絕對(duì)零度(273℃)，就會(huì)有紅外線向周圍空間輻射。紅外線的波長范圍大致在0.7～1000m的頻譜范圍之內(nèi)。相對(duì)應(yīng)的頻率大致在41014～31011Hz之間，紅外線與可見光、紫外線、x射線、γ射線和微波、無線電波一起構(gòu)成了整個(gè)無限連續(xù)電磁波譜。1.2紅外發(fā)射器紅外數(shù)據(jù)通信中使用的發(fā)射器一般采用峰值波長為：(1)??22sin0ncncncng???????????????，0，程序的工具，它便于實(shí)時(shí)、嵌入式信號(hào)處理程序的編制和測試，它能

9、夠加速開發(fā)進(jìn)程，提高工作效率。CCS提供了基本的代碼生成工具，它們具有一系列的調(diào)試、分析能力。CCS支持如圖3所示的開發(fā)周期的所有階段。圖3軟件開發(fā)周期3.2紅外傳感器模塊調(diào)試紅外傳感器模塊由紅外對(duì)管和人體紅外傳感器兩部分組成。（1）紅外對(duì)管電路該傳感器由一只紅外發(fā)射管和一只紅外接收管組成。紅外發(fā)射管的用法和普通LED發(fā)光二極管的用法相同，接收管的用法如圖4所示。圖4LED接收管的用法當(dāng)接收管接收到紅外線時(shí)，輸出VOUT=VCC；未接收

10、到紅外線時(shí)，VCC=0；紅外對(duì)管原理如圖5所示。VCCVCCR1TXLED74LS04R19D2LEDR1274LS04TNVCC74LS0474LS04D1LEDTNRXLEDR2圖5紅外對(duì)管工作原理IN、OUT分別對(duì)應(yīng)于模塊上INPUT、OUTPUT插孔，TX為發(fā)射管，RX為接收管。IN為高電平時(shí)，TX不發(fā)射紅外線，D2指示燈不亮；IN為低電平時(shí)，TX發(fā)射紅外線，D2被點(diǎn)亮。若RX接收到紅外線，則OUT端輸出低電平，D1不亮。該電路

11、還可用于串行發(fā)送、接收數(shù)據(jù)。（2）人體紅外傳感器電路人體紅外傳感器用于檢測人體發(fā)出的特定波長的紅外線，進(jìn)行非接觸式距離較遠(yuǎn)的檢測。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外形如圖6所示。23123V地132輸出1圖6人體紅外傳感器傳感器的光譜范圍為1~10μm中心為6μm，均處于紅外波段，是由裝在金屬外殼上的硅窗的光學(xué)特性所決定的。另外傳感器外部有一白色半球形菲涅爾透鏡，能有效聚集人體發(fā)出的紅外線，提高傳感器的靈敏度。其工作電壓為3~5V。當(dāng)人體進(jìn)入傳感器感測區(qū)域

12、時(shí)，傳感器接收到頻率為0.1~8Hz的人體紅外信號(hào)，2管腳輸出微弱的交流信號(hào)，經(jīng)放大后可由CPU進(jìn)行處理。紅外線信號(hào)處理電路如下圖7所示。傳感器2腳的輸出信號(hào)經(jīng)兩極放大后，從LM324的7腳輸出，信號(hào)幅度為0.5～5V，直流分量為3V。（注：直流分量的大小用戶可根據(jù)電路自行分析）DL1、DL2、R12、R13、R14、R15組成雙門6電壓比較器。若LM324的7腳無信號(hào)輸出，則J2（對(duì)應(yīng)于模塊上的V插孔）為3.3V，J3（對(duì)應(yīng)于模塊上V