文献综述修改

1、成绩:西安建筑科技大学毕业设计 (论文文献综述院(系:信息与控制工程学院专业班级:自动化0801毕业设计:论文方向综述题目:红外遥控技术研究学生姓名:学号:指导教师:年月日红外遥控技术研究摘要:本文是对红外技术各种文献的总结与表述,其中包括红外无线遥控技术的概念,发展,市场应用领域与编码方法。前言进入二十一世纪以来各种电子信息技术进入高速发展阶段,包括信息系统技术微电子、计算机和现代通信技术、传感器技术,这也包括红外线技术,红外线是一种人的肉眼看不见的光线,最近二三十年来,初露头角的红外技术,在各个领域里获得了广泛的应用。开始应用到生产上,并形成了一门崭新的技术红外遥控技术。红外遥控技术是红外

2、技术、红外通讯技术和遥控技术的结合。红外遥控的特点是不影响周边环境、不干扰其他电器设备。由于红外线在频谱上位于可见光之外,所以抗干扰性强,具有光波的直线传播特性,不易产生相互间的干扰,是很好的信息传输媒体。红外遥控技术十年来得到了迅猛发展,在家电和其他电子领域都得到了广泛应用。随着生活水平的提高,人们对产品的追求是使用更方便、更具智能化,红外遥控技术正是一个重点的发展方向。红外遥控是一种无线、非接触控制技术,具有抗干扰能力强,信息传输可靠,功耗低,成本低,易实现等显著优点,被诸多电子设备特别是家用电器广泛采用,并越来越多的应用到计算机系统中1。1红外技术的基本概念红外光又称红外辐射或红外线,它

3、是一种人眼不可见的光波,是由物质内部的分子、原子的运动所产生的电磁辐射,是电磁频谱的一部分, 其波段介于可见光和微波波段之间(0.761000 微米。通常按波长把红外光谱分成 4 个波段:近红外(0.763 微米、中红外(36 微米、中远红外(620 微米和远红外(201000 微米。自然界中的一切物体,只要它的温度高于绝对零度就存在分子和原子无规则的运动,其表面就会不断地辐射红外线,温度越高辐射红外线的强度也越大。自从1800 年英国天文学家 F·W·Herschel 发现红外辐射至今,红外技术发展经历了两个多世纪。从那时起,红外辐射和红外元件、部件的科学研究逐步发展,但

4、发展速度比较缓慢,直到 1940 年前后才真正出现现代红外技术。当时,德国研制成硫化铅和几种红外透射材料,利用这些元件制成了一些军用红外系统1。红外技术发展的先导是红外探测器。1800 年F·W·Herschel。发现红外辐射时使用的是水银温度计,这是最原始的热敏型红外探测器。1830 年以后,相继研制出温差电偶的热敏探测器、测辐射热计等。在1940 年以前,研制成的红外探测器主要都是热敏探测器。19 世纪,科学家们使用热敏型红外探测器认识了红外辐射的特性及其规律,证明了红外线与可见光具有同样的物理性质,遵守相同的规律。它们是电磁波之一,具有波动性,其传播速度都是光速、波长

5、是它们的参数并可以测量。20世纪初,测量了大量的有机物质和无机物质的吸收、发射和反射光谱,证明了红外技术在物质分析中的价值。20 世纪30 年代,首次出现红外光谱以后,它发展成在物质分析中不可缺少仪器。40 年代初,光电型红外探测器问世,以硫化铅红外探测器为代表的这类探测器,其性能优良、结构牢靠。50 年代,半导体物理学、量子力学等学科的迅速发展,许多可用于红外探测的物理现象和效应,使光电型红外探测器得到新的推动2。到60 年初期,对于13、35 和813 微米三个重要的大气窗口都有了性能优良的红外探测器。在同一时期内,固体物理、光学、电子学、精密机械和微型致冷器等方面的发展,使红外技术在军、

6、民两用方面都得到了广泛的应用。在红外技术的发展中,需要特别指出的是:60 年代激光的出现极大地影响了红外技术的发展,很多重要的激光器件都在红外波段,其相干性便于移用电子技术中的外差接收技术,使雷达和通信都可以在红外波段实现,并可获得更高的分辨率和更大的信息容量。在此之前,红外技术仅仅能探测非相干红外光,外差接收技术用于红外探测,使探测性能比功率探测高出好几个数量级。另外,由于这类应用的需要,促使出现新的探测器件和新的辐射传输方式,推动红外技术向更先进的方向发展3。红外技术的优点:(1环境适应性好,在夜间和恶劣天气下的工作能力优于可见光;(2隐蔽性好,不易被干扰;(3于是靠目标和背景之间、目标各

7、部分之间的温度形成的红外辐射差进行探测,因而识别伪装目标的能力优于可见光;(4红外系统的体积小,重量轻,功耗低;(5成本低、速度快,而且带宽几乎不受限制。2.红外通信技术简介红外通讯技术利用红外线来传递数据,是无线通讯技术的一种。红外通讯技术不需要实体连线,简单易用且实现成本较低,因而广泛应用于小型移动设备互换数据和电器设备的控制中,例如笔记本电脑、PDA、移动电话之间或与电脑之间进行数据交换,电视机、空调、VCD的遥控等。红外通讯技术一般采用红外光波段内的近红外线,波长在0.75m 至 25m 之间4。由于红外线的波长较短,对障碍物的衍射能力较差,所以红外通讯技术更适合应用在短距离无线通讯的

8、场合。目前,红外通讯主要应用于数据通信和遥控这两方面。数据的红外通信具有数据传输量大,传输速率高等特点,但距离较近,至多可达到 1m;红外遥控所需传输的数据量较小,一般仅为几个至几十个字节的控制码,传输距离相对较远(小于 10 米。由于红外线的直射特性,红外通讯技术不适合传输障碍较多的地方,因此红外通讯技术多数情况下传输距离短、传输速率不高。为解决多种设备之间的互连互通问题,1993 年成立了红外数据协会(IrDA, Infrared Data Association以建立统一的红外数据通讯标准3。3.遥控技术的发展到底是谁发明了第一个遥控器已无可考证了。但最早的遥控器之一,是一个叫尼古拉&#

9、183;特斯拉(Nikola Tesla(1856- 1943的发明家(他曾经为爱迪生工作,同样被誉为天才发明家在 1898 年时开发出来的(美国专利613809 号,叫做“Method of and Apparatus for Controlling Mechanism of Mov-ing Vehicle or Vehicles”。到了 60 年代初,一些发达国家开始研究民用产品的遥控技术,但由于受当时技术条件的限制,遥控技术发展很缓慢。70年代末,随着大规模集成电路和计算机技术的发展,遥控技术才得到快速发展。在遥控方式上大体经历了从有线到无线的超声波、从振动子到红外线、再到使用总线的微机

10、红外遥控这样几个阶段。无论采用何种方式,准确无误地传输信号,最终达到满意的控制效果是非常重要的。最初的无线遥控装置采用的是电磁波传输信号,由于电磁波容易产生干扰,也易受干扰,因此逐渐采用超声波和红外线媒介来传输信号。与红外线相比,超声传感器频带窄,所能携带的信息量少,易受干扰而引起误动作。较为理想的是光控方式,采用红外线的遥控方式逐渐取代了超声波遥控方式,出现了红外线多功能遥控器,并且成为当今时代的主流。由于红外线在频谱上位于可见光之外,所以抗干扰性强,具有光波的直线传播特性,不易产生相互间的干扰,是很好的信息传输媒体。信息可以直接对红外光进行调制传输,例如,信息直接调制红外光的强弱进行传输,

11、也可以用红外线产生一定频率的载波,再用信息对载波进调制,接收端再去掉载波,取到信息。从信息的可靠传输来说,后一种方法更好,这就是目前大多数红外遥控器所采用的方法。红外遥控技术在这十年来得到了迅猛发展,在家电和其他电子领域都得到了广泛应用。随着生活水平的提高,人们对产品的追求是使用更方便、更具智能化,红外遥控技术正是一个重点的发展方向6。红外遥控是目前家用电器中用得较多的遥控方式,在车载影音导航系统也被广泛的应用。红外遥控的特点是不影响周边环境、不干扰其他电器设备。由于其无法穿透墙壁,故不同房间的家用电器可使用通用的遥控器而不会产生相互干扰;电路调试简单,只要按给定电路连接无误,一般不需任何调试

12、即可投入工作;编解码容易,可进行多路遥控。由于各生产厂家生产了大量红外遥控专用集成电路,需要时按图索骥即可。因此,现在红外遥控在家用电器、近距离(小于10 米遥控中得到了广泛的应用。4红外遥控技术的应用自2005年起,台湾与中国大陆遥控设备产量约占全球总产量的80%,且受海外市场对家用自动化与娱乐应用产品需求的快速增长的刺激,其出口总值仍在上升。近年来,随着遥控制造产业的不断成熟,遥控器市场竞争十分激烈,遥控器的价格也出现下滑趋势,但高端产品的价格上升势头较好,因此,在未来一两年内,国内供应商主要生产中低端红外产品,而技术较强的台湾同行则将把重点集中在高端红外线或转向射频遥控器。由于国内及香港

13、供应商可提供多种规格的红外线遥控器,而台湾制造商则转向采用更新的技术,因此,中国制造商可为海外买家提供各种规格的遥控器5。除了国外市场,国内自身的需求量也十分巨大。就拿福建省来说,福建是国内的电子大省之一,厦华、厦新、万利达和灿坤等电子厂商对红外遥控设备需求量十分巨大,而福建省内主要的红外遥控设备厂商是厦门华联,其每年对红外遥控芯片的需求量在两千万以上。由此可见,发展红外遥控技术,不但有巨大的市场前景,促进整个相关行业的发展7。4.1红外遥控技术在智能家居中的应用红外遥控器由于其体积小、功耗低、功能强、成本低的特点,已经在家电产品设备中广泛应用。现代智能化仪器仪表系统、智能家居设备中的控制输入

14、也较多地使用红外遥控器,如智能电表、智能窗帘、智能浴缸等等。红外遥控有发送和接收两个组成部分。发送端采用单片机将待发送的二进制信号编码调制为一系列的脉冲串信号,通过红外发射管发射红外信号。红外接收端普遍采用价格便宜,性能可靠的一体化红外接收头(如HS0083,它接收红外信号频率为38KHZ,周期约26us接收红外信号,它同时对信号进行放大、检波、整形,得到TTL电平的编码信号,在发送给单片机,经单片机编码并执行去控制相关对象8。4.2红外遥控技术在工业仪表中的应用外遥控在工业控制中具有广阔的应用前景。在工业控制现场,常有一些难于用有线通信实现控制的场所,使用红外遥控,是一种非常简便、经济的选择

15、。我们在近年的科研工作中,在易燃易爆和野外工作的环境中运用红外遥控技术,对低压电气设备进行遥控、代替键盘发送控制指令等.都获得了满意的效果。4.3红外遥控技术在军事中的应用红外技术首先是在军事应用中发展起来的, 至今仍在军事应用中起着至关重要的作用。红外技术在军事应用中主要有: 红外侦察, 红外制导、红外夜视、红外隐身等。红外技术是未来高科技局部战争的主要技术之一, 未来高科技局部战争必然是在高强度电子对抗条件下进行的, 夜间或恶劣气候下的战斗可能性较大, 此时红外系统被动工作的优越性将会更加充分的显示出来, 获得战场信息占优势, 对夺取战斗的胜利和减少损失具有决定性的作用9。5.红外遥控系统

16、组成红外遥控系统主要由遥控发射器、一体化接收头、单片机、接口电路组成,如图一所示。遥控器用来产生遥控编码脉冲,驱动红外发射管输出红外遥控信号,遥控接收头完成对遥控信号的放大、检波、整形、解调出遥控编码脉冲。遥控编码脉冲是一组串行二进制码,对于一般的红外遥控系统,此串行码输入到微控制器,由其内部CPU完成对遥控指令解码,并执行相应的遥控功能。使用遥控器作为控制系统的输入,需要解决如下几个关键问题:如何接收红外遥控信号;如何识别红外遥控信号以及解码软件的设计、控制程序的设计。红外遥控的发射电路是采用红外发光二极管来发出经过调制的红外光波;红外接收电路由红外接收二极管、三极管或硅光电池组成,它们将红

17、外发射器发射的红外光转换为相应的电信号,再送后置放大器。发射机一般由指令键(或操作杆、指令编码系统、调制电路、驱动电路、发射电路等几部分组成。当按下指令键或推动操作杆时,指令编码电路产生所需的指令编码信号,指令编码信号对载波进行调制,再由驱动电路进行功率放大后由发射电路向外发射经调制定的指令编码信号。接收电路一般由接收电路、放大电路、调制电路、指令译码电路、驱动电路、执行电路(机构等几部分组成。接收电路将发射器发出的已调制的编码指令信号接收下来,并进行放大后送解调电路,解调电路将已调制的指令编码信号解调出来,即还原为编码信号。指令译码器将编码指令信号进行译码,最后由驱动电路来驱动执行电路实现各

18、种指令的操作控制(机构10。信息与控制工程学院毕业设计（论文）文献综述 6.红外遥控技术编码方法 红外编码技术有多种调制方式，分男日由不同公司根据对红外传输的研 究独立开发形成的，主要包括时问调制 2、相位调制、电平调制 3、特殊调制 和无载波调制 4 共五种，前四种调制方式的高电平一般是由 38 KHz 的载波信 11 号组成，其占空比一般为 1：3在此分别对这五种调制方式逐一分析 。 6.1 时间调制技术 时间调制技术时间调制技术采用了一个高电平与一个低电平的组合来表 示一个逻辑，Logic 0 和 Logic 1 的区别在于其低电平的时间长度不一样， 其高电平的时间往往是一致的使用时间调

19、制技术的红外遥控编码方案中最 经典的要数 NEC 格式。 6.2 相位调制技术 相位调制技术相位调制技术也是采用了一个高电平与一个低电平的组合 来表示一个逻辑，LogicO 和 Logicl 的区别在于其高低电平的时间位置不一 样即相位不同，其高低电平的时问往往是一致的使用时间调制技术的红外 遥控编码方案中最经典的要数 RC5 格式 6(也称为 Philips3010。 6.3 电平调制技术 电平调制技术电平调制技术直接由电平的高低表示不同逻辑的方式，也 就是采用了一个高电平表示一个逻辑，一个低电平表示另一个逻辑，比如高 电平表示 LogicO 而低电平表示 Logicl， 其高低电平的时间往

20、往是相等的 这 种逻辑定义最容易理解但使用率并不高。 64 特殊调制技术 特殊调制技术特殊调制技术与时间调制技术相似，所不同的是时间调制 格式的逻辑定义中只有逻辑 0 和 1，而特殊调制格式的逻辑定义中有逻辑 0、 1、2 甚至还有逻辑 3这种逻辑定义使用率也不高 12。 信息与控制工程学院毕业设计（论文）文献综述 6.5 无载波调制技术 无载波调制也就是其高电平中是没有载波的，考虑到发射管承受能力， 其高电平时问很短，一般只有十到几十微秒，靠低电平时间的长短来区别不 13 同逻辑，出错率抗干扰性较前几种稍差，很少使用 。 信息与控制工程学院毕业设计（论文）文献综述 总结 红外技术在这十年来得到了迅猛发展，在家电和其他电