毕业设计开题报告-151

本科毕业设计（论文）开题报告对题目的陈述一.文献综述选题意义红外通信是利用红外光来实现两点间的近距离保密通信和信息转发的技术，是目前使用较广泛的一种通信手段。红外通信的最大特点在于它替代了传统的线缆连接，摆脱了不同平台设备连接时对于特制接口的要求，使得跨平台设备间的数据交换得以简化。红外线通信同时也是一种廉价、近距离、无线、低功耗、保密性强、息容量大、结构简单的通讯方案。由于它的波长较短，对障碍物的衍射能力差，所以只适合于短距离无线通讯的场合，进行“点对点”的直线数据传输，因此在小型的移动设备中获得了广泛的应用。与一般无线通信方式相比，它的优点有：（1）其使手机和电脑间可以无线传输数据；（2）可以在同样具备红外接口的设备间进行信息交流；（3）同时红外接口可以省去下载或其他信息交流所发生的费用；（4）由于需要对接才能传输信息，安全性较强；正是基于上述的诸多优点，随着标准化工作的进行，红外无线通信技术已经成为一种具有广泛应用前景的无线通信技术。此次毕业设计，将运用红外通信原理以及单片机控制与接口技术，由无线红外发射/接收模块，构建基于MSP430G2553单片机的红外语音通信系统，以实现在中短距离内的红外无线通信的功能。此通信系统经过一些必要的扩展，完全可以实现通用和各种专用红外遥控器的功能。国内外研究现状自七十年代中期IBM公司发表了颇具影响的关于室内红外无线通信设计与实验的论文以来，已经有许多学者在致力于红外无线通信的研究。主要研究领域包括：红外无线通信的数学模型的建立、强背景干扰下的红外无线通信链路特性的实验研究、红外无线通信调制方式的分析、红外无线通信的均衡技术、红外无线LAN的原理及多址方式研究、红外无线接收发射的空间分集研究等。目前，主要研究工作集中在国外。美国加州大学Berkeley分校，在IBM和HP公司的资助下进行了室内红外无线通信的研究，已实现了50Mb/s速率采用判决反馈均衡（DFE：DecisionFeedbackEqualization）技术的室内红外散射无线通信，他们的目标是要把速率提高到100Mb/s以上；美国新泽西州恩格尔伍德的Canon公司1996年5月采用红外(IR)光，生产出一种红外射束通信系统。该系统中每个分系统的组成单元都有一台射束设备或收发信机、一台控制设备或基站设备。其中一个分系统传送数据，而另一个设计成传送视频和话音。国内对红外无线通信研究很少。电子科技大学研究了室内红外无线通信的性能，用DFE和LMS（LeastMeanSquare：小均方差）算法调节系数，对速率达到100Mb/S的室内通信进行了仿真。桂林电子科技大学已实现了4Mb/s和16Mb/s的红外无线通信，分别实现了基于ISA总线的4Mb/s红外无线计算机通信卡和基于PCI总线的16Mb/s红外控制器的设计。目前，红外无线通信已经广泛应用于各种设备，一些移动终端如掌上型电脑、个人数字助理、移动电话等都已经安装了红外无线通信器件。预计在不久的将来，红外技术将在通信领域得到普遍应用，数字蜂窝电话、寻呼机、付费电话等都将采用红外技术。红外技术的推广意味着膝上计算机用户不用电缆连接的新潮即将到来。

另外，由于红外通信具有隐蔽性，保密性强，故国外军事通信机构历来重视这一技术的开发和应用。这一技术在军事隐蔽通信，特别是军事机密机构、边海防的端对端通信中将发挥出重要的作用。正如前面所述，它还将对计算机技术产生冲击，对未来数据通信产生重大影响。主要研究内容（1）红外光通信装置利用红外发光管和红外光接收模块作为收发器件，用来定向传输语音信号，传输距离为2m。（2）传输的语音信号可采用话筒或Φ3.5mm的音频插孔线路输入，也可由低频信号源输入；频率范围为300~3400Hz。（3）接收的声音应无明显失真。当发射端输入语音信号改为800Hz单音信号时，在8Ω电阻负载上，接收装置的输出电压有效值不小于0.4V。不改变电路状态，减小发射端输入信号的幅度至0V，采用低频毫伏表（低频毫伏表为有效值显示，频率响应范围低端不大于10Hz、高端不小于1MHz）测量此时接收装置输出端噪声电压，读数不大于0.1V。如果接收装置设有静噪功能，必须关闭该功能进行上述测试。（4）当接收装置不能接收发射端发射的信号时，要用发光管指示。技术方法本设计采用MSP430G2553单片机作为发射端和接收端的核心控制器件，无需利用专用的编解码芯片来实现发收端的编解码,而是应用MSP430G2553单片机，通过单片机的编、解码程序来实现红外信号的收发,从而实现红外光通信功能。二．课题研究的方案设计（方法、手段、技术路线、可行性论证）系统总体框图：（1）开发平台的方案采用TI公司生产的MSP430G2553作为控制器。该单片机是16位超低功耗的混合信号处理器，以低功耗著称，指令执行速度快，功能强大，并且将许多模拟电路、数字电路和微处理器集成在一个芯片上，内置ADC电路，方便模拟数据的采集，并可在线仿真调试，大大简化了系统开发调试的复杂度。（2）语音输入方案采用直径3.5mm的音频插孔线路输入。用音频插孔线路可方便外接MP3或手机等发声器件，音频信号通过音频插孔线路输入到附近的音频接收器，音频资料的选择方便，聚集性好，效率高。（3）红外发光管驱动方案用3个小功率发射管串联驱动。流过小功率管的电流一定，不增加其功耗，而且可以大大加强发光强度；扩大传输距离。如图1。图1发光二极管的串联驱动（4）红外光的调制方案采用MSP430G2553单片机作为发射端和接收端的核心控制器件，无需利用专用的编解码芯片来实现发收端的编解码,通过单片机的编、解码程序来实现红外信号的收发,从而实现红外光通信功能。这样不但能够有效传输数据，而且传输的距离更远，抗干扰性也最好，数据传输的速率更高，性能更稳定。且无需复杂的外围电路，既可实现稳定的系统设计，又可以使成本控制在很低的范围。（5）红外光的接收方案（6）红外通信系统的程序设计本系统的控制功能主要包括发射端的音频信号输入，接收端的译码读出以及驱动功放发声控制等功能。下面是对红外发射、红外接收软件程序设计的流程图。数据发送程序流程图：数据接收程序流程图：三．主要进度安排3月1日至3月18日开题报告3月19日至3月28日全面掌握红外通信的设计方法以及资料的收集和翻译3月29日至4月20日采用MSP430系列单片机G2553为核心组建硬件系统（包括外围电路的连接及测试）4月21日至5月15日采用C语言编写应用程序并调试通过5月16日至5月30日系统功能测试、结果分析5月30日至6月14日书写论文6月14日至6月20日论文答辩四.参考文献目录[1]李晓楠.一种通过编码实现红外传递语音信号的系统设计[期刊论文].哈尔滨师范大学自然科学学报.2012(1)[2]徐海峰，刘贤德.国外无线红外数字通信的研究[J].红外技术.1998，20（3）：31~36[3]晋良念，王应生，邹传云.甚高速红外VFIR控制器的设计与实现[J].电子技术应用.2003.29(5):50-53[4]MarshGM，KahnJM.50-MbpsDiffuseInfraredFree-SpaceLink.UsingOn-offKeyingwithDecision-FeedbackEqualization[J].IEEE.PhotonicsTechnologyLetters，1994,6（10）：1268~1270学生（签名）：张洪嘉2014年3对开题报告的审查意见指导教师意见（1.对“