湖北理工学院毕业设计(论文)doc
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2019-10-22 09:41

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  定向通信装置设计与制作摘 要 本系统设计的是一个基于红外传输的定向无线通信装置,实现了模拟语音信号和数字信号的定向传输实现的功能有语音信号的传输,温度,且还能传送文字图形等消息2m,最大距离处误码率低至10-4,语音信号无明显失线Kbit/s以上;且功耗低 本系统的创新点是在同一信道上,能同时传输模拟信号和数字信号;另外此系统还增设了红外中继转发节点,已实现对信号传输方向的定向改变以及延长红外通信距离,解决了传统红外通信视距传播的缺点关键词:红外传输;频率调制;定向通信;中继转发;Abstract The system design is based on a directional wireless communication devices infrared transmission. This device is an infrared transmission medium by infrared frequency modulation, the analog voice signal and directional transmission of digital signals. The function of this device to achieve transfer, temperature, time, etc. The real-time digital signal transmitting voice and graphics, but also send text messages. This means the maximum communication distance up to 3m, the maximum distance error rate to 10-4, the speech signal without significant distortion; data transfer rate 9.6Kbit / s or more; and low power consumption. ???? The innovation of this system is the same channel that can transmit both analog and digital signals; addition, this system also added an infrared relaying node, has achieved the directional change of direction and extending the signal transmission distance infrared communication to solve the traditional infrared communication sight propagation shortcomings. Keywords: infrared transmission; frequency modulation; directional communication; relaying; 目 录1 绪论 1 1.1 引言 1 1.2技术背景综述 1 1.3本论文的主要内容 2 2 系统方案设计 3 2.1 总体方案设计 3 2.2 技术指标 3 2.3 系统工作原理 4 3 硬件设计与实现 5 3.1 红外发射部分 5 3.1.1 语音信号的调制原理 5 3.1.2 语音信号的调制电路设计 6 3.1.3 数字信号的调制原理 7 3.1.4 数字信号的调制电路设计 8 3.1.5 温度采集电路的设计 8 3.1.6 时钟电路的设计 9 3.2 红外接收部分 10 3.2.1前置放大电路的设计 10 3.2.2 FM信号的解调原理 11 3.2.3 FM信号的解调电路设计 12 3.2.4 2FSK信号的解调原理 13 3.2.5 2FSK信号的解调电路设计 14 3.2.6 液晶显示电路 15 3.3 中继转发节点部分 16 3.3.1 中继转发节点电路设计 16 4 软件设计 18 4.1红外发射部分 18 4.1.1 红外发射程序流程图 18 4.1.2 信道编码及红外发送子程序 19 4.2红外接收部分 20 4.2.1红外接收程序流程图 20 4.2.2 红外接收及解码子程序 21 5 电路测试及结果分析 22 5.1 问题分析与解决 22 5.2 模拟信号的测试 22 5.3 数字信号的测试 23 5.4 数据记录 23 5.4.1测试条件 23 5.4.2数据记录 24 5.5 测试结果分析 25 5.6 实验结论 26 6总结和展望 27 6.1总结 27 6.2展望 27 致谢 29 参考文献 30 附录A 完整电路原理图 31 附录B 完整实物图 34 1 绪论1.1 引言随着社会的进步,科学技术的飞速发展,无线通信技术迅猛发展,近距离无线通信技术也开始广泛的使用,目前蓝牙Wifi已成为近距离无线通信的主流,然而它们也有些不可避免的缺陷,如成本高,设计复杂,功耗也很大,不易受电磁波的干扰,因而红外无线通信技术也开始迅速崛起,其传输速率也在不断提高,对障碍物的衍射能力比较差,因此只适合于短距离的无线通信 本文主要介绍的是利用红外通信原理以及单片机控制,构建了一个基于单片机的红外语音信号及数字信号的通信系统,该设计以红外线作为传输载体,实现了信号的无线传输,因此也称之为定向通信,成本低,设备体积小,红外线发射角度比较小,安全性能较高,它是一种视距传输,两个通信设备进行通信时必须对准,而且只能用于两台设备之间的连接,中间不能有物体阻隔WiFi就没有此限制,且不受墙壁的阻隔1.2技术背景综述自本世纪70年代中期IBM公司发表了关于红外无线通信设计的论文以来,人们对于红外无线通信的研究就从来没有停止过:红外通信调制方式的研究LAN的原理通信的均衡技术[1]?1998年,日本胜利公司研发出一种商用室内无线红外通信系统-VIPSLAN-10[2],成为第一个完全适于与以太网互联的无线年Spectrix公司生产了一种商用系统[3],可供1000m2覆盖范围内的所有的用户同时互联通信,国内的红外无线通信方面的研究起步较晚2005年,浙江工业大学利用室内漫反射的无线红外光作为信息载体,使用大面积PIII探测器和高灵敏度接收电路制作了无线M传输速率的无线]近几年来红外线传输技术有了很大的发展,烟雾探测器,红外报警系统几乎都是采用的红外无线传输技术,红外传输方式的最大优点是不易受电磁波的干扰,且对红外线的使用频率不用受国家无线管理委员会的限制,红外线的透过性较差,因而传输距离受到很大限制750nm至1mm之间,它是一种人眼看不到的光线,为了保障不同厂家生产的红外产品能够获取最佳的通信效果,红外通信协会将红外数据通信所选用的光波波长范围限制在850nm至900nm之间近些年,随着智能化设备的遍及,红外无线通信技术因其抗电磁干扰能力强,因而被广泛应用于智能机器人,智能家电,智能家居的设计,采用红外通信的优点是成本低,从而成为室内手持遥控器设计的首选[5],在有高压,红外通信系统也以其可靠和隔离电气干扰等特性而深受设计者的喜爱[6].1.3本论文的主要内容,同时能实时传输温度?时间?文字及图形等数字信息?本文主要从硬件和软件部分着手通过多种方案论证,确定最终的系统设计方案?所涉及的主要硬件模块包括红外发射模块?红外接收模块和红外中继转发节点模块?其中红外发射模块主要由主控制器?液晶显示?键盘电路,调制器和红外驱动电路等组成? 红外接收模块由主控制器?液晶显示?解调器和红外接收电路组成?中继转发节点模块的功能主要是改变通信的传输方向和提高传输距离?软件方面主要完成实时温度采集?时间的读取?红外发送和红外接收,并通过液晶显示接收到的信息? 2 系统方案设计2.1 总体方案设计采用红外通信技术实现定向传输,实现两点之间的近距离通信无需申请频率的使用权,成本低,设备体积小,红外通信还具有安全性能高,无有害辐射等优点,由于受视距影响,其传输距离很短,因此红外通信适合于室内通信STC89C52作为核心控制器,用LCD12864作为显示器,通信方式采用模拟通信和数字通信两种方式?即语音信号采用频率调制(FM)方式,数字信号采用二进制频移键控(2FSK)方式?再用已调制信号驱动红外发射管,红外接收管将接收到的信号送给后续电路进行处理,还原出语音信号和数字信号?系统结构图如图2-1所示: 图2-1 系统总体结构框图2.2 技术指标2m以上; 单5V电源供电,功耗低至10mA以下; 定向改变传输方向; 数据传输速率9.6Kbit/s; 实时传输; 2.3 系统工作原理,总设计电路图见附录A?传送语音信号时,信号首先经过频率调制,输出为幅度不变,频率随调制信号变化而变化的矩形脉冲,然后直接控制红外驱动电路,通过红外发射管将以调信号发射出去?红外接收管接收到信号后经过放大滤波处理,再利用锁相环原理直接解调出语音信号?传输数字信号时,单片机首先将要发送的二进制数据以串口形式输出,再通过2FSK调制,得到的以调信号来控制红外驱动电路,再通过红外线将数据传送出去?接收端采用包络检波解调方式,再通过抽样判决器还原出二进制数据?然后送给单片机进行处理,单片机对其进行解码将解码后的信息用LCD12864显示? 3 硬件设计与实现3.1 红外发射部分3.1.1 语音信号的调制原理,首先经过频率调制,再用已调制信号驱动红外发射管,使红外线调制后发射出去?电路以CD4046锁相环为核心器件,其芯片内带有压控振荡器,当采用有源晶振作为时钟源时,能获得高稳定系数的载波频率,其调制原理如图3-1所示? 设载波 ( 3.1- 1 ) 调制信号 ,且《, ( 3.1- 2 ) 则调制信号 ( 3.1- 3 ) 令 ( 3.1 - 4 ) 再令 ( 3.1- 5 ) 则调频波的数学表达式为: ( 3.1- 6 ) 其中称之为调频指数? 图3-1 基于锁相环的频率调制3.1.2 语音信号的调制电路设计语音信号经过放大器放大后,直接加载到压控振荡器上,实现频率调制,采用1MHZ的有源晶振作为载波源,经过分频器进行四分频后得到125KHZ的载波其频率稳定度高CD4046数字锁相环的功能设计出频率调制电路,由于CD4046频率自动跟踪能力有限,其频率偏移量为载波频率的10%—15%,而载波频率为125KHZ,因此最大频偏设为15KHZ3-2所示,其中R13,R14和C3确定其最大频率及最小频率C3=220pF,已知=110KHZ,=140KHZ,根据芯片手册:由最小频率可得电阻 R13==6.577K ( 3.1- 7 ) 由于其电阻值不是标称值,因此采用10KHZ的电位器代替由最大频率可得电阻 R14//R13==5.167K ( 3.1- 8 ) 则R14 = 24K,为了便于调试,这里选取50KHZ的电位器代替 图3-2 语音信号的调制电路3.1.3 数字信号的调制原理2FSK调制方式实现二进制数字基带信号的无线传输,其实现原理框图如图3-3所示?基带信号通过直接控制电子开关实现振荡器f1和振荡器f2输出对应的频率信号,再通过加法器合成2FSK信号? 图3-3 2FSK调制原理图[7]3.1.4 数字信号的调制电路设计 本设计中数字信号采用2FSK调制方式,其中用载频f1表示符号“1”,用载频f2表示符号“0”f1为125khz,f2为62.5khz,基带信号波特率为9600bps/s,载波频率f1由高稳定度的1Mhz有源晶振通过八分频产生,载波频率f2由f1经过二次分频产生,其电路原理图如图3-4所示: 图3-4 数字信号的调制电路3.1.5 温度采集电路的设计DS18B20温度传感器,该传感器只有一个数据线与单片机相连,两者之间采用单总线是世界上第一款采用单总线接口的数字温度传感器DS18B20的主要特征有:全数字输出;采用单总线°C,温度检测范围为-55°C - +125°C[8];具有限温报警功能;内置产品序列号,便于多机挂接 图3-5 温度采集电路3.1.6 时钟电路的设计采用DS1302时钟芯片,此芯片不但可以对年,并且具有闰年补偿功能[9]DS1302有三根线与单片机相连,即RST,I/O,SCLKRST从低电平变成高电平完成一次数据传输,I/O为数据线,SCLK为时钟线位的字节,其命令控制字为C0H~FDH,奇数为读操作,偶数为写操作,数据读写时序图如图3-6所示工作时需要进行初始化,即将复位脚(RST)置为高电平并将八位地址和命令信息写入移位寄存器SCLK的上升沿时串行写入,其中前8位为访问地址,电路原理图如图3-7所示 图3-6 数据读写时序[10] 图3-7 时钟电路3.2 红外接收部分3.2.1前置放大电路的设计,由于随着传输的距离越远,红外信号越微弱,为了能使通信距离达到更远,因此需要对接收信号进行放大处理?本设计采用晶体管放大电路,放大级数为三级,每级放大倍数约为10倍,三级放大1000倍?其电路原理图如下图3-8所示: 图3-8 前置放大电路3.2.2 FM信号的解调原理NBFM信号,而非相干解调对NBFM和WBFM均使用? FM非相干解调的核心器件是鉴频器,鉴频器是由微分电路和包络检波器组成?微分器的作用是把幅度恒定的调频信号变成幅度和频率都随调制信号变化的的调幅调频信号? 即 [11] ( 3.2- 1 ) 包络检波器则滤除高频分量将其幅度的变化检出,再通过隔直电容隔去直流分量,即可得到解调器输出 ( 3.2- 2 ) 其中为鉴频器的灵敏度?接收端应采用CD4046模拟锁相环进行解调?解调时当输入为FM信号时,如果环路滤波器的带宽足够宽,能够使鉴相器输出的电压顺利通过,则压控整荡器就可以跟踪输入的FM信号,即VCO的输出便是一个与调制信号具备相同调制规律的FM波[12]VCO输出的FM波通过环路滤波器后输出的就是对FM进行解调后的信号,其原理框图如图3-9所示 图3-9 基于锁相环的FM解调 ( 3.2- 3 ) 并设相干载波 ( 3.2 - 4 ) 则乘法器输出为 ( 3.2- 5 ) 经低通滤波器后输出为 ( 3.2- 6 ) 再经微分器解调输出为 ( 3.2- 7 ) 3.2.3 FM信号的解调电路设计 本论文中采用的是锁相环解调,锁相环在窄带范围内具有频率自动跟踪能力,在窄带范围内接收端的压控整荡器产生的信号频率能自动跟踪输入的FM信号频率,再通过环路滤波器滤除高频分量则可解调出语音信号,其电路原理如图3-10所示3.1-7?3.1-8同理可求得R43 = 6.577K,R43//R44=5.167K,为了便于调试分别采用10KHZ和50KHZ的电位器代替 图3-10 FM信号解调电路 3.2.4 2FSK信号的解调原理2FSK信号常采用非相干和相干解调,本设计采用的是非相干解调,其解调原理是将2FSK信号通过两路带通滤波器后分解分解出两路2ASK信号,再分别进行解调,然后进行抽样判决?这里的抽样判决是通过对两路信号进行定时抽样再比较抽样值的大小,不用专门设置门限值?同时判决规则应与调制规则相呼应,否则判决时解调出的码元信息会全部错码?如调制时载波频率f1表示符号”1”,则接收时判决器应判决为”1”,反之则判为”0”?其解调原理如下图3-11所示: 图3-11 2FSK非相干解调原理图3.2.5 2FSK信号的解调电路设计2FSK信号的解调电路,接收信号首先经过限幅处理,再通过上下两路有源带通滤波器,分别提取出不同的载波信息,然后通过包络检波器和抽样判决器解调出数字基带信号,其电路原理如图3-12所示?电路性能参数设计: 通带增益 (3.2- 8) 中心频率 (3.2- 9) 通带带宽 (3.2- 10) 令C1=C2=C=220pF,=R,4.7K,由3.1.3可知=f1=125KHZ取B=30KHZ,由公式3.2-9可计算出R=5.787K,由公式3.2-10可计算=7.6K? 同理令C8=C9=C=220pF,=,4.7K,可计算出=11.575K,7.6K? 图3-12 2FSK解调原理图3.2.6 液晶显示电路 STC89C52单片机和LCD12864显示电路共同构成,液晶显示器用于显示接收到的温度?时间?文字和图像等信息?单片机的主要功能数据解码和控制液晶显示器?LCD12864是一种具有串行和并行两种控制方式,内部含有简体中文字库的液晶显示模块,其分辨率为128×64,内置128个16*8点ASCII字符集和8192个16*16 点汉字[13],能够同时显示8×4个16×16点阵的汉字,也可以显示图形,电路结构简单,显示程序简洁,且价格低廉LCD12864液晶进行显示,电路原理如图3-13所示: 图3-13 液晶显示电路3.3 中继转发节点部分3.3.1 中继转发节点电路设计,而且能任意改变传输方向?此电路有放大电路和红外驱动电路组成,放大电路采用晶体三极管为放大器件,并经过了三级放大,红外驱动电路采用的是74HC系列驱动器,其驱动能力强,频率响应快?另外此电路还设有信号检测装置?当接收到信号时,信号指示灯就会点亮,反之信号指示灯熄灭?其电路原理图如图3-14所示? 图3-14 中继转发节点电路4 软件设计4.1红外发射部分 红外发射部分包括系统主程序DS1302时钟芯片驱动子程序DS18B20温度传感器驱动程序,首先要进行初始化,以便系统能够正常工作?单片机控制的部分包括DS1302时钟芯片?DS18B20温度传感器?液晶显示器和通道选择控制?单片机与DS1302进行SPI通信,单片机可向芯片进行读写操作,以此来进行时间设定和读取?DS18B20为单总线通信模式,它只有一根数据线与单片机连接,温度检测精度可达±0.1度? 4.1.1 红外发射程序流程图 单片机内部设有定时器,定时溢出后,单片机就会将当前温度和时间进行特殊编码后,以串口形式发送出去?当数据发送完毕后,程序会跳转至初始化之后重新运行程序,以此周而复始的工作,其程序流程图如图4-1所示: 图4-1 红外发射程序流程图4.1.2 信道编码及红外发送子程序 信道编码方式16比特的识别码,以便接收端能正确解码?编码完成后将编码好的数据以串口方式发送出去,其程序代码如下? void Key_TXD() //扫描是否发送数据{ uchar i,*DData;//定义一个数组,用于存放时间等信息 uint Test_Deg; //定义一个整形变量,将读取的温度值存储在此变量中 static uchar m=1,n=0; if(m==1) { m=0; n=30; kongzhi = 0;//选择数字通道 SBUF = CODE1;//发送识别码1 while(!TI); //等待发送完毕TI = 0; //发送完毕后,软件将串口发送标志位置零 SBUF = CODE2;//发送识别码2 while(!TI); //等待发送完毕 TI = 0;//发送完毕后,软件将串口发送标志位置零 DData = ReadTime_Ds1302(); //获取时间,准备发送数据 for(i=0;i7;i++) 发送时间信息 { SBUF = DData[i];while(!TI);TI = 0;} Test_Deg = Readtemp(); //获取温度,准备发送数据 SBUF = Test_Deg/256; //发送高8位, 发送温度信息 while(!TI); TI = 0; SBUF = Test_Deg%256; //发送低8位 while(!TI); TI = 0; kongzhi = 1; } Else //延时发送 { n--; if(n == 0) m=1;}} 4.2红外接收部分4.2.1红外接收程序流程图 红外接收部分包括系统主程序16倍速率开始进行采样,将采样的值存入SBUF缓存器中,一次写入八个比特?数据接收完后,开始对数据进行对应的解码?并判断解码是否出错,当有错误时,直接删除接收的数据,等待下一次数据接收,反之,则解码后的数据用LCD12864进行显示,其接收程序流程图如图4-2所示: 图4-2 红外接收程序流程图4.2.2 红外接收及解码子程序 //串口中断函数void ser(void) interrupt 4 //采用串口模式接收数据{ static uchar a,b; RI = 0; //串口中断标志位清0 if(flag==0)//引导码判别,共有16位引导码 一次接收8比特,分两次接收 { a = SBUF; flag++;} //接收第一个引导码 else if(flag==1) //引导码判别 { b = SBUF; flag++;//接收第二个引导码 if(a==CODE1&&b==CODE2) { c=1;a=0;b=0 ; } //设置接收模式1 else if(a==CODE3&&b==CODE4) { a=0;b=0; c=2;} //设置接收模式2 } else if(flag==2) //准备接收数据 switch(c) { case 0: flag = 0;break; case 1: //模式1,接收温度,时间 data1[i] = SBUF; i++; //数据存放于一个数组 if(i=9) { i=0;flag = 0;c = 0 ;}break; case 2: //模式2,接收图形,文字 Data[i] = SBUF;i++; if(i=16) { i=0;mark=1;}break; } else flag = 0; } 5 电路测试及结果分析 5.1 问题分析与解决 在调试过程中,遇到了很多我所忽略的问题,不论在任何位置接收端用示波器始终观察不到接收信号,通过分析以及查找相关资料,可能是接收管与发送管不匹配,将其更换为波长为850nm的红外发射管和接收管后,能够正常接收红外信号,误码率时大时小,不能正常接收数据,通过观察示波器上的定时脉冲序列波形,其相位一直在漂移,由此说明在抽样判决时没有达到位同步,最后利用单片机的外部下降沿中断,来提取位同步信息,最终实现了位同步,误码率大大减小FM信号时,信号失真较大,声音较模糊,通过分析可能是锁相环不能够对输入信号进行快速频率跟踪,导致锁相环处于失锁状态,通过调整相关参数增加环路滤波器的带宽,使锁相环捕捉信号频率所需时间大大降低,因此解调出的信号失真度也得到了很大程度的降低? 5.2 模拟信号的测试 在通信距离为1.5m时,在输入端接入幅度为150mV,频率为3.10KHZ的正弦波,通过示波器可以观察输入端的波形和解调器输出端的波形,如下图5-1所示,可知,解调后的波形与输入端的波形基本相同,说明系统能正常的进行模拟通信图5-1 语音信号输入波形与解调输出波形5.3 数字信号的测试 在数据传输率为9600bit/s,通信距离为1.5m时,通过示波器观察数字信号的输入端和解调器的输出端的波形,如图5-2所示,解调后的波形与输入端的波形完全相同,说明系统能正常进行数字通信图5-2 数字信号输入波形与解调输出波形5.4 数据记录5.4.1测试条件 红外发射模块供电电压:5V 红外接收模块供电电压:5V 中继转发节点供电电压:5V 测试地点:室内 测试温度:27°C 误码率:以传送8192个码元为准,接收到错误码元个数占总接收码元数目的比例5.4.2数据记录 表5-1 模拟信号失真度与通信距离的关系测试组数 距离/m0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 第一组0.5% 0.5% 0.6% 0.7% 1.3% 1.6% 2.0% 3.8% 第二组0.2% 0.3% 0.8% 1.0% 1.2% 1.5% 2.2% 4.2% 第三组0.6% 0.6% 0.5% 1.2% 1.5% 1.8% 3.0% 4.4% 第四组0.6% 0.5% 0.7% 1.0% 1.5% 1.8% 2.2% 4.1% 第五组0.4% 0.4% 0.6% 1.1% 1.4% 1.7% 2.5% 3.5% 表5-2 误码率与通信距离的关系测试组数 距离/m0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 第一组4x10-3 3x10-3 5x10-3 4x10-3 8x10-3 8x10-3 2x10-2 7x10-2 第二组2x10-3 1x10-4 8x10-3 5x10-3 6x10-3 5x10-3 3x10-2 9x10-2 第三组1x10-4 5x10-3 6x10-3 7x10-3 5x10-3 8x10-3 3x10-3 7x10-2 第四组3x10-3 4x10-3 4x10-3 1x10-4 1x10-2 2x10-2 3x10-2 11x10-2 第五组1x10-4 3x10-3 5x10-3 5x10-3 8x10-3 2x10-2 4x10-2 14x10-2 5.5 测试结果分析根据上述测试数据,画出模拟信号失真度和数字信号误码率与通信距离的关系统计图5-3?5-4所示 图5-3 模拟信号失线 数字信号误码率与通信距离关系 通过观察图5-3模拟信号失真度与通信距离关系中五组数据的走线趋势,接收的模拟信号在通信距离为2.0米时失真度开始明显增加,因此在进行语音通信时最大通信距离约为2.0米通过观察图5-4数字信号误码率与通信距离关系中五组数据的走线趋势,数据分析在通信距离超过1.8m后,误码率开始显著增高,因此在进行数字通信时最大通信距离约为1.8m5.6 实验结论通过实验可得出,采用红外线作为传输媒介进行定向通信能够实现模拟语音信号和数字信号的传输,证明采用红外通信这一方案可行,红外通信距离比较短,通信距离2m左右因此不适用长距离通信,此中继转发节点能实现红外信号的转发,以此来增强信号的强度,而且能定向改变传输距离,通过实验表明,在增加了中继转发节点后通信距离增加到原来的2倍,同时也实现了信号传输方向的改变,以此能得出,中继转发节点能解决红外通信传输距离短以及不能绕开障碍物等缺点,对于模拟信号而言就会降低信号的信噪比,从而降低了通信系统的可靠性,因而一味的增加中继转发节点来增加传输距离的方式不可取,为此只能采用增加发射功率的方式,通过实验在发射管上安装一个聚光环能够使红外线聚焦为一条平行的红外光线,此种方法能够提高发射效率,因此本设计采用此种设计方法,而且具有较强的抗干扰能力,并能传输温度?时间?文字和图形等数字量,由此可知采用红外通信方式,模拟量和数字量能共用一个信道同时传输,其中数字信号传输速率高达9,6Kbit/s? 6总结和展望6.1总结本次设计采用红外通信技术完成了定向通信系统的设计与制作是用红外接收管接收红外信号,并经过放大滤波后,对信号进行解调,还原出原始基带信号,而且对数据的接收没有任何影响,此系统所能完成的功能包括语音信号的传输,温度,以及能传送图形,即频率调制和2FSK调制,在传输语音信号时,采用频率调制方式,采用此种方法对语音信号失真度很小,而在传输温度,图形等数字信息时采用2FSK调制技术,传输速率可达9.6Kbit/s调时采用锁相环技术进行解调,对2FSK信号进行解调时采用非相干解调方式,此系统还增加了一个中继转发节点,此中继转发节点的作用是增强红外信号的强度,以此来增加传输距离,以此来绕开障碍物,实现信号更加稳定的传输,我更近一步掌握了红外通信系统的设计原理,以及提高了电路的设计能力与调试水平?通过实物的制作,在很大程度上提高了我的动手能力以及发现问题和解决问题的能力? 6.2展望本文以红外线作作为传输媒介设计了一个定向通信装置,基本上完成了设计任务,在不增加发射功率的情况下,可以提高发射效率,这样就能增加传输距离,此种方法虽然失真度很小,但其缺点是要占用很大的带宽,将模拟信号转化为数字信号进行传输,不仅节约了带宽,而且也提高了信号传输的稳定性,短时间内很难完成,因此本文综合考虑后采用频率调制最为合理目前,已经有研究把红外通信应用到无线],随着科学技术的日益发展,由红外通信系统构成的无线局域网,将有可能在办公室实现无线网络另一方面,随着技术的快速发展,红外收发器件的体积将会越来越微型化,传输速率会越来越高,传输距离也将会逐渐增加,高速率,远距离方向发展 预计在不久的将来,红外无线通信技术将得到广泛的应用,数字蜂窝电话医疗设施等都将采用红外无线通信技术无线通信技术的推行意味着计算机用户能够不用电缆进行连接的新潮行将到来 致谢 本论文是在我的指导老师夏术泉的精心的指导和悉心的关怀下才完成的,在我的学业进修和论文完成的过程中无一不倾注着夏老师辛勤的汗水?在我最困难,最迷茫的那还时间内,夏老师给我了许许多多的帮助和关怀?夏老师在治学上的严谨态度?以及他渊博的知识还有无私的的奉献精神都是我受益匪浅?从敬爱的夏老师身上,我们不仅学到了专业?宽广的专业知识,而写还学到了许许多多的为人处事的道理?在此,我向夏老师表示最诚挚的敬意和最衷心的感谢? 在四年的学习生活中,各位老师在很多方面都给予了我们热情的关心?帮助和指导,在此我们向他们表示衷心的感谢? 此外,我们更要真挚地感谢四年来默默为我们奉献并鼓励我们克服困难完成学业的家人?亲戚和朋友? 参考文献 [1] 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 [2] F.R.Gfeller and U.H.Bapst,Wireless in-house data communication via diffuse infrared radiation[R],proceedings of the IEEE, 1979, 67(11):1474-1486 [3] Spectrix Wireless Network OVerView[EB/OL],杨元兆,张海涛,金伟.应用于有线局域网中的无线光接收器[J].浙 江工业大学报.2012.32:176-180[5] 钟金,谭冠政.红外通信在智能人工腿系统中的实[J],计算机测量与控制,2008,15(9):1154-1156[6] 曾智刚,贾东耀,汪仁惶.一种红外遥控信号的发送与接收[J],国外电子元器件,2010,(02)17-19[7] 樊昌信,曹丽娜.通信原理[M].第六版.国防工业出版社,2012.2,164~165 [8] 赵浪涛,赵永花.DS18B20芯片在温度测量系统中的应用[J].兰州工业高等专科学校学报,2009.8,第16卷第4期 [9] 许果,殷海波.基于DS1302的智能停车收费系统[j].自动化技术与应用,2010,第29卷第5期 [10] DS1302 Datasheet,DATA TRANSFER SUMMARY[Z].2000,(1);7-8 [11] 樊昌信,曹丽娜.通信原理[M].第六版.国防工业出版社,2012.2,96~97 [12] 窦新华,韦康.模拟锁相环NE564在FM解调电路中的应用[D].合肥工业大学, 2010.4 [13] 郭天祥.51单片机C语言教程[D].电子工业出版社,2009.1,147~151 [14] Carruthers J B,Kahn J M. Modeling of nondirected wereless infrared channels[J].IEEE Transactions on Communications,1997,45(10):1260~1268 附录A 完整电路原理图1 发射电路 2 接收电路3 中继转发节点 附录B 完整实物图 1 通信系统完整实物图 通信系统由发射部分,接收部分,中继转发节点组成? 2 发射部分 2 接收部分 3 中继转发节点 湖北理工学院 毕业设计(论文) 湖北理工学院 毕业设计(论文) 第 3页 23 1

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