紅外線數(shù)據(jù)技術(shù)

IrDA紅外線數(shù)據(jù)技術(shù)1

紅外波段無線技術(shù)使用電磁波在裝置之間傳送資訊。公共無線通信最常用的波長包括IrDA和無線電射頻

(RF)頻帶部分。2

IrDA——紅外接口IrDA（InfraredDataAssociation）：紅外數(shù)據(jù)協(xié)會的簡稱，是1993年6月成立的一個國際性組織,制訂和推進(jìn)能共同使用的低成本紅外數(shù)據(jù)互連標(biāo)準(zhǔn),支持點(diǎn)對點(diǎn)的工作模式。由于標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一和應(yīng)用的廣泛,更多的公司開始開發(fā)和生產(chǎn)IrDA模塊,技術(shù)的進(jìn)步也使得IrDA模塊的集成越來越高,體積也越來越小。IrDA制訂了一系列紅外數(shù)據(jù)通訊標(biāo)準(zhǔn)。目前IrDA成為紅外線標(biāo)準(zhǔn)的簡稱。3

IrDA——標(biāo)準(zhǔn)IrDA標(biāo)準(zhǔn)：IrDA1.0:簡稱為SIR(SerialInfraRed)，異步的、半雙工的紅外通訊方式。SIR以系統(tǒng)的異步通訊收發(fā)器(UART)為依托，由于受到UART通訊速率的限制，SIR的最高通訊速率只有115.2Kbps。IrDA1.1:即FastInfraRed，簡稱為FIR。與SIR相比，由于FIR不再依托UART，通訊速率大幅度，可達(dá)到4Mbps的水平。繼FIR之后，IrDA又發(fā)布了通訊速率高達(dá)16Mbps的VFIR(VeryFastInfraRed)技術(shù)，并將它作為補(bǔ)充納入IrDA1.1標(biāo)準(zhǔn)之中。IrDA定義了一套規(guī)范,或者稱之為協(xié)議,每一層建立在它的下一層之上,使建立和保持無差錯(誤碼率為10的-9次方)數(shù)據(jù)傳輸成為可能。IrDA標(biāo)準(zhǔn)包括三個強(qiáng)制性規(guī)范:物理層IrPHY(ThePhysical

Layer);連接建立協(xié)議層IrLAP(LinkAccessPro2tocol);連接管理協(xié)議層IrLMP(LinkManagementProtocol)。每一層的功能是為上一層提供特定的服務(wù)。其中物理層的硬件實(shí)現(xiàn)是整個規(guī)范的焦點(diǎn),處于最底層,是本文的重點(diǎn),其它兩層屬于軟件協(xié)議的范圍,負(fù)責(zé)對它下一層進(jìn)行設(shè)置和管理。我們只對其中連接建立協(xié)議作簡單介紹。紅外數(shù)據(jù)連接物理層規(guī)范1.0定義了數(shù)據(jù)傳輸率最高到115.2kbps的紅外通信;規(guī)范1.1將數(shù)據(jù)傳輸率提高到4Mbps,并保持了對版本1.0產(chǎn)品的兼容;規(guī)范1.2定義了最高速度為115.2kbps下的低功耗選擇;規(guī)范1.3將這種低功耗選擇功能推廣到1.152Mbps和4Mbps

IrDA（InfraredDataAssociation）點(diǎn)對點(diǎn)傳輸，目前常用的最高版本傳輸速率16Mbps；傳輸距離0.1~1米；和其他無線電磁波傳輸方式相比，紅外線傳輸有方向性，一般不支持移動；和無線傳輸相比，安全性好；適用於小型、封閉的區(qū)域。極容易受到墻壁的阻礙。收發(fā)端必須相互對準(zhǔn)才能進(jìn)行通訊。容易受到下雨、下雪或是霧氣的干擾。4

紅外技術(shù)特點(diǎn)IrDA用于為通常使用電纜進(jìn)行連接的設(shè)備提供無線連接功能。IrDA是一項(xiàng)點(diǎn)到點(diǎn)、窄角度（30°錐形范圍）的專門數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，專為在0至1米的距離之間操作而設(shè)，速度為9600bps至16Mbps。紅外線(IR)的能量非常低，無法穿透墻壁或其他障礙物。但它常用於連接個人數(shù)位助理(PDA)和PC等裝置并傳送資料。一種稱為紅外直接存取(IrDA)的專用通訊連接埠便使用紅外線在裝置之間交換資訊。IR只支援一對一類型的連接。無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與管理IrDA協(xié)議分析IrDA數(shù)據(jù)協(xié)議由物理層，鏈路接入層和鏈路管理層三個基本層協(xié)議組成，另外，為滿足各層上的應(yīng)用的需要，IrDA棧支持IrLAP,IrLMP,IrIAS,IrIAP,IrLPT,IrCOMM,IrOBEX和IrLAN等。物理層(IrPHY)規(guī)范IrDA物理層定義了串行、半雙工、距離0～100cm、點(diǎn)到點(diǎn)的紅外通信規(guī)程,它包括調(diào)制、視角(接收器和發(fā)射器之間紅外傳輸方向上的角度偏差)、視力安全、電源功率、傳輸速率、以及抗干擾性等,以保證各種品牌、種類的設(shè)備之間物理上的互連。該規(guī)范也保證了在某些典型環(huán)境下(如存在環(huán)境照明——太陽光或燈光、及其它紅外干擾)的可靠通信,并將參加通信的設(shè)備之間的干擾降到最低。目前最新版本規(guī)范1.3支持兩種電源:標(biāo)準(zhǔn)電源和低功率電源。標(biāo)準(zhǔn)電源無差錯傳輸距離為0～100cm,最大視角至少15°;低功率電源選擇應(yīng)用于便攜式設(shè)備和電信產(chǎn)業(yè)中,無差錯傳輸距離0～20cm,最大視角至少15°。IrLAP紅外鏈路接入?yún)f(xié)議IrLAP定義了鏈路初始化、設(shè)備地址發(fā)現(xiàn)、建立連接（其中包括比特率的統(tǒng)一）、數(shù)據(jù)交換、切斷連接、鏈路關(guān)閉以及地址沖突解決等操作過程。它是從異步數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)高級數(shù)據(jù)鏈路控制（HDLC）協(xié)議演化而來的。IrLAP使用了HDLC中定義的標(biāo)準(zhǔn)禎類型，可用于點(diǎn)對點(diǎn)和點(diǎn)對多的應(yīng)用。IrLAP的最大特點(diǎn)是，由一種協(xié)商機(jī)制來確定一個設(shè)備為主設(shè)備，其他設(shè)備為從設(shè)備。主設(shè)備探測它的可是范圍，尋找從設(shè)備，然后從那些相應(yīng)它的設(shè)備中選擇一個并試圖建立連接。在建立連接的過程中，兩個設(shè)備彼此協(xié)調(diào)，按照它們共同的最高通信能力確定最后的通信速率。以上所說的尋找和協(xié)調(diào)過程都是在9.6kbps的波特率下進(jìn)行的。IrLMP紅外鏈路管理協(xié)議IrLMP是IrLAP之上的一層鏈路管理協(xié)議，主要用于管理IrLAP所提供的鏈路連接中的鏈路功能和應(yīng)用程序以及評估設(shè)備上的服務(wù)，并管理如數(shù)據(jù)速率、BOF的數(shù)量（幀的開始）及連接轉(zhuǎn)換向時間等參數(shù)的協(xié)調(diào)、數(shù)據(jù)的糾錯傳輸?shù)?。IrDA主要應(yīng)用于付款系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制應(yīng)用或兩臺PDA之間的同步操作。IR還可用於遙控裝置、無線滑鼠和無線鍵盤，但通常只適合視線范圍內(nèi)的近距離通訊。透過反射IR訊號，可以擴(kuò)大通訊距離。要達(dá)到的距離越遠(yuǎn)，所需的電磁波頻率也就越高。IrDA（InfraredDataAssociation）5

紅外傳輸方式

紅外傳輸是指利用紅外線作為傳輸手段的信號傳輸。紅外通信系統(tǒng)中紅外線的傳輸方式主要有兩種：一是點(diǎn)對點(diǎn)方式二是廣播。使用點(diǎn)對點(diǎn)紅外介質(zhì)可以減少衰減，使偷聽更困難。實(shí)施時，注意保證發(fā)射器和接收器處于同一直線。如圖1：圖1點(diǎn)對點(diǎn)紅外應(yīng)用圖2廣播式紅外傳輸系統(tǒng)廣播紅外廣播系統(tǒng)向一個廣大的區(qū)域傳送信號，并且