紅外通信基本原理
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201701/343102.htm紅外通信是利用近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體，即通信信道。發送端將基帶二進位信號調製為一系列的脈衝串信號，通過紅外發射管發射紅外信號。接收端將接收到的光脈轉換成電信號，再經過放大、濾波等處理後送給解調電路進行解調，還原為二進位數位訊號後輸出。常用的有通過脈衝寬度來實現信號調製的脈寬調製(PWM)和通過脈衝串之間的時間間隔來實現信號調製的脈時調製(PPM)兩種方法。 簡而言之，紅外通信的實質就是對二進位數位訊號進行調製與解調，以便利用紅外信道進行傳輸;紅外通信接口就是針對紅外信道的數據機。
紅外協議棧
自1993年起，由HP、COMPAQ、INTEL等多家公司發起成立了紅外數據協會(Infrared Data Association,簡稱IRDA)，建立了統一的紅外數據通信標準。紅外數據協會(IRDA)成立後，為了保證不同廠商的紅外產品能夠獲得最佳的通信效果，紅外通信協議將紅外數據通信所採用的光波波長的範圍限定在850至900nm之內。一年以後，第一個IRDA的紅外數據通訊標準——IrDA1.0發布，又稱為SIR(Serial InfraRed)，它是基於HP開發出來的一種異步的、半雙工的紅外通信方式。通過對串行數據脈衝和光信號脈衝編解碼實現紅外數據傳輸。IrDA1.0的最高通訊速率只有115.2Kbps，適應於串行埠的速率。
1996年，該協會發布了IrDA1.1標準，即Fast InfraRed，簡稱為FIR。FIR採用了全新的4PPM調製解調技術，其最高通訊速率達到4Mbps，這個標準是目前運用得最普遍的標準，我們在採購紅外產品時也應注意這標準的產品。繼IRDA1.1之後，IRDA又發布了通訊速率高達16Mbps的VFIR技術(Very Fast InfraRed)。不斷提高的速率使紅外線使它在短距無線通信領域佔有一席之地，而不僅是數據線纜的替代。紅外線的傳輸距離為1~100CM，傳輸方向的定向角30度，點對點直線數據傳輸。
IrDA標準都包括三個基本的規範和協議：紅外物理層連接規範IrPHY(Infrared Physical Layer Link Specification)、紅外連接訪問協議IrLAP(Infrared Link Access Protoco1)和紅外連接管理協議IrLMP(Infrared Link Management Protoco1)。IrPHY規範制訂了紅外通信硬體設計上的目標和要求;IrLAP和IrLMP為兩個軟體層，負責對連接進行設置、管理和維護。在IrLAP和IrLMP基礎上，針對一些特定的紅外通信應用領域，IrDA還陸續發布了一些更高級別的紅外協議，如TinyTP、IrOBEX、IrCOMM、IrLAN、IrTran-P和IrBus等等。
IrDA的協議堆可以劃分成兩部分：核心協議和可選協議。
IrDA的核心協議包括：物理層協議、鏈路接入協議、鏈路管理協議和服務發現協議。核心協議完成對物理傳輸媒介的監測與控制，發現設備，可靠的數據鏈路的建立與維持，高層數據包的適配，不同協議數據的復用與流量控制。
IrPHY IrDA Physical Layer
在物理的連接上用紅外線通訊的硬體規格。這個規定中制定IrDA通訊上的規格，通訊距離，角度，速度，數據的調製方式，脈衝寬度等。還有對光雜波等的周圍環境的體制的指導路線。
IrLAP IrDA Link Access Protocol
關於通訊保護層的數據鏈路的規格。這項規格檢索通訊對方，決定轉發速度，數據容量，窗口尺寸。採用根據HDLC(High-level Data Link Control)框架的半雙工。制定了底層連接建立的過程規範，描述了建立一個基本可靠連接的過程和要求。
IrLMP IrDA Link Management Protocol
提高各種上面階層用IrLAP通訊的效率的管理保護層。是關於連接的多層化和部分信息，實行邏輯的廉潔，以免複數的程序互相干擾，實現同時的通訊。制定了在單位個IrLAP連接的基礎上復用多個服務和應用的規範。在IrLMP協議上層的協議都屬於特定應用領域的規範和協議。
Tiny TP IrDA Transport Protocol
關於控制流程的規格。管理每個邏輯的接連點，控制流程。為了處理數據鏈路的容量以上的數據，分割發送的數據，構成收到的數據。制定把數據進行拆分、重組、重傳等的機制。
LSAPLocal Security Authority Process
鏈路服務接入點，定義在 IEEE 802.2中的邏輯連結控制(LLC)域，是標識符域來指定數據類型。LSAP包括目的地服務接入點(DSAP)和源地服務接入點。
IrCOMM Infrared Communication Protocol
關於串行通訊的程序保護層。仿真 Serial port(RS232C)和 Parallel port，允許已存在的使用串口/並口通信的應用(例如列印程序、通訊程序)象使用串口/並口那樣使用紅外進行通信。通過 IrComm，可以使用計算機和配置紅外的行動電話連接到 Internet 服務提供商或發送傳真，而無需使用其他設備。
IrOBEX Infrared Object Exchange Protocol
轉送IrDA保護層上工作的對象(例如通訊簿vCard、日程/計劃/事件vCalendar、郵件/簡訊vMessage、備忘錄/鈴聲/圖片vNote、URL/書籤vBookmark、可執行程序觸發vTrigger)的規格。用標頭統一對象的屬性，實現所有的機器之間的轉送對象。
IrTran-P Infrared Transfer Protocol
用紅外線通訊的圖像通訊保護層。圖像文件的格式採用UPF。IrTran-P 圖像傳輸協議用於數位照相機和其他數字圖像捕獲設備。使用該功能可以通過 IrDA 連接將來自照相機或其他支持 IrTran-P 的設備的數字圖像接收到計算機。IrTran-P 服務作為受理服務執行，它從不初始化 IrTran-P 連接。
IrMC Infrared Mobile Communication
可移動通訊終端器的交換對象功能的定義。
基於OBEX，可提供以下數據交換功能：
1、轉送地址薄，日曆，電子郵件，筆記等，規定對象的格式;
2、手機數據的備份和恢復;
3、手機和PC間的數據同步功能。
基於IrComm可實現DialUp功能，例如通過GPRS實現手機的撥號上網。
HandsFree機能，支持在手機和PC或車載設備間實現call control和audio transfer機能。
IrFM Infrared Financial Messaging
採用IrDA的電子結帳用的應用保護層。是獲得IrDA認可的紅外付費服務的全球標準，IrFM規定了現有信用卡及其他電子付費系統的兼容標準。
IrLAN Infraed LAN
決定紅外線LAN連接的應用保護層。通過 IrLAN，可以在計算機與其他計算機或其他紅外設備之間建立點對點的連接，也可以在計算機與網絡訪問點之間建立連接。允許通過紅外區域網路喚醒筆記本電腦等行動裝置，實際遠程搖控等功能。
IrSC Infrared Simple Connect
IrSimple是用紅外技術實現高速通信、並通過簡單和標準化的模塊降低客戶開發成本的國際協議。IrSimple可以實現靜態圖像和視頻影像從手機到印表機或電視的瞬時傳送，達到至少4到10倍更快的資料傳輸速率。