红外线技术在电子通信系统设计中的应用

韩松涛

摘要：在新时期，我国的电子通信技术在各个领域得到更为广泛的应用，并在社会信息传输中发挥着至关重要的作用。然而由于受到多方面因素的干扰，现有的电子通信系统在设计中存在一些不足之处，从而致使系统容易出现信息传输失误等现象。针对上述情况，需要加强对电子通信系统设计的研究，通过充分利用红外线技术，实现对通信数据的低速率、短距离传输，大幅度降低能耗，进一步提高电子通信系统的设计水平，进而充分保证系统通信的质量。

关键词：红外线技术；电子通信

1 红外线技术介绍

红外线和无线电波相同，是在一定波长范围内的电磁波。红外线的波长为0.76～100μm，根据波长，可将红外线分成极远红外线、远红外线、中红外线和近红外线四类。在自然界中，所有温度超过零度的物体都会在分子运动的作用下，不间断地向四周空间辐射红外线，物体的表面温度大小直接关系到红外线波长的大小和红外辐射能量的大小。测量物体辐射的红外能量大小主要利用红外线辐射探测器，红外线辐射探测器先将物体辐射的功率信号转换成电信号，再通过电信号判断物体表面温度，并借助成像装置呈现相关数据信息。可以利用计算机系统模拟所测量物体表面温度的空间分布状况，借助计算机软件进行处理，生成与物体表面热分布相对应的热像图，即目标的远距离热状态图像，明确物体表面的真实温度，这是红外线技术的基本工作原理。

2 红外线技术在电子通信系统设计中的应用特点

在电子通信领域中红外线技术的工作原理是将红外线当作信号的传输载体，当红外线经过信号发射装置时装置会接收到高频信号，由调制电路将信号转变成脉冲指令信号，再由驱动电路将脉冲指令信号转换成可发射的红外信号，即二进制的指令信号。红外线技术在电子通信系统设计中的应用优势如下。

(1）通过数据电脉冲与红外光脉冲之间的互相转换，即可实现对无线数据的顺利收发；

(2）取代了点对点连接线缆；

(3）所用的不透光材料具有较强的阻隔性和分隔性，在通信信号传输过程中，即使遇到墙面等无法透光的材料，依然能够发射；

(4）传输效率很高如，远红外（FIR）技术具有4 M的传输速率；

(5）传输角度小、距离短，可实现点对点的直线传输；

(6）能够占用无频道资源，大大增加了应用的安全性，在限定空间内数据几乎无法被窃听；

(7）不存在有害的辐射，实验数据证明，红外线对人体无害，因此相关产品具有绿色环保的特征；

(8）在同一频率下，能够交换使用发射设备与接收设备。

然而，红外线技术容易受到视距因素的干扰，在很大程度上缩短了传输距离，要求通信设备安装在固定的位置，通过点对点的方式完成信息的传输，这大大影响到技术操作的灵活性。

3 电子通信系统的发展现状

电子通信系统历经数十年的发展，现已发展出多种通信传输方式，如多路通信、模拟通信、接力通信等。当前单一通信传输方式已经不能满足时代发展的需求，故而必须重视对多路通信的研究与应用，这一新型通信传输方式具有通信容量高、通信费用低的突出优势，其主要通过多路复用的方式来找出可用频段，依据不同信息的类型进行合理分配，以生成共同共用的传统媒介，保证信息的高质量传输。模拟通信主要是通过信道把模拟信号从信源传送至信宿，在这一过程中，由于导体中存在电阻，仅仅能够直接传输信号，而无法实现远距离传输，为解决上述问题，可利用过载波的方式来实现对模拟信号的传递。由于模拟通信的频谱相对较窄，要想保证信道功能的全面发挥，需要借助多路复用方式。接力通信可以进行大容量、长距离的无线通信，在信号传输过程中，由于信号占用的频带比较宽，故而选用微波或是超短波波段。

4 电子通信系统设计中红外线技术的应用要点

为实现对电子通信系统的优化设计，使之更好地满足各个领域的生产应用需求，设计人员需要明确技术要点。

(1）脉冲调制。在实际设计中，需要增加红外线数据通信功能，注重脉冲调制的新需求。为了保证红外线技术在电子通信系统中全面发挥作用，就需要利用调制电路改变脉冲信号，通过将脉冲信号限制在一定的频率、宽度范围之内，控制信息传输时脉冲时间间隔，需要结合数据编码来准确计算时间间隔的比例，以保证红外线通信可以高效、稳定地进行数据信息传递。

(2）通信传输。在红外线技术使用过程中，要想实现高效、安全的通信传输，就需要避开障碍物较多的位置。同时必须保证红外线语音传递的完整性与真实性，将发射端的语音信号转换成800 Hz，电阻和电压的标准值为8Ω和0.4 V。

5 电子通信系统设计中红外线技术的具体应用

红外线是人肉眼无法看到的光线，在应用红外线技术时往往采用红外波段范围内的近红外线。红外线技术的具体应用形式包括红外发射和红外接收。在红外发射方面，应先向红外发射电路部分传输数字信号，通过合理调制，模拟红外光信号，在空气中传输无线信号。在红外接收方面，当红外光信号被接收电路接收之后，可以通过电路解调对红外光信息进行还原处理，并由经过单片机将信息转换为数字信号，从而形成原编码数据。

可通过发射芯片来实现对红外线的传播。在遥控运行期间，接收器能够实时采集红外信号，然后转化成可以有效识别的电信号，再对这些信号进行调解处理，由接收器传送原编码，进而作出合理的判断。借助计算机设备的单片机和芯片来实现信息通信，对信号进行解码，可以在显示屏显示对应的数字。

在正式开展电子通信系统设计之前，设计人员需要综合性考虑系统可能获得的经济效益，如果设计不合理，就会增加风险管理的投入成本，大大降低信息传输的效果。基于此，为使电子通信系统的应用价值得到全面发挥，设计人员应注重对红外线解码程序和无线连接的有效利用，为用户提供更优的使用体验，并在极大程度上优化电子通信系统的使用性能。

在软件设计方面，应基于脉冲编码采取合理的延时运行方式，让相应端口传输宽度确定的数据脉冲，使用示波器进行全面检查，得到一定的脉冲序列，再向串口传输数据。在硬件设计方面，需要通过接收器进行接收、放大和解调操作，得到红外载波光信号，顺利输出低电平；输出高电平时，需要对时断时续的光信号产生的持续方波信号进行调制，利用单片机的内部处理系统来转化原始数据。在这一过程中捕捉通道，并对比两次捕捉形成的通道寄存设备，得到具有周期性的脉冲信号。最后凭借数据传递的时序图，将信号还原成最初的数据。

6 结束语

综上所述，在电子通信系统的设计过程中，通过对红外线技术的充分利用，可以构建一个高效、先进的红外通信系统，不仅能够提高信息传输的效率，还能够尽最大可能避免信息传输失误。基于此，在具体设计环节，设计人员需要加大对红外线技术的研究力度，结合用户对电子通信系统的具体应用需求，对系统的各方面进行优化设计，从而进一步提高系统的通信质量。

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