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紅外通訊協(xié)議在嵌入式系統(tǒng)中的實現
摘要：從紅外通訊協(xié)議的特點、基本原理對紅外無線通信技術進行了分析，結合實際例程探討了紅外數據通信在嵌入式系統(tǒng)中的基本設計要點。關鍵詞：紅外通訊協(xié)議 嵌入式系統(tǒng) 異步通信收發(fā)器 狀態(tài)機
紅外和藍牙協(xié)議是兩種較流行的短距離無線通信協(xié)議。但目前藍牙協(xié)議各大廠商尚未有一個統(tǒng)一的標準規(guī)范，加之硬件價格較為昂貴的缺點，因此市場上紅外通信在手機、筆記本電腦等小型移動設備中仍然應用廣泛，在嵌入式系統(tǒng)中的實際應用有著較高實際意義。
1 紅外協(xié)議背景
紅外線是波長在750nm至1mm之間的電磁波，其頻率高于微波而低于可見光，是一種人的眼眼看不到的光線。目前無線電波和微波已被廣泛應用在長距離的無線通信中，但由于紅外線的波長較短，對障礙物的衍射能力差，所以更適合應用在需要短距離無線通信場合點對點的直接線數據傳輸。為了使各種設備能夠通過一個紅外接口進行通信，紅外數據協(xié)議（Infrared Data Association，簡稱IRDA）發(fā)布了一個關于紅外的統(tǒng)一的軟硬件規(guī)范，也就是紅外數據通訊標準。
2 紅外協(xié)議基本結構
紅外數據通訊標準包括基本協(xié)議和特定應用領域的協(xié)議兩類。類似于TCP-IP協(xié)議，它是一個層式結構，其結構形成一個棧，如圖1所示。
其中基本的協(xié)議有三個：①物理層協(xié)議（IrPHY），制定了紅外通信硬件設計上的目標和要求，包括紅外的光特性、數據編碼、各種波特率下幀的包括格式等。為達到兼容，硬件平臺以及硬件接口設計必須符合紅外協(xié)議制定的規(guī)范。②連接建立協(xié)議（IrLAP）層制定了底層連接建立的過程規(guī)范，描述了建立一個基本可靠連接的過程和要求。③連接管理協(xié)議（IrLMP）層制定了在單位個IrLAP連接的基礎上復用多個服務和應用的規(guī)范。在IrLMP協(xié)議上層的協(xié)議都屬于特定應用領域的規(guī)范和協(xié)議。④流傳輸協(xié)議（TingTP）在傳輸數據時進行流控制。制定把數據進行拆分、重組、重傳等的機制。⑤對象交換協(xié)議（IrOBEX）制定了文件和其他數據對象傳輸時的數據格式。⑥模擬串口層協(xié)議（IrCOMM）允許已存在的使用串口通信的應用象使用串口那樣使用紅外進行通信。⑦局域網訪問協(xié)議（IrLAN）允許通過紅外局域網絡喚醒筆記本電腦等移動設備，實際遠程搖控等功能。
整個紅外協(xié)議棧比較龐大復雜，在嵌入式系統(tǒng)中，由于微處理器速度和存儲器容量等限制，不可能也沒必要實現整個的紅外協(xié)議棧。一個典型的例子就是TinyTP協(xié)議中數據的拆分和重組。它采用了信用片（creditcard）機制，這極大地增加了代碼設計的復雜性，而實際在紅外通信中一般不會有太大數據量的傳輸，尤其在嵌入式系統(tǒng)中完全可以考慮將數據放入單個數據包進行傳輸，用超時和重發(fā)機制保證傳輸的可靠性。因此可以將協(xié)議棧簡化，根據實際需求，有選擇地實現自己需要的協(xié)議和功能即可。
3 紅外協(xié)議數據基本傳輸原理
由于硬件接口限制，嵌入式系統(tǒng)中紅外通信的速率基本在9600bps～115.2kbps
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