红外线通信协议IrDA.docx

红外线通信协议，全称Infrared Data Association (IRDA)，是一种短距离无线通信技术，主要应用于设备间的点对点通信，如手机、电脑、打印机等之间的数据交换。红外线通信利用的是红外光谱中750nm至1mm波长的电磁波，这一频段在人眼无法感知的范围内。IRDA为了确保不同厂商设备间通信的兼容性和效率，设定了850至900nm为红外数据通信的标准波长。 红外通信协议由几个关键部分构成： 1. 物理层规范（Physical Layer Link Specification, IrPHY）：定义了红外通信硬件设计的基本要求，包括光学特性、数据编码方式以及不同波特率下的帧结构。硬件设计必须遵循这些规范以保证兼容性。 2. 连接建立协议（Link Access Protocol: IrLAP）：规定了底层连接的建立过程，描述了如何建立一个可靠的通信链路，包括错误检测和恢复机制。 3. 链接管理协议（Link Management Protocol: IrLMP）：在IrLAP之上，用于管理单个连接并支持多个服务和应用的复用。 在IrLMP之上，IRDA还定义了一系列更高级别的协议，用于特定应用领域： 4. 流传输协议（TinyTP）：提供流控制，负责数据的分割、重组和重传，确保数据传输的顺畅。 5. 对象交换协议（IrOBEX）：定义了文件和其他数据对象在传输时的数据格式，使得不同设备间能交换数据。 6. 模拟串口层协议（IrCOMM）：使得传统使用串口通信的应用程序能够通过红外接口进行通信，增强了设备间的互操作性。 7. 局域网访问协议（IrLAN）：允许通过红外网络唤醒和控制移动设备，如笔记本电脑，实现远程操作。 尽管红外协议栈相当复杂，但在资源有限的嵌入式系统中，通常只需实现必要的协议和功能。例如，TinyTP中的信用片机制在某些场景下可能过于复杂，可以简化为使用超时和重发机制来保证小数据量传输的可靠性。 红外通信的工作原理是通过脉时调制（PPM）将二进制数字信号转换为特定频率的脉冲序列，由红外发射管发出，接收端则将接收到的光脉冲转换回电信号，再经过解调恢复原始数据。红外通信接口实际上相当于针对红外信道的调制解调器，单片机可以通过串行接口与外部红外发射和接收电路配合，实现红外串行通信功能。 红外线通信协议IRDA提供了一套完整的标准，涵盖了硬件和软件层面，确保了不同设备间短距离无线通信的高效和兼容。随着蓝牙、Wi-Fi等无线技术的发展，虽然红外通信在某些领域的应用有所减少，但在低功耗和简单互连的场景中，依然有其独特的优势。