紅外線通信是最簡單的無線通信方法之一，它是一種以無線方式傳輸少量數據的經濟有效的方式?？梢钥隙ǖ丶僭O任何閱讀本文的人都在家中或工作中使用過許多不同的遙控器，并且大多數這些簡單的設備都通過紅外脈沖與接收器通信。本博客介紹了 IR 通信的基礎知識，并解釋了用于控制不同設備的兩種最常用的 IR 協議。

紅外接收頭一、IR 通信的工作原理

紅外 LED 產生人眼不可見的光。通常，此類設備輸出的光波長約為 950 納米。然而，IR LED 并不是唯一可以發射 IR 或近 IR 波的東西。許多其他來源，如燈泡和太陽本身，都會釋放紅外波，這是處理紅外通信時的困難之一。此外，任何人都可以發送紅外信號。通常，發送方和接收方之間不會發生握手、身份驗證或授權。例如，電視可以由任何說相同語言的遙控器控制。在通信中，語言被稱為協議，無非是數據的發送者和接收者之間的協議。雙方同意遵循預定義的模式并以某種方式傳輸信息。

紅外接收頭二、載波頻率

使用 IR LED 傳輸二進制值的最簡單方法是打開紅外 LED(發送邏輯 1)或將其關閉(可能表示邏輯 0)一段時間。發送方可以這樣做，直到所有數據位都已發送完畢。不幸的是，這在現實中是行不通的，因為許多其他來源都會發射紅外輻射。接收器將無法過濾掉來自其他來源的不需要的信號。為了克服這個問題，發送者需要非?？焖俚卮蜷_和關閉 LED，而不是僅僅打開和關閉它。通常使用 38,000 Hz 的頻率，這也稱為 IR 信號的載波頻率。請注意，其他波長和載波頻率也是可能的，例如 940 nm 和 36 kHz。但是，實際上，這似乎不是問題。大多數紅外接收器仍然可以在波長和載波頻率略有變化的情況下工作。

紅外接收頭三、NEC IR 傳輸協議

IR LED 閃爍以表示數據位的技術與 IR 通信協議無關。此類協議描述了如何布置數據位，以便雙方都能理解它們的含義。例如，流行的 NEC 協議使用一種稱為脈沖距離編碼的技術來區分兩種邏輯狀態。標準 NEC 協議使用 38 kHz 的載波頻率。通過使用不同長度的脈沖對邏輯狀態進行編碼，以區分 HIGH 和 LOW。二進制值編碼如下：邏輯 1：562.2 μs 突發后跟 1.687 ms 低電平周期，邏輯 0：562.2 μs 突發后跟 562.2 μs 低電平周期。

紅外接收頭四、命令位的邏輯反轉

最后的 562.5 μs 突發表示消息結束，地址和命令的倒數可以用作校驗和，以驗證兩個傳輸的值是否正確。然而，一些遙控器傳輸 16 位地址，其中一些甚至發送 16 位命令。請注意，不同的消息可能具有不同的傳輸時間。NEC 協議還支持指示接收器重復前一個消息的重復命令。

紅外接收頭五、概括

使用 IR LED 和接收器進行數據傳輸是一種直接的無線通信方式。流行的 IR 傳輸協議的低傳輸速度使這種方法易于實施，即使在使用速度較慢的微控制器時也是如此。由于許多其他物體會發射紅外輻射，因此發送者必須通過脈沖打開和關閉 LED 以傳輸數據。否則，接收者將無法區分實際消息和噪音。NEC 協議使用脈沖距離編碼來區分傳輸消息中的邏輯狀態。消息本身由一個同步序列組成，通常后跟一個八位地址和命令。RC5 協議使用曼徹斯特編碼來區分邏輯狀態。消息本身包含兩個起始位、一個切換位、五個地址位和六個數據位。兩個系統都支持重復序列，告訴接收器重復最后一個命令。

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