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漫射红外技术的智能家居无线局域网设计与实现

漫射红外技术的智能家居无线局域网设计与实现

点击数:7771 次   录入时间:03-04 11:44:39   整理:http://www.55dianzi.com   安全-防盗-报警
3.2 红外编码格式
    IrDA协议的物理层制定了规范的编码格式。IrDA物理层1.0版本应用于SIR和MIR通信方式。它基于异步串行通信接口,将从UART接收到的数据进行了编码,将数据“0”变换成3/16位速率或1.6μs的窄脉冲,而数据“1”变换成不发送脉冲。IrDA物理层1.0版的帧结构如图7所示。

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    其中,两个STA为起始位,每个STA由01111110组成;后面的内容是上层IrLAP协议加载来的数据,包括8位地址位、8位控制位和n×8位数据位(nMAX=256);FCS为16位的CRC校验位;STO为停止位,由01111110组成。
    IrDA物理层1.1版本应用于FIR通信方式。它采用4PPM调制方法,以500 ns为固定时隙并将其4等分,根据脉冲在时隙的位置来确定数字模式。4PPM调制方法具有4 Mbps的传输速率,在此速率下,封装包是以同步方式传送的。IrDA物理层1.1版的帧结构如图8所示。

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    其中,16PA为16位的引导码1000 0000 1010 1000;一个STA起始位由0000 1100 0000 1100 0110 0000 01100000组成;后面的内容同样是上层IrLAP协议加载来的数据,包括8位地址位、8位控制位和n×8位数据位(nMAX=256);FCS为32位的CRC校验位;STO为停止位,由0000 1100 0000 1100 0000 0110 0000 0110组成。
3.3 红外网络的建立过程
    红外网络节点由IrDA通信协议的IrLAP完成链路连接,IrLAP在红外信道上提供了一种可靠的数据传输机制。在网络中,各收发模块以红外方式通信时实现寻址、地址冲突处理、恢复机制、工作站的发现/识别、连接建立、主站竞争、媒体接入控制等功能。在面向连接的业务中,IrLAP为所支持的数据链路提供了业务的服务质量,可选的数据块大小为64~2 048位,可选波特率为9 600~4 000 000 bps,等待时间阈值为3 s,最大探询时间为50~500 ms。
    IrLAP定义了3种帧:
    ①无编号帧。用于建立和释放数据链路,报告过程错误,传送数据。
    ②监督帧。用于链路管理,如应答接收帧、传输站点状态报告帧序列错误。
    ③信息帧。用于传输信息。
    IrLAP的工作过程包括地址冲突处理、建立连接、唤醒、信息交换、重置连接、终止连接。IrLAP工作过程如图9所示。

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    一旦通过IrLAP建立了链路连接,链路的使用和应用参数的设定将由IrLMP协议来管理。IrLMP的工作过程包括LSAP(链路业务接入点)连接控制、站点控制、IrLAP连接控制等。红外站点间的通信出现碰撞时,用超时重传方法来解决。
    IrLAN是基于上述协议的高层协议,支持IrDA与其他已有局域网的互连。基于IrLAN协议的移动站的工作方式有3种模式:接入点、对等式、主机式。IrLAN使用TinyTP协议来分割和组装分组并进行流量控制。

    结语
    本文采用漫射红外的方式,完成了家中局域网的建立,实现了红外通信功能。无论是控制命令的响应速度,还是红外数据的传输速度,都达到了理想的效果。这样,遥控器或控制终端可以对家中的所有电器设备进行控制。例如,可对智能家居系统编制情景功能如“夜间模式”,即可自动关闭窗帘,开启客厅灯光,打开电视机、空调、音响,并将家庭报警设备设置为主人在家的模式,防止误报——无需繁琐地逐个操作各种电器及设备。



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