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红外线通信协议介绍
来自：赛迪网 作者：李鲁群  


基于红外线的传输技术最近几年有了很大发展。目前广泛使用的家电遥控器几乎都是采用的红外线传输技术。作为无线局域网的传输方式，红外线方式的最大优点是不受无线电干扰，且它的使用不受国家无线管理委员会的限制。但是，红外线对非透明物体的透过性较差，导致传输距离受限制。

红外线是波长在750nm至1mm之间的电磁波，它的频率高于微波而低于可见光，是一种人的眼睛看不到的光线。红外通信一般采用红外波段内的近红外线，波长在0.75um至25um之间。红外数据协会（IRDA）成立后，为了保证不同厂商的红外产品能够获得最佳的通信效果，红外通信协议将红外数据通信所采用的光波波长的范围限定在850至900nm之内。

IRDA标准包括三个基本的规范和协议：物理层规范(Physical Layer Link Specification)、链接建立协议(Link Access Protocol:IrLAP)和链接管理协议（Link Management Protocol:IrLMP)。物理层规范制定了红外通信硬件设计上的目标和要求，IrLAP和IrLMP为两个软件层，负责对链接进行设置、管理和维护。在IrLAP和IrLMP基础上，针对一些特定的红外通信应用领域，IRDA还陆续发布了一些更高级别的红外协议，如TinyTP、IrOBEX、IrCOMM、IrLAN、IrTran-P和IrBus等等（见图1）。



图1 IrBus红外线通信协议层


Palm J2ME对红外口的操作介绍


事实上，Sun对基于Palm的Java程序设计提供了两种方法：一种是利用CLDC+KJava；另一种是利用CLDC＋MIDP，然后通过MIDP4Palm将MIDP转换为Palm上可以运行的程序。前一种为编程方式，它无论从功能、对汉字的支持、还是运行速度上都高于后者，但是前一种提供的Java虚拟机KVM是单色的，不过可以选用完全兼容KVM的KAWT虚拟机来弥补此缺憾。后一种编程方式没有提供对红外口操作的类库或方法。

Sun公司的J2ME中的CLDC1.x，KJava为Palm提供了红外通信的API功能包。在KJava的API中，Palm 应程序中的主程序必须从J2ME的Spotlet类派生而来。



图2 Sun Java体系结构


Spotlet类提供了Palm经过红外口发送数据的静态方法beamSend()。在Palm应用程序中，只需要将待经红外线发送的数据转化为字节数组，直接利用beamSend()就可以将数据经红外口发送给别的设备，见下面程序代码。


....
  public boolean sendData(String s)
  {
   boolean state=false;
   if (s!=null)
     state=this.beamSend(s.getBytes());
     return state;
    }.......


对于红外线数据的接收，Spotlet类提供了 beamReceive(byte[]) 方法，将经红外口接收到的数据存储到一个字节数组中，进一步通过对此字节数组操作（如将其转化为字符串等），可以将获得的数据显示出来，见下面程序代码。


//Receive beam Data 
  public void beamReceive(byte[] parm1) {
    super.beamReceive( parm1);
    beamData=new String(parm1);
    System.out.print(“the received beam datab is:\n”+eamData);
｝


Palm J2ME红外线聊天程序


Palm红外线数据传输应用程序的编写，取决于经红外线通信的双方。通信的双方必须将接受红外线设置为Beam Receive: on。双方必须安装相应的红外通讯软件。

在此假设通信的双方均是Palm掌上电脑，双向使用红外线聊天系统。通信的双方可以采用相同的程序。系统的主要设计思路是：在Palm J2ME程序GUI中，构造两个TextField用于对话框，一个用于发送数据，另一个用于显示经红外口接收到的数据，然后在构造几个按钮，完成数据的发送、程序退出等（见图3）。



图3 Palm红外聊天程序


程序说明如下 :

（1）构造类BeamDemo，由于BeamDemo属于Palm 的J2ME程序的入口类必须由Spotlet派生，同时BeamDemo完成DialogOwner类（该类是否完成implements可选）如图4所示。



图4 BeamDemo UML类图


（2）设置BeamDemo的程序入口，代码如下。


public static void main(String args[]) {
		new BeamDemo().register(WANT_SYSTEM_KEYS);
	}


Spotlet.register()的系统注册事件可以有两种：

一种为NO_EVENT_OPTIONS。如果注册了此类事件，Palm的几个功能键仍然可以被PalmOS操作系统使用。因此，由Spotlet派生来的程序可以不用设置程序的退出，直接由Palm的按钮完成。

另一种为WANT_SYSTEM_KEYS。如果注册了此类事件，Palm的几个功能键不被PalmOS操作系统使用，只能由程序控制使用。因此，由Spotlet派生来的程序，必须设置程序的退出退出代码，如：


switch ( keyCode ) {
	case 264: // Home button was pressed
	System.exit(0); // exits program
			break;
			.........


否则系统无法退出。只有Reset Palm才能使系统退出。系统事件类型为使用系统键，该程序运行后会屏蔽系统键的功能，这样可以提高系统响应速度。

（3）用户界面的构造

为了演示Palm红外线的通信功能，我们在此只构造3个按钮、1个textField和1个textBox（如图3）。


....
static Graphics g = Graphics.getGraphics();
//这里构造用户界面（如图1）
Button button5 = new Button(“Exit”,117,139);
Button button4 = new Button(“Clear”,69,139);
Button button3 = new Button(“Send”,20,139);
TextField textField2 = new TextField(“Please Data Here”,13,96,139,33);
TextBox textBox1 = new TextBox(“This is the message that this\n System 
Received!\n\n”,15,8,137,73);
//构造方法。
public BeamDemo() {
	button5.setEnabled(true);
	button4.setEnabled(true);
	button3.setEnabled(true);
	textField2.setUpperCase(false);
	textField2.setText(“”);
	paint();
}


（4）为了监听系统红外线口，必须重载Spotlet的beamReceive事件，Palm监听的数据是原始的字节，如果由数据到来，就将数据读入字节数组data[]中，将data[]构造出字符串，写入textBox1，代码如下：


public void beamReceive(byte[] data) {
		String receivedString=new String(data);
		textBox1.setText(String.valueOf(receivedString));
	}
	
	public void dialogDismissed(String title) {
		......
	}
	public void keyDown(int keyCode) {
		if (textField2.hasFocus()) {
			textField2.handleKeyDown(keyCode);
		}
	public void penDown(int x, int y) {
		if (button5.pressed(x,y)) {
			System.exit(0);
		}
		if (button4.pressed(x,y)) {
			textBox1.setText(“”);
		}
      ...


（5）设置经过红外口，发送的内容。在BeamDemo程序中，使用textField2的内容作为要发送的数据。由于该数据是字符串，所以可以直接将字符串转换为字节数组，通过beamSend方法以字节的形式经过Palm红外口发送出。


String text = textField2.getText();
boolean suceeded = beamSend(String.valueOf(text).getBytes());
if (textField2.pressed(x,y)) {
	}
	public void penMove(int x, int y) {
	if (textField2.pressed(x,y)) {
	}
	public void penUp(int x, int y) {
	}
  }


总结


总体来讲，Palm J2ME红外程序的编写并不复杂，但要注意数据的发送是通过Spotlet的静态方法static booolean beamSend(byte[])实现的，而数据的获得必须重载beamReceive(byte[]) 方法，来提取接收的数据。另外，要注意Palm的模拟器POSE到目前为止并不支持红外线通信的模拟，该程序的调试必须在两台真实的Palm上进行。

在日常生活中，许多红外线遥控器都发送红外线指令给被控制电器。可以利用上述程序，将红外线遥控器对准Palm的红外口，由Palm捕获红外线遥控器发出的字节，并存放于Palm的内部数据库中，然后利用static booolean beamSend(byte[])发送给被控制电器，就会惊喜地发现，Palm完全可以替代红外线遥控器。
　
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