红外通信不只是遥控器：IrDA 与那些被低估的协议

红外通信大概是消费电子里最不显眼、却影响最广的技术之一。它方向性强、速率通常不高，常被调侃为“只配给电视遥控器用”，顶多再服务一下电表上的红外口。但换个角度看，方向性强恰恰是优点：对准设备就能工作，不必像蓝牙那样在配对列表里反复确认；墙壁会挡住信号，也天然带来一定的隐私保护。

遥控器：NEC、SIRC 与 RC-5

电视最初用过有线和超声波遥控，后来红外协议与廉价 MCU 让更复杂的指令集成为可能。常见方案包括 NEC、Sony IR（SIRC）和 Philips 的 RC-5，通常使用约 38 kHz 载波。NEC 采用脉冲距离编码，属于幅移键控的一种；RC-5 则使用曼彻斯特编码。协议中的地址位、命令位等字段，让接收端判断信号是不是发给自己的，以及用户想执行什么操作。

如今很多 RGB 灯带和小玩意附带的廉价遥控器仍使用 NEC 协议，因此用一颗红外 LED 加 MCU 就能直接控制。GitHub 上有面向常见 24 键 RGB 遥控器的 STM32F0 项目；TI 为 MSP430 写的应用笔记也概述了调制、编码和遥控器实现。手机上的红外发射器曾能充当万能遥控器，但如今越来越少见；如果新机还保留红外口，大概率来自中国品牌。

IrDA：从遥控指令到文件传输

红外遥控只是很小一类应用。要让设备之间传数据，最知名的标准是 IrDA（Infrared Data Association）。它的基本原理与遥控协议相通，但目标是更高传输速率，因而引入多种编码、调制技术。IrDA 定义了多个速度档位：

• SIR：115 kbit/s
• MIR：1 Mbit/s
• FIR：4 Mbit/s
• VFIR：16 Mbit/s
• UFIR：96 Mbit/s
• Giga-IR：512 Mbit/s 至 1 Gbit/s

此外还有 IrSimple 等衍生协议，用于手机、打印机和显示设备之间快速分享图片；一张 500 kB 的图片可以在不到一秒内传完。IrDA 链路通常是半双工，因为发送端会对接收端造成较大干扰。通信距离可达约两米，低功率版本则缩短到 20 厘米左右。

在这个速度范围内，设备可以按需选择。电表用 IrDA-SIR 就足够：速率不高、功耗低，甚至能让电表里的基础 MCU 配合简单红外收发器用软件 bitbang 实现。

智能电表：低功耗与视线安全

电表、热量表这类设备常装在柜子里或户外，需要低功耗、低速率、非接触的读出接口。外壳上留一块透红外窗口，抄表设备贴上去就能查询数据。安全性不仅来自红外通信所需的短距离和视线条件，还来自带加密口令交换的登录过程。

这类场景过去常用 IrDA-SIR，现在更常见的是 DLMS/COSEM，也就是 IEC 62056。虽然基于无线电的自动抄表（AMR）也在使用，但红外短距协议有明确的隐私优势：读表器必须真的位于表前，不像 RF 方案可能在远处被截获。相比给电表塞进蓝牙或 Wi-Fi 模块，红外的低功耗也很难被反驳。

游戏机也没有完全跳过红外

掌机似乎从 Game Boy 的联机线直接跳到了 Wi-Fi，但任天堂 3DS 其实保留了红外通信口，用来支持 Circle Pad Pro 等外设，也为初代 3DS 提供外置 NFC 读写器，因为初代机型没有 New 3DS 的内置 NFC。

3DS 的这项扩展功能使用的正是 IrDA-SIR，Circle Pad Pro 的波特率为 96000。这个外设只是增加第二个摇杆，并不需要多少带宽。外置 NFC 读写器同样是低带宽应用，用现有红外口给老机型补齐功能，比做成 New 3DS 独占更合理。当时并非不能用蓝牙，但 3DS 本身没有蓝牙；对照 Switch 的 Joy-Con 也能看出，蓝牙方案在功耗和电路复杂度上都不占优。当低功耗和视线范围是优点，而不是“到底配对上了哪个外设”的困惑来源时，红外就很合适。

DIY 红外收发方案

如果想自己做红外接收、发射甚至收发器，可选方案不少。许多 MCU 的 UART 直接带 IrDA 模式，例如 Espressif 的 ESP32 就在 UART 模式列表中提供 IrDA、RS485 和普通 UART 选项。专用 IrDA 编码/解码芯片如 MCP2120，可给没有原生 IrDA 的 UART 补上 IrDA-SIR 支持；Vishay 的 TFDU4101 则把红外收发元件集成在单个封装里。

如果更想折腾 NEC、Sony 和 Philips 遥控协议，常见器件 VS1838b 能处理 38 kHz 信号的接收、解调与放大，把解析数据的任务留给 MCU。以上只是红外通信世界的冰山一角，欢迎补充更多资料和想看的主题。