Weil man nicht weiß wann die Verbindung zustandekommt, wird man nicht mit den normalen UART Datenformat arbeiten können. Man wird da kaum erreichen das man die richtigen Startbits kriegt. Man muß sich also wohl ein eigenes Protokoll überlegen, das es verträgt irgendwo in der Mitte anzufangen. Ohne extra Hardware wird man die Daten wohl ganz in Software einlesen müssen. Ein einfaches Protokoll wäre z.B. die Übertragung durch lange und kurze Pulse ähnlich wie bei der DCF77, nur halt schneller. Viel mehr als 2 Kanäle gleichzeitig werden da aber kaum möglich sein.

Notfalls würde eine UART mit sehr vielen (z.B. 4) Stopbits gehen. Dann sollte man spätestens nach 2 Bytes wieder syncron sein. Damit sollte ein AVR Prozessor eine UART in Hardware und eine in Software bedienen können. Mit etwas glück könnte man veilleicht noch eine 2.te Software UART hinkriegen, wird aber sehr knapp. Für mehr als 3 Eingänge an einem AVR sehe ich wenig chancen. Da wird man eventuell das ganze auf mehrere Porzessoren aufteilen müssen.
Was wohl möglich wäre sind mehrere Eingänge die überwacht werden, wobei aber gelichzeitig nur ein Eingang ausgewertet wird.

Datenraten von 50 kBaud könnte man gerade noch mit Fototransitoren hinkriegen. Es wird aber schwierig, wenn die Amplitude stark schwankt, denn wenn man die Sättigung erreicht wird das wohl zu langsam.

Ich würde aber lieber Fotodioden (z.B. BP104F) nehmen. Als Verstäker könnten CMOS inverter (z.B. HEF4069 oder 74HCU04) dienen. Ich habe die Kombination noch nicht getestet, sollte man also erst noch mal testen, bevor man das mehrfach aufbaut. Alternativ wäre ein Transitor und ein 74HC14 Gatter möglich.
Als Sendediode sollte irgendeine SMD IR LED gehen.