在无线通信语音通道上实现数据连续通讯的系统 技术领域：
本发明是涉及数据进行无线连续通讯的系统，尤其是涉及利用公共通信网络在无线通信语音通道上实现数据通讯的系统。
背景技术：
目前的数据连续通讯方法很多，但利用现有广泛存在的公共无线通讯网络用手机或无线MODEM在语音通道上实现的连续通讯方式却没有。
随着无线通讯网络覆盖面积的日益扩大，尤其在较发达的地区甚至覆盖了城乡的所有地域，科学技术的飞速发展及人们在工农业生产及日常生活中对通讯的可靠性及实时性的要求越来越高，尤其在远程监测及控制方面，数据通讯的实时性及连续性，其意义尤为重大。
虽然现有通讯方式中有许多可以实现数据的实时连续通讯，但是有线系统要求必须有专用的通讯线路，这对通讯的移动性、灵活性及系统的可靠性、保密性都有一定的限制，而且投资很大，维护费用高，利用无线电波(微波)实现，一次性投资很大，而且实现远距离地通讯(几千公里)，需要巨大的投资。利用现有无线通讯网络，例如短信方式，其实时性受到严重影响，且也不可以实现连续的数据通讯。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种可靠性高、实用性强、容量大、分布广的在无线通信语音通道上实现数据通讯的系统。
本发明的目的由如下技术方案实施：在无线通信语音通道上实现数据连续通讯的系统包括有信号输入环节、数据通讯环节和信号输出环节；其中所述信号输入环节用以将需传输的数据信号XXIN转换成数据通讯环节能够传输的电平信号，所述信号输入环节包括有数据信号输入电路、数据信号转换电路、电平转换电路；所述信号输出环节将所述手机或无线MODEM所接收的信号，通过数据通讯环节的语音输出通道回路所输出的信号，还原为需传输的数据信号XXIN，其中，所述信号输出环节[14]包括有信息还原转换电路和数据信号输出电路。
需传输的数据信号XXIN与所述数据信号输入电路[1]的输入端相连，所述数据信号输入电路的输出端与所述数据信号转换电路的输入端相连，所述数据信号转换电路的输出端与所述电平转换电路的输入端相连，所述电平转换电路的输出端通过导线与所述手机或无线MODEM中数据通讯环节的语音输入通道回路相连，所述手机或无线MODEM的数据通讯环节的语音输出通道回路的输出端与所述信号输出环节的信息还原转换电路的输入端用导线相连，所述信息还原转换电路的输出端与所述数据信号输出电路的输入端相连，从所述数据信号输出电路的输出端输出需传输的数据信号XXIN。
所述数据信号转换电路包括有整形、滤波电路2.1和信号变换电路2.2；
其中所述整形、滤波电路2.1包括有电容C1、电阻R2和逻辑反相器IC2；电容C1和电阻R2相互连接与所述数据信号输入电路的输出端相连，所述电阻R2的另一端接逻辑反相器IC2的输入端，起到整形、滤波的作用；
信号变换电路2.2包括有逻辑反相器IC3、逻辑与门IC4和IC5、计数器IC6、IC7、标准脉冲f0产生电路和D触发器IC8、IC9及或门IC10，其中所述标准脉冲f0产生电路包括有振荡分频器IC0、电阻R0、石英晶休JZ0、电容C00、电容C01；
所述逻辑反相器IC2输出端分别与所述计数器IC6的输入端相连、又与所述逻辑反相器IC3的输入端相连，同时又与所述逻辑与门IC5的输入端相连；
所述逻辑反相器IC3的输出端与所述D触发器IC8的触发脉冲输入端CP相连，又与所述逻辑与门IC4的输入端连接；
所述标准脉冲f0产生电路的输出端与所述逻辑与门IC4和IC5的输入端之一相连，所述逻辑与门IC4及IC5的第二输入端与所述标准脉冲f0产生电路的输出端相连，第三输入端分别与计数器IC6、IC7的输出端经反相器IC60、IC70相连；
所述逻辑与门IC4、IC5的输出端分别与所述计数器IC6、IC7的计数脉冲CP输入端相连，所述计数器IC6、IC7的输出端分别与D触发器IC8、IC9的清零端R连结，所述D触发器IC8、IC9的触发脉冲输入端分别与逻辑反相器IC3与IC2的输出端相连，所述D触发器IC8、IC9的输出端与或门IC10的两输入端相连；其输出端与所述电平转换电路的输入端相连。
所述电平转换电路由电位器DW组成，所述电位器DW的输入端与所述或门IC10的输出端相连，所述电位器DW的可调输出端与所述数据通讯环节的输入端，即所述语音输入通道回路的输入端相连。
所述信息还原转换电路由滤波放大电路、滤波及整形电路及信号还原电路组成；
所述滤波放大电路由电容C11、电阻R110、电阻R112、R111、电容C10及运算放大器IC11组成，所述滤波放大电路的输入端DOUT与所述数据通讯环节的输出端，即所述语音输出通道回路相连，所述滤波放大电路的输出端与滤波及整形电路的输入端相连；
所述滤波整形电路由电阻R113、电容C113、及反相器IC12组成；所述滤波整形电路的输入端R113与所述滤波放大电路的输出端相连，其输出端与所述信号还原电路的输入端相连；
所述信号还原电路由反相器IC130、IC131或门IC14、计数器IC15、D触发器IC16、及标准脉冲f0产生电路组成，其中所述标准脉冲f0产生电路由振荡分频器IC18及电阻R180、石英晶体JZ18、电容C180、C181组成；
所述反相器IC130的输入端与所述滤波整形电路的所述反相器IC12输出端相连，所述反相器IC130的输出端与所述反相器IC131的输入端及所述计数器IC15的清零端CR，D触发器IC16的输入端D同时相连，所述反相器IC131的输出端与或门IC14的第二输入端相连，或门IC14的第一输入端与所述计数器IC15的高位输出端ynH相连，或门IC14的第三输入端与所述标准脉冲f0产生电路f0输出端相连，或门IC14的输出端与所述计数器IC15的计数脉冲输入端CP相连，计数器IC15的低位计数输出端yn与D触发器IC16的触发脉冲输入端CP相连；D触发器IC16的输出端与所述信号输出环节输入端相连。
所述数据信号输出电路由光电耦和电路IC17及电阻R170、R171组成，其输入端与所述信息还原转换电路输出端相连，其输出端与数据输出端XXOUT与信息接收设备XXRE的输入端相连。
所述数据信号转换电路由逻辑电路将所需传输频率范围在所述移动通讯网络语音信号传输频率范围之内，每一位逻辑“1”及“0”转换成代表其相应特征的不同宽度的脉冲。
所述的数据信号还原转换电路由逻辑电路将所接收到的代表逻辑“1”“0”的宽度不同的脉冲转换成代表逻辑“1”和“0”的不同的电平，而将信息还原成与所传输信息相同的逻辑电平。
本发明的优点是：实现方式简单，用两部可以通讯的移动台即可实现点对点数据连续通讯。适用范围广，凡是无线通信网络覆盖区域均可使用。投资省，利用现有无线通信网络，无须组建新网及申请新的频道。移动性强。环境适应能力强。在远程移动性大的各种行业中(如电力、石油、煤炭、环保、地质、水文、气象、交通等)监测控制及有人身安全危险的工作场所监控方面，有极其广泛的应用范围。易于维护及更新。
附图说明：
附图1为本发明的系统结构方框图。
图2(a)为数据信号转换电路波形图。
图2(b)为信息还原转换电路波形图。
图3为数据信息输入、变换及输入到手机或无线MODEM语音输入通道电路原理图。
图4为数据信息变换还原及输出电路原理图。
实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1：如图1所示，在无线通信语音通道上实现数据连续通讯的系统，包括有信号输入环节12、数据通讯环节4和信号输出环节14；其中信号输入环节12用以将需传输的数据信号XXIN转换成数据通讯环节4能够传输的电平信号，信号输入环节12包括有数据信号输入电路1、数据信号转换电路2、电平转换电路3；信号输出环节14将手机或无线MODEM所接收的信号，通过数据通讯环节4的语音输出通道回路9所输出的信号，还原为需传输的数据信号XXIN，其中，信号输出环节14包括有信息还原转换电路10和数据信号输出电路11。
需传输的数据信号XXIN与数据信号输入电路1的输入端相连，数据信号输入电路1的输出端与数据信号转换电路2的输入端相连，数据信号转换电路2的输出端与电平转换电路3的输入端相连，电平转换电路3的输出端通过导线与手机或无线MODEM中数据通讯环节4的语音输入通道回路7相连，手机或无线MODEM的数据通讯环节4的语音输出通道回路9的输出端与信号输出环节14的信息还原转换电路10的输入端用导线相连，信息还原转换电路10的输出端与数据信号输出电路的输入端11相连，从数据信号输出电路11的输出端输出需传输的数据信号XXIN。
数据信号转换电路2由逻辑电路将所需传输频率范围在移动通讯网络语音信号传输频率范围之内，每一位逻辑“1”及“0”转换成代表其相应特征的不同宽度的脉冲。
数据信号还原转换电路10由逻辑电路将所接收到的代表逻辑“1”“0”的宽度不同的脉冲转换成代表逻辑“1”和“0”的不同的电平，而将信息还原成与所传输信息相同的逻辑电平。
如图3所示，XXTR为待发送信息的信源。数据信号输入电路1由R10、IC1、R11组成，IC1主要起到信号隔离传输的作用，在本实施例中用光耦也可用信号脉冲变压器等实现隔隔离传输。该部分电路的主要作用是将信源传来的数据信息变换成与主电路工作电源电平相同的逻辑信号。数据信号转换电路2包括有整形、滤波电路2.1和信号变换电路2.2；其中整形、滤波电路2.1包括有电容C1、电阻R2和逻辑反相器IC2；电容C1和电阻R2相互连接与数据信号输入电路1的输出端相连，电阻R2的另一端接逻辑反相器IC2的输入端，起到整形、滤波的作用；R2及C1起到滤波作用，IC2起整形及反相作用。
信号变换电路2.2包括有逻辑反相器IC3、逻辑与门IC4和IC5、计数器IC6、IC7、标准脉冲f0产生电路和D触发器IC8、IC9及或门IC10，其中标准脉冲f0产生电路包括有振荡分频器IC0、电阻R0、石英晶休JZ0、电容C00、电容C01；由标准脉冲f0产生电路得到一标准脉冲f0，f0的频率为待传送信息波特率10倍以上，主要作为定时，即为下一环节中进行数据信号转换做时间基准。逻辑反相器IC2输出端分别与计数器IC6的输入端相连、又与逻辑反相器IC3的输入端相连，同时又与逻辑与门IC5的输入端相连；逻辑反相器IC3的输出端与D触发器IC8的触发脉冲输入端CP相连，又与逻辑与门IC4的输入端连接；标准脉冲f0产生电路的输出端与逻辑与门IC4和IC5的输入端之一相连，逻辑与门IC4及IC5的第二输入端与标准脉冲f0产生电路的输出端相连，第三输入端分别与计数器IC6、IC7的输出端经反相器IC60、IC70相连；逻辑与门IC4、IC5的输出端分别与计数器IC6、IC7的计数脉冲CP输入端相连，计数器IC6、IC7的输出端YH、YL分别与D触发器IC8、IC9的清零端R连接，D触发器IC8、IC9的触发脉冲输入端分别与逻辑反相器IC3与IC2的输出端相连，D触发器IC8、IC9的输出端与或门IC10的两输入端相连；其输出端与电平转换电路[3]的输入端相连。当输入的数据信息的状态发生变化时，逻辑反相器IC2、IC3分别为高电平，即当数据信息为“1”时，IC2输出为低电平，逻辑反相器IC3输出高电平。当逻辑反相器IC2输出为“1”时，逻辑与门IC5有脉冲输出，且输出脉冲的频率为f0，逻辑反相器IC3输出为“1”时，逻辑与门IC4有脉冲输出，且输出脉冲的频率也为f0。当输入数据信息为逻辑“1”时，逻辑与门IC4输出频率为f0的脉冲给计数器IC6进行计数，此时对计数器IC7进行清零，当计到YH有输出时，停止计数。YH＝2YL，且YH/f0小于所传信息位宽度的1/2时间，即计数器IC6从开始从0计数至YH所用时间小于每位信息宽度的1/2。当输入信息为逻辑“0”时，逻辑与门输出频率为f0的脉冲给计数器IC7计数，此时对计数器IC6进行清零，当计到YL有输出时计数器IC6停止计数。当输入的数据信息每一次发生状态变化时，即逻辑反相器IC3或IC2其中之一有状态从“0”至“1”变化时(形成脉冲上升沿)，D触发器IC8、IC9相应在Q输出端有高电平输出，但当计数器IC6、IC7的YH、YL输出端有高电平输出时，D触发器IC8、IC9相应的R清零端有高电平，则相应的Q端输出由高电平变为低电平，即D触发器IC8、IC9Q端输出高电平的宽度分别与计数器IC6、IC7从零开始计数到YH、YL有高电平输出时间相同，例如YL为Y10，则D触发器IC8输出脉冲的宽度即为10个f0的周期(1/f0×10)。所以得出：当输入信息为高电平时，D触发器IC8的Q端输出高电平的宽度为1/f0×N(N为YH对应的H值)，输入信息为低电平时，D触发器IC9的Q端输出高电平宽度为I/f0×N/2。IC10为逻辑或门，即将D触发器IC8，IC9输出的对应逻辑“1”“0”的宽窄不同的脉冲在同一端输出，达到如图2(a)所示的效果。
电平转换电路3由电位器DW组成，电位器DW的输入端与或门IC10的输出端相连，电位器DW的可调输出端与数据通讯环节[4]的输入端，即语音输入通道回路7的输入端相连。电位器DW组成电平转换电路，使D/N输入脉冲的高电平为手机或无线MODEM输入通道正常工作的电平。H/M为通讯用的手机或无线MODEM，即为数据信息传送接收设备，利用无线通用网络，完成数据信息在语音通道上的发送及接收。
如图4所示，信息还原转换电路10由滤波放大电路10.1、滤波及整形电路10.2及信号还原电路10.3组成；该电路完成数据信息还原及输出功能DOUT为手机或无线MODEM语音输出通道上传来的接收到的数据信息的信号。滤波放大电路10.1由电容C11、电阻R110、电阻R112、R111、电容C10及运算放大器IC11组成信号滤波及幅值放大电路，将DOUT放大到与接收电路逻辑工作电平相同。滤波放大电路的输入端DOUT与数据通讯环节4的输出端，即语音输出通道回路9相连，滤波放大电路10.1的输出端与滤波及整形电路10.2的输入端相连；滤波整形电路10.2由电阻R113、电容C113、及反相器IC12组成，R113及C113组成滤波电路；IC12起到整形及反相作用。滤波整形电路10.2的输入端R113与滤波放大电路10.1的输出端相连，其输出端与信号还原电路10.3的输入端相连；信号还原电路10.3由反相器IC130、IC131或门IC14、计数器IC15、D触发器IC16、及标准脉冲f0产生电路组成，其中标准脉冲f0产生电路由振荡分频器IC18及电阻R180、石英晶体JZ18、电容C180、C181组成。标准脉冲f0产生电路的使用方法及输出的脉冲f0与附图3中的标准脉冲f0产生电路完全相同，目的是能准确地恢复原始的输入信号。反相器IC130的输入端与滤波整形电路10.2的反相器IC12输出端相连，反相器IC130的输出端与反相器IC131的输入端及计数器IC15的清零端CR、D触发器IC16的输入端D同时相连，反相器IC131的输出端与或门IC14的第二输入端相连，或门IC14的第一输入端与计数器IC15的高位输出端ynH相连，或门IC14的第三输入端与标准脉冲f0产生电路f0输出端相连，或门IC14的输出端与计数器IC15的计数脉冲输入端CP相连，计数器IC15的低位计数输出端yn与D触发器IC16的触发脉冲输入端CP相连；D触发器IC16的输出端与信号输出环节14输入端相连。
数据信号输出电路由光电耦和电路IC17及电阻R170、R171组成，其输入端与信息还原转换电路10输出端相连，其输出端与数据输出端XXOUT与信息接收设备XXRE的输入端相连。
信息还原转换电路10的工作过程如下：当DOUT为高电平时，反相器IC12输出亦为高电平，反相器IC130输出为低电平，或门IC14有脉冲输出送到计数器IC15计数，计数器IC15的计数脉冲输入端CP的输入频率为f0，YH＞YnH＞Yn＞YL，当接收到高电平为宽脉冲时，计数器IC15的输出端Yn有输出时，D触发器IC16输入端D输入仍为“1”，则D触发器IC16输出端Q为高电平输出，当接收到为窄脉冲时，在计数器IC15的输出端Yn有输出时，因Yn＞YL，此时D触发器IC16输入端D端已为低电平，所以D触发器IC16输出为低电平，即达到图2(b)所示的效果。光电耦和电路IC17及电阻R170、R171组成输出电平隔离变换电路，同时，提高传输系统与信息接收设备XXRE间的抗干扰能力。VH为接收设备逻辑高电平，VL为接收设备逻辑低电平。