一种占空比编码报警系统及其信号调制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及模拟信号处理领域，尤其是涉及一种占空比编码报警系统及其信号调制方法。
【背景技术】
[0002]现有的振幅调制技术，载波在数字信号I或O的控制下通或断，在信号为I的状态载波接通，此时传输信道上有载波出现;在信号为O的状态下，载波关断，此时传输信道上无载波传送。在接收端可以根据载波的有无还原出数字信号的I和0，而现有的振幅调制技术都采用的是串行编码方式，将信息通过串行码的方式传送出去，但是传统的振幅调制编码有其明显的缺陷，主要表现在响应速度慢，无论是编码还是解码都采用的串行处理方式，当采用硬件编解码时，响应速度稍快一些，但是如果是采用软件编解码，在键控的情况下需要按住按键持续一段时间，所编的码才能全部发出去，否则信号发送是不成功的，并且常规串行编码在传输路径上极易受到干扰，稳定性较差。将串行编码技术应用于独居老人的呼救装置，由于串行编码技术具有上述的缺点，当老人需要进行呼救时，需要长时间的按动呼救按钮才能完成呼救信息的发送，在紧急情况下这种方式可靠性较差，并且由于常规串行编码在传输路径上极易受到干扰，很容易造成误呼救和呼救失败，误呼救给救助人员增加了工作量，而呼救失败则可能给老人的生命安全造成威胁。
[0003]申请号为:201420356574.8的实用新型专利，公开了一种老人呼救装置，包括主机、至少一个移动子机和至少一个固定子机，主机包括GSM控制单元、第一无线射频单元和第一语音单元，第一语音单元、第一无线射频单元分别与GSM控制单元电连接;移动子机设置有第二无线射频单元和第二语音单元;第二无线射频单元与第二语音单元电连接；固定子机设置有第三无线射频单元;第三无线射频单元包括无线信号检测模块，无线信号检测模块用于检测第二无线射频单元所发射的无线信号的强度，该实用新型老人呼救装置具有实现语音呼救功能又具有定位功能，但是本实用新型没有解决紧急情况下老人的呼救难度问题，紧急情况下老人要完成语音呼救十分困难，当救助人员通过定位发现老人时可能已经错过了最佳的救护时机。
[0004]为了解决现有串行编码技术存在的问题，申请号为:201410072863.X的发明专利，公开了一种宽频宽占空比调制电路，包括稳压电源系统、基础控制脉冲产生电路、光源控制及调制控制脉冲产生电路、调制电路及信号处理电路系统;该发明的宽频宽占空比调制电路，解决了脉冲调制占空比数值的限制，理论上占空比大小不影响数据采集，对于微小信号，该发明可以很好的采集，能很好的消除频率干扰，零点误差和温度漂移极小，但是该发明的信号调制设备和方法较为复杂，不适用于移动场合和人手进行佩戴的场合。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种占空比编码报警系统及其信号调制方法，解决了紧急情况下独居老人的呼救问题并且解决了现有串行编码技术稳定性差、响应速度慢的问题。
[0006]为达到上述目的，本发明采用以下技术方案:
一种占空比编码报警系统，包括多个报警发射器、室内报警单元和智能手持设备，所述报警发射器包括壳体、信号发生电路和无线通信模块，所述信号发生电路包括振幅调制信号发送电路和高频载波信号产生电路，所述振幅调制信号发送电路的输出端与高频载波信号产生电路的输入端电连接，所述信号发生电路和无线通信模块设置于所述壳体内，所述无线通信模块与所述信号发生电路的信号输出端电连接;所述室内报警单元包括超再生接收模块、信号分频整形电路、微控制器、报警电路和GSM无线通信模块，所述超再生接收模块的输出端与所述信号分频整形电路的信号输入端电连接，所述信号分频整形电路的输出端与所述微控制器的输入端电连接，所述微控制器的输出端与所述报警电路的输入端电连接，所述微控制器的信号端与所述GSM无线通信模块的信号端电连接;所述超再生接收模块与无线通信模块进行无线通信连接，所述GSM无线通信模块通过GSM网络与智能手持设备进行无线通信。
[0007]优选的，所述外壳上设置有按键，所述按键与所述信号发生电路电连接。
[0008]优选的，所述外壳的形状为手表状。
[0009]优选的，所述振幅调制信号发送电路的多谐振荡器采用555定时器。
[0010]优选的，所述报警电路包括驱动电路和报警器，所述驱动电路为继电器控制电路，所述报警器采用声光报警器，所述驱动电路的输出端与所述报警器电连接。
[0011]优选的，所述信号分频整形电路采用74LS74集成芯片。
[0012]—种占空比编码报警系统的信号调制方法，包括以下步骤:
步骤I):当按键按下后，振幅调制信号发送电路中的多谐振荡器发出占空比为3/5的多谐振荡信号；
步骤2):所述占空比为3/5的多谐振荡信号经过高频载波信号产生电路处理后，变为占空比为3/5的高频载波信号，所述占空比为3/5的高频载波信号经过无线通信模块发出；步骤3):所述占空比为3/5的高频载波信号被超再生接收模块采集后，电路揩振，超噪声被抑制，尚频振荡器开始广生振荡；
步骤4):经过步骤3)的处理后，所述超再生接收模块的信号输出端输出与步骤I)中占空比为3/5的多谐振荡信号波形相同的信号；
步骤5):所述步骤4)中超再生接收模块的输出信号经过所述分频整形电路的分频和整形后，将信号输入到微控制器中进行处理和判断。
[0013]优选的，所述步骤3)中振荡过程建立的快慢和间歇时间的长短，受接收信号的振幅控制，当接收信号振幅大时，起始电平高，振荡过程建立快，每次振荡间歇时间短，得到的控制电压高;反之，当接收到的信号振幅小时，得到的控制电压低。
[0014]本发明的有益效果是:
1、本发明的报警发射器发送的是频率固定，但是占空比不同的信号，只要在开关接触的瞬间(0.1秒的时间是报警老人可以做到的)就可发送200个脉冲以上;超再生接收模块将接收到的信号送给信号分频整形电路分频并整形，最后将信号送单片机处理，单片机用电平变化检测指示信号启动停止定时器，三次检测计算出采集信号的占空比，如果与预设值相同，则认为是采集到了正确的报警信号，此时进行本地报警，也可通过移动网络发送报警信号。
[0015]2、本发明报警发射器的外壳形状为手表状，可以方便的佩戴于老人的手腕上，当发生紧急情况时，老人可以及时的按动报警按键来进行报警，并且只需要按动按键很短的时间即可完成报警操作，降低了老人在紧急情况下的报警难度，保证了使用者的生命安全。
[0016]3、本发明具有GSM无线通信模块，当老人发出求救信号，但是此时室内的医护人员又不在呼救系统旁边时，可将呼救信息发送至预设定的智能手持设备上，及时通知救护人员对独居老人进行救助。
[0017]4、本发明中采用占空比调制信号的方法，控制信号不需要串行编码，系统的响应速度快、可靠、稳定，并且控制信号在无线传输的过程中是单一频率的信号，抗干扰能力强，即使在强电磁辐射的情况下也不会影响信号的可靠传输。
【附图说明】
[0018]图1为本发明实施例1的组成结构框图；
图2为本发明实施例1中报警发射器的电气原理图；
图3为本发明中室内报警单元的电气原理图；
图4为振幅调制信号发送电路输出信号的波形图；
图5为测试点信号的波形图；
图6为分频整形电路的输出波形图；
图7为本发明实施例2的组成结构框图；
图8为本发明实施例3的组成结构框图；
图9为本发明实施例4的组成结构框图；
图中:1_报警发射器、11-信号发生电路、111-振幅调制信号发送电路、112-高频载波信号产生电路、113-测试点、12-无线通信模块、2-室内报警单元、21-超再生接收模块、22-信号分频整形电路、23-微控制器、24-报警电路、25-GSM无线通信模块、3-智能手持设备。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
[0020]实施例1:
如图1、图2和图3所示，本发明包括多个报警发射器1、室内报警单元2和智能手持设备3，本实施例中报警发射器I的数目为两个。报警发射器I包括壳体、信号发生电路11和无线通信模块12，信号发生电路11和无线通信模块12设置于壳体内，外壳上设置有按键，按键与信号发生电路11电连接，外壳的形状为手表状，方便使用者佩戴在手腕上;信号发生电路11包括振幅调制信号发送电路111和高频载波信号产生电路112，振幅调制信号发送电路111的输出端与高频载波信号产生电路112的输入端电连接，振幅调制信号发送电路111的多谐振荡器采用555定时器，555定时器发送频率为2.5K左右的占空比为3/5的矩形波，矩形波的波形图如图4所示;555定时器的输出端与高频载波信号产生电路112的输入端电连接，高频载波信号产生电路112的工作频率为315MHz，采用晶振进行产生固定频率的信号;无线通信模块12的与信号发生电路11的信号输出端电连接，无线通信模块12采用ANT天线。
[0021]室