本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)一種音頻取證中電網(wǎng)頻率的精確采集裝置及方法，屬于電網(wǎng)頻率的采集技術(shù)領(lǐng)域。本采集裝置，包括頻率采集點(diǎn)和上位機(jī)，頻率采集點(diǎn)包括精密電壓互感器降壓模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、抗混疊濾波器模塊、單片機(jī)和無(wú)線通信單元；所述的上位機(jī)通過(guò)無(wú)線通信單元完成與頻率采集點(diǎn)的無(wú)線連接。本發(fā)明專利技術(shù)的采集方法，包括以下步驟：（1）將頻率采集點(diǎn)布置于各個(gè)采集小區(qū)內(nèi)；（2）將采樣得到的數(shù)據(jù)放入緩存中緩存；（3）通過(guò)無(wú)線通信單元傳送給上位機(jī)；（4）上位機(jī)將接收數(shù)據(jù)放入DMA緩沖區(qū)，頻率計(jì)算；（5）將數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；（6）數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。本發(fā)明專利技術(shù)能將電網(wǎng)頻率信號(hào)精確換算、保存，快速構(gòu)建地區(qū)級(jí)的電網(wǎng)頻率數(shù)據(jù)庫(kù)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于電網(wǎng)頻率的采集
，更具體地說(shuō)，涉及一種音頻取證中電網(wǎng)頻 率的精確采集裝置及方法。
技術(shù)介紹
在語(yǔ)音取證中，從電網(wǎng)頻率特征角度對(duì)錄音信號(hào)進(jìn)行獲取、分析和評(píng)價(jià)其真?zhèn)涡浴?提取與錄音時(shí)間、錄音地點(diǎn)等有關(guān)聯(lián)的特征參數(shù)進(jìn)行錄音地點(diǎn)的識(shí)別，就可以作為法庭或 其他行政部門認(rèn)可的證據(jù)。電網(wǎng)頻率能反映語(yǔ)音錄音時(shí)間、錄音地點(diǎn)以及根據(jù)一定的分析 一直是公安司法部門非常關(guān)注的問(wèn)題。由于我國(guó)電網(wǎng)頻率波動(dòng)較大，再加上我國(guó)電網(wǎng)特性復(fù)雜、電力傳輸通道干擾較大 從而導(dǎo)致了從音頻證據(jù)中提取的電網(wǎng)頻率特性曲線與電力傳輸部門差異較大。正是這么大 差異的存在，使得每一個(gè)地點(diǎn)的電網(wǎng)頻率都存在差異，有了空間和時(shí)間軸的區(qū)別。電網(wǎng)頻率 測(cè)量，以及地區(qū)級(jí)電網(wǎng)頻率數(shù)據(jù)庫(kù)有了很重要的意義。當(dāng)錄音地點(diǎn)的電網(wǎng)頻率的采集存在 數(shù)據(jù)庫(kù)中，而且頻率采集滿足一定的精度和實(shí)時(shí)性，就可以根據(jù)MATLAB等工具進(jìn)行對(duì)比分 析。所以錄音地點(diǎn)的電網(wǎng)頻率的測(cè)量精度以及實(shí)時(shí)性在語(yǔ)音取證中起關(guān)鍵性作用。而我 國(guó)供電公司無(wú)法提供這些頻率信息，所以電網(wǎng)頻率數(shù)據(jù)庫(kù)的組建是擺在面前需要解決的問(wèn) 題。如何構(gòu)建我國(guó)地區(qū)電網(wǎng)頻率數(shù)據(jù)庫(kù)，如何提取電網(wǎng)噪聲和干擾的影響，提取出與 地區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)最匹配的電網(wǎng)頻率特征變化曲線，是擺在我們面前一個(gè)值得深入探討的問(wèn)題。 并且頻率的數(shù)據(jù)較多，怎么處理這些龐大的數(shù)據(jù)也是需要解決的難題之一。中國(guó)專利號(hào)200910078034. 1，公開(kāi)日2009年07月15日，公開(kāi)了一份名稱為以電 網(wǎng)不對(duì)稱運(yùn)行和頻率偏移信息辨識(shí)綜合負(fù)荷等值馬達(dá)方法的專利文件，其屬于現(xiàn)代電力系 統(tǒng)中負(fù)荷建模
的一種以電網(wǎng)不對(duì)稱運(yùn)行和頻率偏移信息辨識(shí)綜合負(fù)荷等值馬達(dá) 方法。具體以負(fù)荷特性錄波儀記錄的負(fù)荷馬達(dá)群所在母線的三相不對(duì)稱電壓瞬時(shí)值信息作 為輸入，以用戶負(fù)荷馬達(dá)群在三相不對(duì)稱電壓下所消耗的三相不對(duì)稱電流作為輸出，并將 三相電壓三相電流瞬時(shí)值進(jìn)行坐標(biāo)變換，建立綜合負(fù)荷等值馬達(dá)的模型，在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下 電流分量的目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，應(yīng)用微分進(jìn)化和單純形相結(jié)合的混合優(yōu)化算法辨識(shí)綜合負(fù)荷等 值馬達(dá)參數(shù)。改變以往采用電壓正序相量作為輸入，正序功率作為輸出；以及默認(rèn)電網(wǎng)頻率 為50HZ來(lái)辨識(shí)綜合負(fù)荷等值馬達(dá)的局限性，提高建模的準(zhǔn)確性和可信度、綜合負(fù)荷等值馬 達(dá)辨識(shí)精度和適用范圍。但是該專利檢測(cè)的電壓頻率等信息是為了方便電力系統(tǒng)中負(fù)荷建 模，而且檢測(cè)方法復(fù)雜。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01210006398. 0，公開(kāi)日2012年07月18日，公開(kāi)了一份名稱為數(shù)字錄音完整性檢測(cè)方法的專利申請(qǐng)文件，該專利技術(shù)申請(qǐng)公開(kāi)了數(shù)字錄音完整性檢測(cè)方法， 包括步驟1，對(duì)待檢測(cè)的攜帶有電網(wǎng)頻率的數(shù)字錄音進(jìn)行向下采樣；步驟2，對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn) 行帶通濾波；步驟3，對(duì)濾波后的音頻序列進(jìn)行分幀處理，逐幀提取電網(wǎng)頻率并計(jì)算相應(yīng)的 電網(wǎng)頻率相位，得到一個(gè)電網(wǎng)頻率相位序列；步驟4，根據(jù)電網(wǎng)頻率相位的特征值檢測(cè)數(shù)字錄音的完整性。該專利技術(shù)可以對(duì)攜帶有電網(wǎng)頻率的數(shù)字錄音提取電網(wǎng)頻率相位特征，判斷數(shù) 字錄音是否存在插入、刪除、替換等篡改，并定位篡改位置，實(shí)現(xiàn)數(shù)字錄音的完整性檢測(cè)。該 專利技術(shù)可用于法庭取證中數(shù)字錄音證據(jù)的完整性認(rèn)證。但是該專利技術(shù)只能對(duì)錄音本身的電網(wǎng)頻 率進(jìn)行核對(duì)，無(wú)法對(duì)將錄音的電網(wǎng)頻率與實(shí)際電網(wǎng)的頻率進(jìn)行比對(duì)，無(wú)法確定錄音的地點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、要解決的問(wèn)題針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法利用我國(guó)復(fù)雜的電網(wǎng)特性來(lái)對(duì)錄音進(jìn)行核查，而司法的判決需 要對(duì)錄音證據(jù)辨別真?zhèn)涡砸约靶枰袛鄿?zhǔn)確的錄音地點(diǎn)問(wèn)題，本專利技術(shù)提供一種音頻取證中 電網(wǎng)頻率的精確采集裝置及方法，其能建立一個(gè)地區(qū)級(jí)的電網(wǎng)頻率數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)將錄音的 電網(wǎng)頻率與各個(gè)小區(qū)的電網(wǎng)頻率進(jìn)行核對(duì)，迅速的確定錄音的地點(diǎn)和錄音的時(shí)間。2、技術(shù)方案為了解決上述問(wèn)題，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案如下一種音頻取證中電網(wǎng)頻率的精確采集裝置，包括頻率采集點(diǎn)和上位機(jī)，所述的頻 率采集點(diǎn)包括精密電壓互感器降壓模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、抗混疊濾波器模塊、單片機(jī)和無(wú)線 通信單元；所述的精密電壓互感器降壓模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、抗混疊濾波器模塊和單片機(jī)依 次相連；所述的無(wú)線通信單元連接到單片機(jī)上；所述的上位機(jī)通過(guò)無(wú)線通信單元完成與頻 率采集點(diǎn)的無(wú)線連接。所述的單片機(jī)帶有ADC采集模塊。所述的精密電壓互感器降壓模塊采集的電壓信號(hào)經(jīng)自身降壓處理后傳輸給信號(hào) 調(diào)理模塊，信號(hào)調(diào)理模塊將信號(hào)調(diào)理后經(jīng)過(guò)抗混疊濾波器模塊傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò) 無(wú)線通信單元將信號(hào)傳輸給上位機(jī)。所述的信號(hào)調(diào)理模塊對(duì)信號(hào)的調(diào)理是將信號(hào)調(diào)理成適合ADC采集范圍內(nèi)。還包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，所述的上位機(jī)為嵌入式上位機(jī)，上位機(jī)將接收的信號(hào)處理 后保存在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。所述的信號(hào)調(diào)理模塊所用的集成運(yùn)放是MCP6002T-1/SN;所述的單片機(jī)為 MSP430G2553。所述的無(wú)線通信單元的通信方式是多點(diǎn)通信終端往一個(gè)集線器終端發(fā)送數(shù)據(jù)，集 線器終端將各數(shù)據(jù)按數(shù)據(jù)來(lái)源分組經(jīng)過(guò)RS232接口發(fā)送至上位機(jī)。一種音頻取證中電網(wǎng)頻率的精確采集方法，包括以下步驟(I)將頻率采集點(diǎn)布置于各個(gè)采集小區(qū)內(nèi)，采集裝置采集電網(wǎng)頻率為fm ；(2)頻率采集點(diǎn)將采樣得到的數(shù)據(jù)放入緩存中緩存；(3)當(dāng)緩存達(dá)到設(shè)定值時(shí)通過(guò)無(wú)線通信單元傳送給上位機(jī)；(4)上位機(jī)開(kāi)辟一個(gè)DMA塊，將接收數(shù)據(jù)放入DMA緩沖區(qū)；(5)配置DMA緩沖區(qū)滿時(shí)發(fā)生中斷，計(jì)算頻率，計(jì)算完成后將數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)庫(kù)服 務(wù)器；(6)數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。所述的步驟(5)中執(zhí)行中斷程序中頻率算法如下1、緩沖區(qū)數(shù)據(jù)為接收到的數(shù)據(jù)x(n)；I1、對(duì) x(n)求微分 χ’ (η) =χ(η)-χ(η_1)；II1、分別對(duì) χ (η)和 χ’ (η)加漢明窗得 X1(Ii)和 χ' ! (η);X1 (η) = χ (η) *hanming (η)；χ' ^n) = χ' (η) *hanming (η)IV、分別對(duì) χ (η)和 χ’ (η)求 256 點(diǎn) DFT 得 X ⑷和 V (K)；X (K) = DFT (X1 (η))；V (K)=DFT(x' ^n))V、求 X(K)和 X’ (K)最大模值 X(Kmax) I 和 X，(kmax) I ；X(Kmax) I > IX(Kother);|X' (kmax) I > Ixi (Kother)V1、根據(jù)kmax求的采樣因子fa本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種音頻取證中電網(wǎng)頻率的精確采集裝置，其特征在于：包括頻率采集點(diǎn)和上位機(jī)，所述的頻率采集點(diǎn)包括精密電壓互感器降壓模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、抗混疊濾波器模塊、單片機(jī)和無(wú)線通信單元；所述的精密電壓互感器降壓模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、抗混疊濾波器模塊和單片機(jī)依次相連；所述的無(wú)線通信單元連接到單片機(jī)上；所述的上位機(jī)通過(guò)無(wú)線通信單元完成與頻率采集點(diǎn)的無(wú)線連接。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種音頻取證中電網(wǎng)頻率的精確采集裝置，其特征在于包括頻率采集點(diǎn)和上位機(jī)，所述的頻率采集點(diǎn)包括精密電壓互感器降壓模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、抗混疊濾波器模塊、單片機(jī)和無(wú)線通信單元；所述的精密電壓互感器降壓模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、抗混疊濾波器模塊和單片機(jī)依次相連；所述的無(wú)線通信單元連接到單片機(jī)上；所述的上位機(jī)通過(guò)無(wú)線通信單元完成與頻率采集點(diǎn)的無(wú)線連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種音頻取證中電網(wǎng)頻率的精確采集裝置，其特征在于，所述的單片機(jī)帶有ADC采集模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種音頻取證中電網(wǎng)頻率的精確采集裝置，其特征在于，所述的精密電壓互感器降壓模塊采集的電壓信號(hào)經(jīng)自身降壓處理后傳輸給信號(hào)調(diào)理模塊，信號(hào)調(diào)理模塊將信號(hào)調(diào)理后經(jīng)過(guò)抗混疊濾波器模塊傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)無(wú)線通信單元將信號(hào)傳輸給上位機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種音頻取證中電網(wǎng)頻率的精確采集裝置，其特征在于，所述的信號(hào)調(diào)理模塊對(duì)信號(hào)的調(diào)理是將信號(hào)調(diào)理成適合ADC采集范圍內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種音頻取證中電網(wǎng)頻率的精確采集裝置，其特征在于，還包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，所述的上位機(jī)為嵌入式上位機(jī)，上位機(jī)將接收的信號(hào)處理后保存在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的一種音頻取證中電網(wǎng)頻率的精確采集裝置，其特征在于，所述的信號(hào)調(diào)理模塊所用的集成運(yùn)放是MCP6002T-1/SN;所述的單片機(jī)為MSP430G2553。7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的一種音頻取證中電網(wǎng)頻...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：賈飛，周靖凱，周云霞，印鵬，王文秀，曹冬建，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南京工程學(xué)院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
還沒(méi)有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。