本发明专利技术公开一种音频取证中电网频率的精确采集装置及方法，属于电网频率的采集技术领域。本采集装置，包括频率采集点和上位机，频率采集点包括精密电压互感器降压模块、信号调理模块、抗混叠滤波器模块、单片机和无线通信单元；所述的上位机通过无线通信单元完成与频率采集点的无线连接。本发明专利技术的采集方法，包括以下步骤：（1）将频率采集点布置于各个采集小区内；（2）将采样得到的数据放入缓存中缓存；（3）通过无线通信单元传送给上位机；（4）上位机将接收数据放入DMA缓冲区，频率计算；（5）将数据传输给数据库服务器；（6）数据保存到数据库服务器。本发明专利技术能将电网频率信号精确换算、保存，快速构建地区级的电网频率数据库。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电网频率的采集
，更具体地说，涉及一种音频取证中电网频 率的精确采集装置及方法。
技术介绍
在语音取证中，从电网频率特征角度对录音信号进行获取、分析和评价其真伪性、 提取与录音时间、录音地点等有关联的特征参数进行录音地点的识别，就可以作为法庭或 其他行政部门认可的证据。电网频率能反映语音录音时间、录音地点以及根据一定的分析 一直是公安司法部门非常关注的问题。由于我国电网频率波动较大，再加上我国电网特性复杂、电力传输通道干扰较大 从而导致了从音频证据中提取的电网频率特性曲线与电力传输部门差异较大。正是这么大 差异的存在，使得每一个地点的电网频率都存在差异，有了空间和时间轴的区别。电网频率 测量，以及地区级电网频率数据库有了很重要的意义。当录音地点的电网频率的采集存在 数据库中，而且频率采集满足一定的精度和实时性，就可以根据MATLAB等工具进行对比分 析。所以录音地点的电网频率的测量精度以及实时性在语音取证中起关键性作用。而我 国供电公司无法提供这些频率信息，所以电网频率数据库的组建是摆在面前需要解决的问 题。如何构建我国地区电网频率数据库，如何提取电网噪声和干扰的影响，提取出与 地区数据库最匹配的电网频率特征变化曲线，是摆在我们面前一个值得深入探讨的问题。 并且频率的数据较多，怎么处理这些庞大的数据也是需要解决的难题之一。中国专利号200910078034. 1，公开日2009年07月15日，公开了一份名称为以电 网不对称运行和频率偏移信息辨识综合负荷等值马达方法的专利文件，其属于现代电力系 统中负荷建模
的一种以电网不对称运行和频率偏移信息辨识综合负荷等值马达 方法。具体以负荷特性录波仪记录的负荷马达群所在母线的三相不对称电压瞬时值信息作 为输入，以用户负荷马达群在三相不对称电压下所消耗的三相不对称电流作为输出，并将 三相电压三相电流瞬时值进行坐标变换，建立综合负荷等值马达的模型，在旋转坐标系下 电流分量的目标优化函数，应用微分进化和单纯形相结合的混合优化算法辨识综合负荷等 值马达参数。改变以往采用电压正序相量作为输入，正序功率作为输出；以及默认电网频率 为50HZ来辨识综合负荷等值马达的局限性，提高建模的准确性和可信度、综合负荷等值马 达辨识精度和适用范围。但是该专利检测的电压频率等信息是为了方便电力系统中负荷建 模，而且检测方法复杂。中国专利申请号201210006398. 0，公开日2012年07月18日，公开了一份名称为数字录音完整性检测方法的专利申请文件，该专利技术申请公开了数字录音完整性检测方法， 包括步骤1，对待检测的携带有电网频率的数字录音进行向下采样；步骤2，对采样数据进 行带通滤波；步骤3，对滤波后的音频序列进行分帧处理，逐帧提取电网频率并计算相应的 电网频率相位，得到一个电网频率相位序列；步骤4，根据电网频率相位的特征值检测数字录音的完整性。该专利技术可以对携带有电网频率的数字录音提取电网频率相位特征，判断数 字录音是否存在插入、删除、替换等篡改，并定位篡改位置，实现数字录音的完整性检测。该 专利技术可用于法庭取证中数字录音证据的完整性认证。但是该专利技术只能对录音本身的电网频 率进行核对，无法对将录音的电网频率与实际电网的频率进行比对，无法确定录音的地点。
技术实现思路
1、要解决的问题针对现有技术无法利用我国复杂的电网特性来对录音进行核查，而司法的判决需 要对录音证据辨别真伪性以及需要判断准确的录音地点问题，本专利技术提供一种音频取证中 电网频率的精确采集装置及方法，其能建立一个地区级的电网频率数据库，通过将录音的 电网频率与各个小区的电网频率进行核对，迅速的确定录音的地点和录音的时间。2、技术方案为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下一种音频取证中电网频率的精确采集装置，包括频率采集点和上位机，所述的频 率采集点包括精密电压互感器降压模块、信号调理模块、抗混叠滤波器模块、单片机和无线 通信单元；所述的精密电压互感器降压模块、信号调理模块、抗混叠滤波器模块和单片机依 次相连；所述的无线通信单元连接到单片机上；所述的上位机通过无线通信单元完成与频 率采集点的无线连接。所述的单片机带有ADC采集模块。所述的精密电压互感器降压模块采集的电压信号经自身降压处理后传输给信号 调理模块，信号调理模块将信号调理后经过抗混叠滤波器模块传输给单片机，单片机通过 无线通信单元将信号传输给上位机。所述的信号调理模块对信号的调理是将信号调理成适合ADC采集范围内。还包括数据库服务器，所述的上位机为嵌入式上位机，上位机将接收的信号处理 后保存在数据库服务器。所述的信号调理模块所用的集成运放是MCP6002T-1/SN;所述的单片机为 MSP430G2553。所述的无线通信单元的通信方式是多点通信终端往一个集线器终端发送数据，集 线器终端将各数据按数据来源分组经过RS232接口发送至上位机。一种音频取证中电网频率的精确采集方法，包括以下步骤(I)将频率采集点布置于各个采集小区内，采集装置采集电网频率为fm ；(2)频率采集点将采样得到的数据放入缓存中缓存；(3)当缓存达到设定值时通过无线通信单元传送给上位机；(4)上位机开辟一个DMA块，将接收数据放入DMA缓冲区；(5)配置DMA缓冲区满时发生中断，计算频率，计算完成后将数据传输给数据库服 务器；(6)数据保存到数据库服务器。所述的步骤(5)中执行中断程序中频率算法如下1、缓冲区数据为接收到的数据x(n)；I1、对 x(n)求微分 χ’ (η) =χ(η)-χ(η_1)；II1、分别对 χ (η)和 χ’ (η)加汉明窗得 X1(Ii)和 χ' ! (η);X1 (η) = χ (η) *hanming (η)；χ' ^n) = χ' (η) *hanming (η)IV、分别对 χ (η)和 χ’ (η)求 256 点 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、根据kmax求的采样因子fa本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种音频取证中电网频率的精确采集装置，其特征在于：包括频率采集点和上位机，所述的频率采集点包括精密电压互感器降压模块、信号调理模块、抗混叠滤波器模块、单片机和无线通信单元；所述的精密电压互感器降压模块、信号调理模块、抗混叠滤波器模块和单片机依次相连；所述的无线通信单元连接到单片机上；所述的上位机通过无线通信单元完成与频率采集点的无线连接。
【技术特征摘要】
1.一种音频取证中电网频率的精确采集装置，其特征在于包括频率采集点和上位机，所述的频率采集点包括精密电压互感器降压模块、信号调理模块、抗混叠滤波器模块、单片机和无线通信单元；所述的精密电压互感器降压模块、信号调理模块、抗混叠滤波器模块和单片机依次相连；所述的无线通信单元连接到单片机上；所述的上位机通过无线通信单元完成与频率采集点的无线连接。2.根据权利要求1所述的一种音频取证中电网频率的精确采集装置，其特征在于，所述的单片机带有ADC采集模块。3.根据权利要求2所述的一种音频取证中电网频率的精确采集装置，其特征在于，所述的精密电压互感器降压模块采集的电压信号经自身降压处理后传输给信号调理模块，信号调理模块将信号调理后经过抗混叠滤波器模块传输给单片机，单片机通过无线通信单元将信号传输给上位机。4.根据权利要求3所述的一种音频取证中电网频率的精确采集装置，其特征在于，所述的信号调理模块对信号的调理是将信号调理成适合ADC采集范围内。5.根据权利要求3所述的一种音频取证中电网频率的精确采集装置，其特征在于，还包括数据库服务器，所述的上位机为嵌入式上位机，上位机将接收的信号处理后保存在数据库服务器。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种音频取证中电网频率的精确采集装置，其特征在于，所述的信号调理模块所用的集成运放是MCP6002T-1/SN;所述的单片机为MSP430G2553。7.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种音频取证中电网频...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾飞，周靖凯，周云霞，印鹏，王文秀，曹冬建，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：
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