[發明專利]一種音頻取證中電網頻率的精確采集裝置及方法

無效

• 申請號: 201210584724.6
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103048539A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 賈飛;周靖凱;周云霞;印鵬;王文秀;曹冬建
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: G01R23/02
• 分類號: G01R23/02
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 蔣海軍

1.一種音頻取證中電網頻率的精確采集裝置，其特征在于：包括頻率采集點和上位機，所述的頻率采集點包括精密電壓互感器降壓模塊、信號調理模塊、抗混疊濾波器模塊、單片機和無線通信單元；所述的精密電壓互感器降壓模塊、信號調理模塊、抗混疊濾波器模塊和單片機依次相連；所述的無線通信單元連接到單片機上；所述的上位機通過無線通信單元完成與頻率采集點的無線連接。

2.根據權利要求1所述的一種音頻取證中電網頻率的精確采集裝置，其特征在于，所述的單片機帶有ADC采集模塊。

3.根據權利要求2所述的一種音頻取證中電網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經自身降壓處理后傳輸給信號調理模塊，信號調理模塊將信號調理后經過抗混疊濾波器模塊傳輸給單片機，單片機通過無線通信單元將信號傳輸給上位機。

4.根據權利要求3所述的一種音頻取證中電網頻率的精確采集裝置，其特征在于，所述的信號調理模塊對信號的調理是將信號調理成適合ADC采集范圍內。

5.根據權利要求3所述的一種音頻取證中電網頻率的精確采集裝置，其特征在于，還包括數據庫服務器，所述的上位機為嵌入式上位機，上位機將接收的信號處理后保存在數據庫服務器。

6.根據權利要求1-5中任意一項所述的一種音頻取證中電網頻率的精確采集裝置，其特征在于，所述的信號調理模塊所用的集成運放是MCP6002T-I/SN；所述的單片機為MSP430G2553。

7.根據權利要求1-5中任意一項所述的一種音頻取證中電網頻率的精確采集裝置，其特征在于，所述的無線通信單元的通信方式是多點通信終端往一個集線器終端發送數據，集線器終端將各數據按數據來源分組經過RS232接口發送至上位機。

8.一種音頻取證中電網頻率的精確采集方法，包括以下步驟：

(1)將頻率采集點布置于各個采集小區內，采集裝置采集電網頻率為f_m；

(2)頻率采集點將采樣得到的數據放入緩存中緩存；

(3)當緩存達到設定值時通過無線通信單元傳送給上位機；

(4)上位機開辟一個DMA塊，將接收數據放入DMA緩沖區；

(5)配置DMA緩沖區滿時發生中斷，計算頻率，計算完成后將數據傳輸給數據庫服務器；

(6)數據保存到數據庫服務器。

9.根據權利要求8所述的一種音頻取證中電網頻率的精確采集方法，其特征在于，所述的步驟(5)中執行中斷程序中頻率算法如下：

I、緩沖區數據為接收到的數據x(n)；

II、對x(n)求微分x'(n)＝x(n)-x(n-1)；

III、分別對x(n)和x'(n)加漢明窗得x₁(n)和x′₁(n)；

x₁(n)＝x(n)*hanming(n)????????????????????????????；

x′₁(n)＝x′(n)*hanming(n)

IV、分別對x(n)和x'(n)求256點DFT得X(K)和X′(K)；

X(K)＝DFT(x₁(n))??????????????????????；

X′(K)＝DFT(x′₁(n))

V、求X(K)和X'(K)最大模值|X(K_max)|和|X'(k_max)|；

|X(K_max)|＞|X(K_other)|??????????????????????????????；

|X′(k_max)|＞|X′(K_other)|

VI、根據k_max求的采樣因子f_a

fa=PI*kmaxN*sin(PI*kmaxN);]]>

VII、得采樣頻率f_r

fr=fm*fa|X′(kmax)|2PI*|X(Kmax)|;]]>

其中：x(n)表示接收到的數據，n∈[0，N)；N為一次運算采樣的數據，其值為256；PI表示π。