一种利用电子地图寻找非法电台位置的网络融合处理装置及
其工作方法
技术领域
背景技术
[0002] 现有的寻找非法电台位置的方法，大多数是通过
信号强度分析确定非法电台的位置，然后人工去大致位置的附近去寻找非法电台。这样做，非法电台大致位置的确定精确度低，耗费大量的人
力物力财力。
[0003] 中国
专利文献CN203951480U公开了一种基于网络的非法FM电台监测系统。该系统主要包括多个终端和
服务器；终端部分监测FM频段内的所有发射
频谱；当出现未核准或备案的发射频谱时，将该频道标记，将
频率和当前的信号强度，时间标签等信息汇报给服务器。服务器收到该信息后，分析领近多个监测终端的结果，当有多个终端有汇报相同频率的信息时，根据各领近终端的不同强度，大致
定位该频率的发射位置和
覆盖范围。同时开启信号强度较大的终端的解调功能，对非法电台的音频进行记录，方便调查取证和后期处理。对于流动台，可以在服务器端，通过对各终端的信息进行及时分析，结合
地理信息系统将被监测发射点的行动路径在电子地图上标出。并且可以将路径回放。但是，该专利存在以下
缺陷和不足：该专利进行比较的内容是电台频率，若非法电台伪装成合法电台的频率，就不会被发现。若备案的电台频率开始播放合法内容，也会被当做非法电台，所以此种方法容易造成误判，精确度差。
发明内容
[0004] 针对
现有技术的不足，本发明提供了一种利用电子地图寻找非法电台位置的网络融合处理装置；
[0005] 本发明还提供了上述利用电子地图寻找非法电台位置的网络融合处理装置的工作方法；
[0006] 本发明利用N个采集终端传来的数据，包括每个采集终端的位置和在此位置测量到的非法电台的信号强度、方向
角，通过电子地图和一定的
算法判断电台是否为非法电台，并计算出非法电台的精确位置。
[0007] 术语解释
[0008] Rssi，Received Signal Strength Indication接收的信号强度指示，无线发送层的可选部分，用来判定链接
质量，以及是否增大广播发送强度。通过接收到的信号强弱测定信号点与接收点的距离，进而根据相应数据进行定位计算的一种定位技术。
[0009] 本发明的技术方案为：
[0010] 一种利用电子地图寻找非法电台位置的网络融合处理装置，包括n个采集终端和1个总控制中心；
[0011] 所述采集终端用于：采集待判断电台的语音内容及待判断电台的频率，所述采集终端到待判断电台的信号强度、方向角，所述采集终端所在位置信息，并将其采集的所有数据发送至所述总控制中心；
[0012] 所述总控制中心包括：服务器、电源模
块一、通信模块一、比对库、计算模块、
液晶显示屏、存储模块一，所述服务器分别连接所述通信模块一、所述比对库、所述计算模块、所述液晶显示屏，所述电源模块一分别连接所述通信模块一、所述比对库、所述计算模块、所述液晶显示屏，所述通信模块一连接所述存储模块一，所述比对库包括文字库和频率库；
[0013] 将国家禁止播放的内容进行了
整理，拆分成一个个的敏感词汇，存在文字库中。将国家允许的电台的波段范围进行了整理，存在了频率库中。
[0014] 所述服务器用于：通过下达指令控制所述电源模块一、所述通信模块一、所述比对库、所述计算模块、所述液晶显示屏、所述存储模块一正常运行；
[0015] 所述电源模块一用于：根据所述服务器下达的指令，实现对所述通信模块一、所述比对库、所述计算模块、所述液晶显示屏、所述存储模块一的供电；
[0016] 所述通信模块一用于：实现所述采集终端与所述总控制中心之间进行通信，即：所述服务器通过所述通信模块一下达指令，所述采集终端采集的所有数据通过所述通信模块一发送至所述总控制中心；
[0017] 所述比对库用于：在所述服务器下达的指令下，将接收到的待判断电台的语音内容与文字库进行比对，判断待判断电台是否存在非法内容，并将该待判断电台的频率与频率库进行比对，判断是否为非法频率，当待判断电台不存在非法内容且该待判断电台的频率不是非法频率，判断该待判断电台为合法电台，否则，则判断该待判断电台为非法电台；
[0018] 所述计算模块用于：当判断出待判断电台为非法电台时，利用三角定位算法计算该非法电台的精确位置；
[0019] 所述液晶显示屏用于：当计算出非法电台的精确位置时，显示该非法电台在电子地图中的精确位置，还实时显示n个采集终端在电子地图中的位置；
[0020] 所述存储模块一用于：存储所述采集终端发送至所述总控制中心的所有数据及所述总控制中心运行过程的数据。
[0021] 此处设计的优势在于，本发明采用电子地图技术，电子地图能动态显示各个采集终端的运行情况，能看到整个装置的运行情况，显示非法电台的具体位置，便于我们查处非法电台；将待判断电台的语音内容与文字库进行比对，根据语音内容直接就能判断电台是否为非法电台，即使电台将自己的频率进行了伪装，我们也能根据它播放的内容，判断它为非法电台，避免了误判。
[0022] 根据本发明优选的，所述采集终端包括：控制系统及与所述控制系统连接的频率搜索系统、语音识别系统、北斗定位系统和电源模块二；
[0023] 所述频率搜索系统包括依次连接的天线、并联谐振回路、混频
电路、中频
放大器一、中频放大器二、检波电路、音频放大器，本机
振荡器连接所述混频电路，所述中频放大器一、所述中频放大器二、所述检波电路、ACF
自动频率控制回路依次首尾连接；
[0024] 所述控制系统包括：MCU、供电控
制模块、存储模块二、信号强度测量模块、方向角测量模块、通信模块二；
[0025] 所述北斗定位系统包括：微型天线、相互连接的北斗一代芯片与北斗二代芯片、串口一、串口二；所述北斗定位系统通过所述串口一及所述串口二连接所述控制系统；
[0026] 所述电源模块二包括
电池及工作状态指示灯；
[0027] 所述供电
控制模块用于：控制所述存储模块二、所述信号强度测量模块、所述方向角测量模块、所述通信模块二的供电通断；保证装置工作在低功耗的模式下，以达到持久续航的能力。
[0028] 所述信号强度测量模块用于：测量所述采集终端到待判断电台的信号强度；
[0029] 所述方向角测量模块用于：测量所述采集终端到待判断电台的方向角；
[0030] 所述通信模块二用于：主要是使用短消息(SMS)和分组数据(GPRS)进行通信，负责所述采集终端与所述总控制中心、所述控制系统与所述语音识别系统、所述控制系统与所述北斗定位系统之间的通信；
[0031] 所述北斗定位系统用于：定位所述采集终端所在位置信息，实现卫星通信的功能。
[0032] 所述采集终端的工作过程为：通过天线获取待判断电台信号，将待判断电台信号发送至并联谐振回路，选出所需要的待判断电台信号，将其送入混频电路，本机振荡器产生的高频等幅波信号也送入混频电路，所需要的电台信号和高频等幅波信号经过混频电路混频，送到中频放大器一、中频放大器二，放大后再送入检波电路进行幅度检波，从而还原出
音频信号，最后通过音频放大器输出至所述语音识别系统。
[0033] 根据本发明优选的，所述电源模块一包括电池与电源管理芯片。
[0034] 采用续航能力强、体积与质量小的电池，电源管理芯片根据服务器下发的指令实现对各个模块供电的输出控制。
[0035] 根据发明优选的，所述工作状态指示灯为可发出不同
颜色的光的
LED灯。
[0036] 上述利用电子地图寻找非法电台位置的网络融合处理装置的工作方法，具体步骤包括：
[0037] (1)所述总控制中心开始工作并进行自检，自检成功后进入步骤(2)；
[0038] (2)所述通信模块一接收所述采集终端采集的待判断电台的语音内容、待判断电台的频率，并存储到存储模块一；
[0039] (3)在所述服务器下达的指令下，所述比对库接收所述采集终端采集的待判断电台的语音内容、待判断电台的频率，将接收到的待判断电台的语音内容与文字库进行比对，判断待判断电台是否存在非法内容，并将该待判断电台的频率与频率库进行比对，判断是否为非法频率，当待判断电台不存在非法内容且该待判断电台的频率不是非法频率，通知所述采集终端继续采集信息，否则，判断该待判断电台为非法电台，进入步骤(4)；
[0040] (4)所述总控制中心的服务器通过通信模块一通知所有采集终端测量：采集终端到非法电台的信号强度、方向角及所述采集终端所在位置信息，
[0041] (5)根据各个采集终端采集到的采集终端到非法电台的信号强度、方向角及所述采集终端所在位置信息，所述计算模块利用三角定位算法计算该非法电台的精确位置，并在所述液晶显示屏上显示该非法电台在电子地图中的精确位置。
[0042] 根据发明优选的，所述步骤(3)，具体步骤包括：
[0043] a、对比库将接收到的待判断电台的语音内容与文字库进行比对，判断该待判断电台是否存在非法内容，如果不存在非法内容，进入步骤b，否则，进入步骤c；
[0044] b、将该待判断电台的频率与频率库进行比对，判断该待判断电台的频率是否为非法频率，如果是，告知服务器该待判断电台为非法电台，否则，通知所述采集终端继续采集数据，；
[0045] c、将该待判断电台的频率与频率库进行比对，判断该待判断电台的频率是否为非法频率，如果是，告知服务器该待判断电台为非法电台，否则，将该待判断电台的频率添加至频率库并告知服务器该待判断电台为非法电台。
[0046] 根据发明优选的，所述计算模块利用三角定位算法计算该非法电台的精确位置，具体步骤包括：
[0047] 将各个采集终端采集到的采集终端到非法电台的信号强度从大到小排序，选取前3个采集终端到非法电台的信号强度对应的3个采集终端，所述3个采集终端的经纬度坐标分别为(X1,Y1)、(X2,Y2)、(X3,Y3)，非法电台的坐标(Xμ,Yμ)，根据所述前3个采集终端到非法电台的信号强度，得到非法电台距离3个采集终端
节点的距离分别是R1,R2,R3；
[0048] 根据二维
坐标系距离公式得到如下求取R1,R2,R3的方程组，如式(Ⅰ)所示：
[0049]
[0050] 采用多边估计中使用的极大似然法求解非法电台的坐标(Xμ,Yμ)，对式(Ⅰ)变换，得到式(Ⅱ)：
[0051]
[0052] 计算(Xμ,Yμ)如式(Ⅲ)所示：
[0053]
[0054] 根据各个采集终端采集到的采集终端到非法电台的信号强度、方向角及所述采集终端所在位置信息，所述计算模块利用三角定位算法计算该非法电台的精确位置，计算模块运行速度快，
精度高。
[0055] 根据本发明优选的，根据所述前3个采集终端到非法电台的信号强度，通过Rssi技术得到非法电台距离3个采集终端节点的距离分别是R1,R2,R3。
[0056] 本发明的有益效果为：
[0057] 1、本发明采用电子地图技术，电子地图能动态显示各个采集终端的运行情况，能看到整个装置的运行情况，显示非法电台的具体位置，便于我们查处非法电台。
[0058] 2、本发明采用各种低功耗、超低功耗模块，大大降低了功耗；
[0059] 3、本发明采用
太阳能加锂电池的充放电电路，为系统提供稳定的电源，使得系统可以连续、长期、稳定地工作。
[0060] 4、本发明采用短消息(SMS)和分组数据(GPRS)结合的方式传递数据。
附图说明
[0061] 图1为本发明所述总控制中心的结构示意图；
[0062] 图2为本发明所述采集终端的结构示意图；
[0064] 图4为本发明3个采集终端的坐标与非法电台的位置结构图。
具体实施方式
[0065] 下面结合
说明书附图和
实施例对本发明作进一步限定，但不限于此。
[0066] 实施例1
[0067] 一种利用电子地图寻找非法电台位置的网络融合处理装置，包括n个采集终端和1个总控制中心；
[0068] 所述采集终端用于：采集待判断电台的语音内容及待判断电台的频率，所述采集终端到待判断电台的信号强度、方向角，所述采集终端所在位置信息，并将其采集的所有数据发送至所述总控制中心；
[0069] 所述总控制中心包括：服务器、电源模块一、通信模块一、比对库、计算模块、液晶显示屏、存储模块一，所述服务器分别连接所述通信模块一、所述比对库、所述计算模块、所述液晶显示屏，所述电源模块一分别连接所述通信模块一、所述比对库、所述计算模块、所述液晶显示屏，所述通信模块一连接所述存储模块一，所述比对库包括文字库和频率库；
[0070] 将国家禁止播放的内容进行了整理，拆分成一个个的敏感词汇，存在文字库中。将国家允许的电台的波段范围进行了整理，存在了频率库中。
[0071] 所述服务器用于：通过下达指令控制所述电源模块一、所述通信模块一、所述比对库、所述计算模块、所述液晶显示屏、所述存储模块一正常运行；
[0072] 所述电源模块一用于：根据所述服务器下达的指令，实现对所述通信模块一、所述比对库、所述计算模块、所述液晶显示屏、所述存储模块一的供电；
[0073] 所述通信模块一用于：实现所述采集终端与所述总控制中心之间进行通信，即：所述服务器通过所述通信模块一下达指令，所述采集终端采集的所有数据通过所述通信模块一发送至所述总控制中心；
[0074] 所述比对库用于：在所述服务器下达的指令下，将接收到的待判断电台的语音内容与文字库进行比对，判断待判断电台是否存在非法内容，并将该待判断电台的频率与频率库进行比对，判断是否为非法频率，当待判断电台不存在非法内容且该待判断电台的频率不是非法频率，判断该待判断电台为合法电台，否则，则判断该待判断电台为非法电台；
[0075] 所述计算模块用于：当判断出待判断电台为非法电台时，利用三角定位算法计算该非法电台的精确位置；
[0076] 所述液晶显示屏用于：当计算出非法电台的精确位置时，显示该非法电台在电子地图中的精确位置，还实时显示n个采集终端在电子地图中的位置；
[0077] 所述存储模块一用于：存储所述采集终端发送至所述总控制中心的所有数据及所述总控制中心运行过程的数据。
[0078] 此处设计的优势在于，本发明采用电子地图技术，电子地图能动态显示各个采集终端的运行情况，能看到整个装置的运行情况，显示非法电台的具体位置，便于我们查处非法电台；将待判断电台的语音内容与文字库进行比对，根据语音内容直接就能判断电台是否为非法电台，即使电台将自己的频率进行了伪装，我们也能根据它播放的内容，判断它为非法电台，避免了误判。
[0079] 所述采集终端包括：控制系统及与所述控制系统连接的频率搜索系统、语音识别系统、北斗定位系统和电源模块二；
[0080] 所述频率搜索系统包括依次连接的天线、并联谐振回路、混频电路、中频放大器一、中频放大器二、检波电路、音频放大器，本机振荡器连接所述混频电路，所述中频放大器一、所述中频放大器二、所述检波电路、ACF自动频率控制回路依次首尾连接；
[0081] 所述控制系统包括：MCU、供电控制模块、存储模块二、信号强度测量模块、方向角测量模块、通信模块二；
[0082] 所述北斗定位系统包括：微型天线、相互连接的北斗一代芯片与北斗二代芯片、串口一、串口二；所述北斗定位系统通过所述串口一及所述串口二连接所述控制系统；
[0083] 所述电源模块二包括电池及工作状态指示灯；
[0084] 所述供电控制模块用于：控制所述存储模块二、所述信号强度测量模块、所述方向角测量模块、所述通信模块二的供电通断；保证装置工作在低功耗的模式下，以达到持久续航的能力。
[0085] 所述信号强度测量模块用于：测量所述采集终端到待判断电台的信号强度；
[0086] 所述方向角测量模块用于：测量所述采集终端到待判断电台的方向角；
[0087] 所述通信模块二用于：主要是使用短消息(SMS)和分组数据(GPRS)进行通信，负责所述采集终端与所述总控制中心、所述控制系统与所述语音识别系统、所述控制系统与所述北斗定位系统之间的通信；
[0088] 所述北斗定位系统用于：定位所述采集终端所在位置信息，实现卫星通信的功能。
[0089] 所述采集终端的工作过程为：通过天线获取待判断电台信号，将待判断电台信号发送至并联谐振回路，选出所需要的待判断电台信号，将其送入混频电路，本机振荡器产生的高频等幅波信号也送入混频电路，所需要的电台信号和高频等幅波信号经过混频电路混频，送到中频放大器一、中频放大器二，放大后再送入检波电路进行幅度检波，从而还原出音频信号，最后通过音频放大器输出至所述语音识别系统。
[0090] 所述电源模块一包括电池与电源管理芯片。
[0091] 采用续航能力强、体积与质量小的电池，电源管理芯片根据服务器下发的指令实现对各个模块供电的输出控制。
[0092] 所述工作状态指示灯为可发出不同颜色的光的LED灯。
[0093] 实施例2
[0094] 根据实施例1所述的利用电子地图寻找非法电台位置的网络融合处理装置的工作方法，具体步骤包括：
[0095] (1)所述总控制中心开始工作并进行自检，自检成功后进入步骤(2)；
[0096] (2)所述通信模块一接收所述采集终端采集的待判断电台的语音内容、待判断电台的频率，并存储到存储模块一；
[0097] (3)在所述服务器下达的指令下，所述比对库接收所述采集终端采集的待判断电台的语音内容、待判断电台的频率，将接收到的待判断电台的语音内容与文字库进行比对，判断待判断电台是否存在非法内容，并将该待判断电台的频率与频率库进行比对，判断是否为非法频率，当待判断电台不存在非法内容且该待判断电台的频率不是非法频率，通知所述采集终端继续采集信息，否则，判断该待判断电台为非法电台，进入步骤(4)；
[0098] (4)所述总控制中心的服务器通过通信模块一通知所有采集终端测量：采集终端到非法电台的信号强度、方向角及所述采集终端所在位置信息，
[0099] (5)根据各个采集终端采集到的采集终端到非法电台的信号强度、方向角及所述采集终端所在位置信息，所述计算模块利用三角定位算法计算该非法电台的精确位置，并在所述液晶显示屏上显示该非法电台在电子地图中的精确位置。
[0100] 所述步骤(3)，具体步骤包括：
[0101] a、对比库将接收到的待判断电台的语音内容与文字库进行比对，判断该待判断电台是否存在非法内容，如果不存在非法内容，进入步骤b，否则，进入步骤c；
[0102] b、将该待判断电台的频率与频率库进行比对，判断该待判断电台的频率是否为非法频率，如果是，告知服务器该待判断电台为非法电台，否则，通知所述采集终端继续采集数据，；
[0103] c、将该待判断电台的频率与频率库进行比对，判断该待判断电台的频率是否为非法频率，如果是，告知服务器该待判断电台为非法电台，否则，将该待判断电台的频率添加至频率库并告知服务器该待判断电台为非法电台。
[0104] 所述计算模块利用三角定位算法计算该非法电台的精确位置，具体步骤包括：
[0105] 将各个采集终端采集到的采集终端到非法电台的信号强度从大到小排序，选取前3个采集终端到非法电台的信号强度对应的3个采集终端，所述3个采集终端的经纬度坐标分别为(X1,Y1)、(X2,Y2)、(X3,Y3)，非法电台的坐标(Xμ,Yμ)，根据所述前3个采集终端到非法电台的信号强度，通过Rssi技术得到非法电台距离3个采集终端节点的距离分别是R1,R2,R3；
[0106] 根据二维坐标系距离公式得到如下求取R1,R2,R3的方程组，如式(Ⅰ)所示：
[0107]
[0108] 采用多边估计中使用的极大似然法求解非法电台的坐标(Xμ,Yμ)，对式(Ⅰ)变换，得到式(Ⅱ)：
[0109]
[0110] 计算(Xμ,Yμ)如式(Ⅲ)所示：
[0111]
[0112] 根据各个采集终端采集到的采集终端到非法电台的信号强度、方向角及所述采集终端所在位置信息，所述计算模块利用三角定位算法计算该非法电台的精确位置，计算模块运行速度快，精度高。
