CN101995196A - 一种无线爆破系统及其通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种爆破系统，包括：远程控制器和至少两个无线数码电子雷管，所述远程控制器与无线数码电子雷管通过无线信号直接或者间接进行通信，无线数码电子雷管包含无线信号收发器，用于接收所述远程控制器发送的指令信息，指令信息包括起爆信息；无线数码电子雷管根据接收到的所述起爆信息通过工作电压和发火电压进行工作和起爆作业。本发明还提供了爆破系统的通信方法。根据本发明可提高爆破系统在爆破作业中的安全性和可靠性；组织的无线数码电子雷管网络有利于无线信号的顺利传递；减少了误操作的可能性；作业过程中的编程器和起爆器可循环使用，同时减少了爆破后的作业垃圾，有益于环境保护。

Description

一种无线爆破系统及其通信方法

技术领域

本发明涉及控制技术及通信技术领域，尤其涉及无线数码电子雷管构成的爆破系统及其通信方法。

背景技术

数码电子雷管被广泛应用到爆破行业，例如开矿业、采石业等。爆破团队在爆破现场实施爆破作业时，通常采用传统的物理导线连接方式进行雷管与控制器间的信息通信。传统的物理导线连接把所有的数码电子雷管和设备连接到一起并组成一个通信网络，这对在特定环境中实施爆破作业提出了很大的挑战，例如高温高压以及在真空条件下实施的爆破作业。物理导线连接在实施爆破作业的时候容易受到特定环境因素的干扰从而导致瞎火或者误爆。

使用物理导线连接会耗费大量的材料，其中包括导线、连接器等，这些材料在爆破作业中需和雷管同时消耗，所以物理导线连接一方面会提高整个爆破作业的材料成本，另一方面在爆破后会产生大量爆破垃圾污染周边环境。

无线连接技术在现代社会被广泛的应用，例如蓝牙，红外，WIFI等。但是在数码电子雷管爆破领域，国内还没有引入无线连接技术的使用。在爆破系统中使用无线连接技术可以克服物理导线连接在通信方面产生的安全性和可靠性问题。因此无线数码电子雷管可以应用到现代爆破系统中，以在极端环境条件下提高爆破作业的安全性和可靠性。无线连接技术可以实现与无线数码电子雷管之间的无线信息通信，使无线数码电子雷管及时准确的获得远程控制器的指令。无线连接技术把爆破作业中需要消耗的设备数量降到最低，这使爆破作业实施过程中的材料成本有了很大的降幅，同时也提高了对爆破周边环境的友善性。

发明内容

本发明的目的是在爆破系统中通过使用无线连接技术完成无线信息通信，同时使用多种无线连接网络来实现远程控制器或者编程器对多个无线数码电子雷管的控制。

为实现上述目的，本发明提供一种爆破系统，该爆破系统包括一个远程控制器和两个以上无线数码电子雷管，其中远程控制器与两个以上无线数码电子雷管通过无线信号直接或者间接进行通信。

远程控制器与两个以上无线数码电子雷管通过无线信号形成一种通信网络，所述通信网络中有至少一个无线数码电子雷管可以直接接收到远程控制器发送的无线信号，同时有至少一个无线数码电子雷管在远程控制器的信号覆盖范围之外而不能直接收到远程控制器发送的无线信号。

本发明实施例提供一种爆破系统，包括：

远程控制器和至少两个无线数码电子雷管，所述远程控制器与所述无线数码电子雷管通过无线信号直接或者间接进行通信，所述无线数码电子雷管包含无线信号收发器，用于接收所述远程控制器发送的指令信息，指令信息包括起爆信息；所述无线数码电子雷管根据接收到的所述起爆信息通过工作电压和发火电压进行工作和起爆作业。

本发明实施例提供一种爆破系统的通信方法，包括：

布置若干爆破孔，并将无线数码电子雷管放置在对应的爆破孔中；

远程控制器或者编程器将控制信息或者延时信息发送给其信号覆盖范围内的两个以上无线数码电子雷管；或

通过接收到控制信号或者延时信息的无线数码电子雷管将无线信号转发给未接收到控制信号或者延时信息的其他无线数码电子雷管，直到无线信号到达所有设置在所述爆破孔中的无线数码电子雷管；

从所述各无线数码电子雷管反馈无线信号给所述远程控制器或者编程器。

更适宜地，从距离远程控制器或者编程器最远的无线数码电子雷管开始，通过所述无线数码电子雷管之间的中继传输，将无线信号传递给编程器或者远程控制器。

本发明实施例提供的一种爆破系统的爆破方法，包括如下步骤：

布置若干爆破孔，将无线数码电子雷管放置在对应的爆破孔中；

在远程控制器或者编程器控制下对所述无线数码电子雷管充电；

所述无线数码电子雷管将其身份信息和状态信息传给远程编程器和远程起爆器；

所述远程控制器或编程器根据所述无线数码电子雷管的身份信息和状态信息设置控制信息和延时信息；

所述远程控制器或者编程器传递将所述控制信息或者延时信息发送给所述无线数码电子雷管，并对所述无线数码电子雷管上传的信息进行系统检测；

所述无线数码电子雷管根据所述远程控制器或者编程器发送的爆破指令信号进行爆破作业。

由上述技术方案可知，本发明通过无线数码电子雷管采用无线交互通信网络实现爆破系统的操作与控制，具有以下有益效果：

1.提高了爆破系统在爆破作业中的安全性和可靠性；

2.组织的无线数码电子雷管网络有利于无线信号的顺利传递；

3.减少了误操作的可能性；

4.作业过程中的编程器和起爆器可循环使用，同时减少了爆破后的作业垃圾，对环境保护有一定的益处。

附图说明

图1为本发明的无线通信系统框架图；

图2为本发明的无线信号收发器构成示意图；

图3为本发明的无线通信系统框架图；

图4为本发明的无线通信系统框架图；

图5为本发明的爆破系统信息传递流程图；

图6为本发明的爆破系统爆破作业流程图。

具体实施方式

为使本发明的原理更加清楚，下面参照附图结合实施例对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1，本发明提供一种爆破系统100，该爆破系统100包括一个远程控制器10和两个以上无线数码电子雷管20a或20b，其中远程控制器10与两个以上无线数码电子雷管20a通过无线信号直接或者间接进行通信。

远程控制器10与两个以上无线数码电子雷管20a通过无线信号形成一种通信网络，所述通信网络中有至少一个无线数码电子雷管20a可以直接接收到远程控制器发送的无线信号，有至少一个无线数码电子雷管20b在远程控制器10的信号覆盖范围之外而不能直接收到远程控制器发送的无线信号。

所述在远程控制器10信号覆盖范围之外的无线数码电子雷管20b需要通过已接收到无线信号的无线数码电子雷管20a来获得必要的信息，这就要求无线数码电子雷管20a或20b不仅可以接收无线信息，可以向远程控制器10或者其他无线数码电子雷管20a或20b发送无线信息。

所述远程控制器10与两个以上无线数码电子雷管20a或20b通过以下步骤进行通信：

1.远程控制器10将无线信号发送给与其临近的固定数量的无线数码电子雷管20a；

2.接收到无线信号的无线数码电子雷管20a建立一个与该无线数码电子雷管相对应的无线信号覆盖区域；

3.无线数码电子雷管20a将接收到的无线信号转发给其无线信号覆盖范围内的其他无线数码电子雷管20a；

4.无线信号通过以上传递方式进行接力传递，直到无线信号传递给最后一个无线数码电子雷管20a或20b；

5.远程控制器10对无线数码电子雷管20a或20b的检测过程同样通过以上无线信号传递方式进行。

从远程控制器10发送给两个以上无线数码电子雷管20a或20b的无线信号中包含控制信息、延时信息和起爆密码等；从两个以上无线数码电子雷管20a或20b发送给远程控制器10的无线信号包括身份信息和状态信息等。

两个以上无线数码电子雷管20a或20b可以包含一个无线信号收发器21，一个雷管帽22，一个导线23。

所述无线信号收发器21可以接收从远程控制器10或者附近无线数码电子雷管20a或20b发出的无线信号，同时也可以向附近的远程控制器10或者无线数码电子雷管20a或20b发送无线信号。

所述雷管帽22包含一个桥丝控制开关和一个电荷储存设备，雷管帽12中的桥丝控制开关在接收到无线信号收发器21根据无线信号发出的指令后，实施爆破作业；电荷储存设备用来储存无线信号发送的电能，所述电能用来提供必要的工作电压与发火电压。所述两个以上无线数码电子雷管20a或20b通过工作电压和发火电压进行工作和起爆作业。其中无线信号收发器通过工作电压进行工作，桥丝通过发火电压进行起爆。

所述导线23用来连接无线信号收发器21与雷管帽22。

所述两个以上无线数码电子雷管20a或20b的无线信号收发器21可以放置在地表以上，而无线数码电子雷管的主体可以放置在地表以下或雷管爆破孔110内。所述两个以上无线数码电子雷管20a或20b的无线信号收发器21与无线数码电子雷管的主体可以通过物理连接导线23进行连接。

如图2，本发明提供了无线数码电子雷管无线信号收发器21的无线信号收发方法，所述无线信号收发器21包含一个无线信号接收模块21a、一个逻辑电路模块21b和一个无线信号发送模块21c。所述无线信号接收模块21a用来接收从远程控制器21或者其他无线数码电子雷管20a或20b发出的无线信号；所述无线信号发送模块21c用来发送无线信号；所述逻辑电路模块21b用来储存状态信息和执行命令信息，同时将命令信息传递给桥丝控制开关。

1.所述无线数码电子雷管的无线信号收发器21工作原理如下：

2.无线信号接收模块21a接收从远程控制器10或者其他无线数码电子雷管20a或20b发出的无线信号；

3.无线信号传入无线数码电子雷管的逻辑电路模块21b，逻辑电路模块8根据接收到的命令进行操作；

4.逻辑电路模块21b将无线信号传递给无线信号发送模块21c；

5.无线信号发送模块21c将无线信号发送给信号覆盖范围内的远程控制器10或者无线数码电子雷管20a或20b。

无线数码电子雷管的无线信号收发器中的无线信号接收模块21a、逻辑电路模块21b和无线信号发送模块21c可以集成到一个芯片上，该芯片可以安装到所述无线信号收发器21内。所述两个以上无线数码电子雷管20a或21b可以包含一个时钟模块。所述逻辑电路模块根据所述时钟模块提供的具体时间，同时参照无线信号中的延时信息，进而控制起爆作业。所述时钟模块可以包含一个晶体。所述时钟模块可以嵌入所述逻辑电路模块21b。

所述两个以上无线数码电子雷管20a或20b可以包含一个电荷储存设备，所述电荷储存设备用来储存无线信号中供给的电能，所述无线信号可以采用无线电波、光波、微波、红外或者声波等形式供应电能，所述电能可以提供无线数码电子雷管的工作电压和爆破电压。所述电荷储存设备可以包含一个储能电容。

所述无线数码电子雷管的主体可以包含一个雷管帽和一个雷管装药。

如图3，本发明提供一种爆破系统通信方法，所述爆破系统包含一个远程起爆器10和两个以上无线数码电子雷管20a或20b。

所述爆破系统通信方法包含以下步骤：

1.把两个以上无线数码电子雷管20a或20b放置在对应的雷管爆破孔中；

2.远程控制器10将编程好的控制信息或者延时信息通过无线信号发送给其信号覆盖范围内的两个以上无线数码电子雷管20a或20b；

3.接收到控制信号或者延时信息的无线数码电子雷管20a将无线信号传递给远程控制器或者编程器信号覆盖范围外，但却在该无线数码电子雷管20a信号覆盖范围内尚无接收到控制信号或者延时信息的两个以上无线数码电子雷管21b；

4.无线信号依次传递直到无线信号到达最后一个无线数码电子雷管；

5.爆破系统信息检测过程中，无线信号反馈从距离远程控制器10最远的无线数码电子雷管开始，直到无线信号传递给远程控制器10，亦遵循上述无线信号传递原则。

6.远程控制器10根据爆破系统监测信息对爆破作业进行操作。

如图4，本发明提供一种爆破系统通信方法，所述爆破系统可以包含一个编程器30。

所述编程器30可以记录所述两个以上无线数码电子雷管20a或20b的身份信息、状态信息和延期信息等，或者向两个以上无线数码电子雷管20a或20b发送延时信息或者起爆密码。

无线信号包括准备起爆信号、解除准备起爆信号和爆破信号。以上所述信息可以储存在两个以上无线数码电子雷管20a或20b的逻辑电路模块内。

本发明提供一种爆破系统通信方法，所述爆破系统通信方法包含以下步骤：

1.把两个以上无线数码电子雷管20a或20b放置在对应的雷管爆破孔中；

2.远程控制器10将控制信息发送给编程器30；

3.编程器30根据远程控制器10的控制信息编程两个以上无线数码电子雷管20a或20b的延时信息并通过无线信号发送给其信号覆盖范围内的两个以上无线数码电子雷管20；

4.接收到控制信号或者延时信息的无线数码电子雷管20a将无线信号传递给远程控制器或者编程器信号覆盖范围外，但却在该无线数码电子雷管信号覆盖范围内且尚无接收到控制信号或者延时信息的其他无线数码电子雷管20b；

5.无线信号依次传递直到无线信号到达最后一个无线数码电子雷管；

6.爆破系统信息检测过程中，无线信号反馈过程从距离编程器30最远的无线数码电子雷管开始，直到无线信号传递给编程器30，亦遵循上述无线信号传递原则。

7.编程器30将爆破系统检测信息反馈给远程控制器10，远程控制器10根据爆破系统监测信息对爆破作业进行操作。

图5为本发明的爆破系统通信方法，所述爆破系统通信方法包含以下步骤：

1.爆破系统：提供所述爆破系统；

2.布置爆破孔：把两个以上无线数码电子雷管放置在对应的雷管爆破孔中；

3.无线信号传递1：远程控制器或者编程器将编程好的控制信息或者延时信息发送给其信号覆盖范围内的两个以上无线数码电子雷管；

4.无线信号传递2：接收到控制信号或者延时信息的无线数码电子雷管将无线信号传递给远程控制器或者编程器信号覆盖范围外，但却在该无线数码电子雷管信号覆盖范围内尚无接收到控制信号或者延时信息的两个以上无线数码电子雷管；

5.无线信号传递结束：无线信号依次传递直到无线信号到达最后一个无线数码电子雷管；

6.系统检测：无线信号反馈过程从距离远程控制器或者编程器最远的无线数码电子雷管开始，直到无线信号传递给编程器或者远程控制器，亦遵循上述无线信号传递原则。

图6为本发明的爆破系统爆破方法，所述爆破系统爆破方法包含以下步骤：

1.提供所述爆破系统；

2.布置爆破孔：两个以上无线数码电子雷管放置在对应的雷管爆破孔中；

3.无线数码电子雷管充电：所述远程控制器或者编程器爆破系统通信方法向两个以上无线数码电子雷管充电；

4.状态信息上传：两个以上无线数码电子雷管将其身份信息和状态信息传给远程编程器和远程起爆器；

5.控制信息和延时信息编程：所述远程控制器或编程器根据无线数码电子雷管的身份信息和状态信息读写控制信息和延时信息；

6.系统检测：所述远程控制器或者编程器爆破系统通信方法向两个以上无线数码电子雷管传递控制信息或者延时信息，同时远程控制器和编程器根据两个以上无线数码电子雷管上传的信息进行系统检测；

7.无线数码电子雷管起爆：两个无线数码电子雷管根据所述远程控制器或者编程器传递的爆破信号进行爆破作业。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种爆破系统，其特征在于，包括：

远程控制器和至少两个无线数码电子雷管，所述远程控制器与所述无线数码电子雷管通过无线信号直接或者间接进行通信，所述无线数码电子雷管包含无线信号收发器，用于接收所述远程控制器发送的指令信息，指令信息包括起爆信息；所述无线数码电子雷管根据接收到的所述起爆信息通过工作电压和发火电压进行工作和起爆作业。

2.根据权利要求1所述的爆破系统，其特征在于：所述无线信号收发器接收从附近的无线数码电子雷管发出的无线信号，并向附近的无线数码电子雷管发送无线信号。

3.根据权利要求2所述的爆破系统，其特征在于：所述两个以上无线数码雷管之间构成交互通信网络，其中每个无线数码电子雷管通过相互之间的中继与所述远程控制器进行通信。

4.根据权利要求2所述的爆破系统，其特征在于：所述无线信号包括从远程控制器发送给所述无线数码电子雷管的无线信号、所述无线数码电子雷管发送给远程控制器的无线信号和所述两个以上无线数码电子雷管之间用于通信的无线信号；

所述从远程控制器发送给所述无线数码电子雷管的无线信号中包含控制信息、延时信息和起爆密码；从所述无线数码电子雷管发送给远程控制器的无线信号包括所述无线数码电子雷管的身份信息和状态信息。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的爆破系统，其特征在于：所述两个以上数码电子雷管中至少有一个无线数码电子雷管与所述远程控制器之间通过无线信号直接进行通信；

不能与所述远程控制器直接进行通信的无线数码电子雷管通过无线信号与其他已获得远程控制器的无线信号的无线数码电子雷管相互通信，以获取相关信息。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的爆破系统，其特征在于：所述两个以上无线数码电子雷管的无线信号收发器包含：

无线信号接收模块，用于接收来自所述远程控制器的无线信号或其他无线数码电子雷管发送的无线信号；

无线信号发送模块，用于发送无线信号给所述远程控制器或其他无线数码电子雷管；和

逻辑电路模块，用于存储所接收到的相关信息，包括控制信息、延时信息和/或起爆密码。

7.根据权利要求6所述的爆破系统，其特征在于：所述无线信号接收模块、所述无线信号发送模块和所述逻辑电路模块集成为一体。

8.根据权利要求6所述的爆破系统，其特征在于：所述无线数码电子雷管的无线信号收发器放置在地表以上，而无线数码电子雷管的主体放置在地表以下。

9.根据权利要求6所述的爆破系统，其特征在于：所述无线信号收发器与无线数码电子雷管的主体通过物理方式进行连接。

10.根据权利要求1至4任意一项所述的爆破系统，其特征在于，所述爆破系统还包括：

编程器，所述编程器记录所述无线数码电子雷管的身份信息、状态信息和延期信息，用于设置延时信息或者起爆密码并向所述无线数码电子雷管发送。

11.一种如权利要求1所述的爆破系统的通信方法，其特征在于，包括：

布置若干爆破孔，并将无线数码电子雷管放置在对应的爆破孔中；

远程控制器或者编程器将控制信息或者延时信息发送给其信号覆盖范围内的两个以上无线数码电子雷管；或

通过接收到控制信号或者延时信息的无线数码电子雷管将无线信号转发给未接收到控制信号或者延时信息的其他无线数码电子雷管，直到无线信号到达所有设置在所述爆破孔中的无线数码电子雷管；

从所述各无线数码电子雷管反馈无线信号给所述远程控制器或者编程器。

12.如权利要求11所述的通信方法，其特征在于，从所述各无线数码电子雷管反馈无线信号给所述远程控制器或者编程器，具体包括：

从距离远程控制器或者编程器最远的无线数码电子雷管开始，通过所述无线数码电子雷管之间的中继传输，将无线信号传递给编程器或者远程控制器。

布置若干爆破孔，将无线数码电子雷管放置在对应的爆破孔中；

在远程控制器或者编程器控制下对所述无线数码电子雷管充电；

状态信息上传：所述无线数码电子雷管将其身份信息和状态信息传给远程编程器和远程起爆器；

所述远程控制器或编程器根据所述无线数码电子雷管的身份信息和状态信息设置控制信息和延时信息；

所述远程控制器或者编程器传递将所述控制信息或者延时信息发送给所述无线数码电子雷管，并对所述无线数码电子雷管上传的信息进行系统检测；

所述无线数码电子雷管根据所述远程控制器或者编程器发送的爆破指令信号进行爆破作业。

13.根据权利要求11所述的爆破系统通信方法，其特征在于：所述通信网络的架构包括下述至少之一：

放射网络、环形网络或者蜂窝网络。

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