CN102650510A - 一种数码电子雷管起爆及编程一体装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数码电子雷管起爆及编程一体装置，由主控板、身份认证模块、通讯模块、通讯控制模块、液晶控制板、电源板、电池、数据接口和键盘组成，可以实现数码电子雷管起爆及编程一体化。本发明扩展了传统起爆器和编程器功能和简易性，实现了数码电子雷管起爆及编程一体装置，集起爆及编程为一体，提高了爆破的效率，并且简单易操作性，使其应用范围更广泛。

Description

一种数码电子雷管起爆及编程一体装置

技术领域

本发明涉及火工器起爆控制领域，特别涉及一种数码电子雷管起爆及编程一体装置。

背景技术

数码电子雷管是一种可以随意设定并准确实现延期触发点火时间的新型智能雷管，与普通电雷管相比不文学院大大提高了延时精度，而且最大限度的避免了误引爆的情况。数码电子雷管起爆系统包括电子雷管、编程器和起爆器。其中，电子雷管的个数可为一个或多个；编程器用于对数码电子雷管进行测试、编程；起爆器用于通过控制编程器和雷管，发送起爆命令起爆系统内的雷管。

本发明实现数码电子雷管起爆及编程一体化，扩展了传统起爆器和编程器功能和简易性，实现了数码电子雷管起爆及编程一体装置，集起爆及编程为一体，提高了爆破的效率，并且简单易操作性，使其应用范围更广泛。

发明内容

本发明提供一种数码电子雷管起爆及编程一体装置，以解决现有编程器和起爆系统简易性不高的问题。

本发明提供数码电子雷管起爆及编程一体装置，由主控板、身份认证模块、通讯模块、通讯控制模块、液晶控制板、电源板、电池、数据接口和键盘组成。

其中本项目主控单元采用工业级CPU主板实现，可抵抗爆破现场恶劣环境。

身份认证模块

可采用RFID和UKey两种方式进行身份认证，操作人员在对起爆器进行各种操作之前必须进行身份认证。

RFID模块方案

采用基于单片机带射频芯片的RFID模组，该模组可通过RS232串口与工控板通讯，通过自制天线模块读取Mifare One卡或I.codeII卡实现身份认证功能。此外，RFID模组和天线的电路板大小可以根据起爆器箱体内部结构进行调整。

Ukey方案

采用模拟Ukey的方案，应用USB标准接口电路，将USB接口中D-定义为232接口中的RX，将USB接口中的D+定义为232接口中的TX，VBUS和GND不变，使用单片机和232芯片自制专属的UKey。该Ukey可通过串口与工控板通讯，自定义通讯协议实现身份认证功能。

通讯模块采用工业级通讯模块，可保证起爆器和编程器的稳定通讯。

液晶显示采用半反半透或高亮想工业级液晶显示模块实现，液晶屏需实现在阳光照射下工作，可视角度符号工业标准及野外工作的要求。可选用选用触控屏增加起爆器可操作性。

起爆及编程一体装置内部采用12V/7.2AH大容量蓄电池供电，该蓄电池可通过操作面板上的充电端子进行在线充电。

起爆及编程一体装置内置电源管理功能模块为工控板，液晶屏、通信模块、身份认证模块等电路提供12V和5V的电压，保证其稳定工作。

起爆及编程一体装置内带有USB接口、Ukey接口、输出输入端子及外接电源输入接口等。USB接口可用于通过USB接口存储器拷贝起爆文件。Ukey接口用与连接起爆器专属Ukey，进行操作人员身份认证手段。输出输入端子用于连接输出信号，蓄电池充电输入。外接电源输入接口可通过12V适配器给起爆器供电。

专属键盘可采用触摸键盘的方式，根据需要设置功能按键，也可采用防水的薄膜键盘或硅胶键盘等方式。

本发明的有益效果包括如下几点：

1.实现了数码电子雷管起爆及编程一体化，集成度高；

2.实现了起爆和编程的单独操作，单独控制，操作简单；

3.全中文液晶界面，提供了完备的操作指令；

4.可通过网络接口同网络上具有相应软件的上位机软件实现交换数据，可以远程操作和查询。便于管理和消费人员对信息的需求；

5.体积小，携带方便，采用锂电池供电，可反复充电使用，低功耗设计，锂电池和电源自由切换供电；

6.性价比较高。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1；为本发明所提供的起爆及编程一体装置的底层衬板摆件示意图；

图2为本发明所提供的起爆及编程一体装置的结构关系示意图；

图3为本发明所提供的起爆及编程一体装置的面板结构示意图；

图4为本发明所提供的起爆及编程一体装置的流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供一种数码电子雷管起爆及编程一体装置，由主控板、身份认证模块、通讯模块、通讯控制模块、液晶控制板、电源板、电池、数据接口和键盘组成。

如图2所示，数码电子雷管起爆及编程一体装置箱面板示意图，包含起爆/编程选择按钮、身份识别区、数据接口、两个通信端口、电源/充电接口、电源/充电开关、6.5寸液晶屏和按键操作区。

如图3所示，本实用新弄提供一种数码电子雷管起爆及编程一体装置10的组成模块图。

一种数码电子雷管起爆及编程一体装置10，包含主控模块00、数据接口模块01、键盘模块02、通讯模块03、通讯控制模块04、存储模块05、操作人员身份认证模块06、液晶控制模块07、电源模块08和电池模块09。

其中，主控模块00是起爆及编程一体装置的中央处理单元，通讯控制模块03、存储模块26与上位机或者编程器、雷管进行通信或者，主控模块00接收键盘模块02的输入信息，并直接或者处理后输出给液晶控制模块07，主控模块00控制操作人员身份认证模块06进行人员身份验证，电源模块08和电池模块09实现对起爆器的开关。

在操作人员对数码电子雷管起爆器及编程一体装置进行开机操作后，进行选择起爆或者编程功能，若选择起爆功能，起爆器及编程一体装置进行起爆自检初始化，然后进入待机状态，如果操作人员需要进一步操作，必须首先进行操作人员认证，即操作人员通过操作人员身份认证模块06进行身份验证，操作人员身份认证模块06可以是一个生物识别模块，该生物识别模块可以是指纹识别模块、脸型识别模块、虹膜识别模块、掌纹识别模块中的一个或多个组合。操作人员身份认证模块06，也可以是一个射频卡读写模块，该射频卡读写模块可以是IC卡读写模块、磁卡读写模块中的一个或两者组合。操作人员身份认证模块06，还可以是专用数据锁，该数据锁的信息与操作人员身份一一映射。

在操作人员通过身份认证后，就可以向监管系统或者平台提交授权申请，其中授权申请可以包括所要起爆的数码电子雷管的起爆口令信息、所要爆破工程的位置和时间信息等，在获得相关授权信息后，起爆及编程一体装置可以在操作人员的控制下，对整个爆破系统进行爆破设计，即设计爆破系统内的每个数码电子雷管的爆破延时时间和位置信息等。

在爆破设计后，与所获得授权的位置信息进行对比，如果相匹配那么起爆器可以进行进一步的对整个爆破系统的雷管进行测试、起爆验证等操作，否则起爆及编程一体装置通过液晶控制模块07，告诉操作人员，此处爆破非法，不能执行其他操作。

如起爆及编程一体装置器验证位置信息和时间信息通过，那么起爆及编程一体装置在操作人员的控制下，对爆破系统进行在线测试和验证，并且在相关测试反馈结果没有问题的情况下，下发起爆命令，执行对整个爆破工程的爆破。

如图4所示，数码电子雷管起爆及编程一体装置的工作过程，数码电子雷管起爆及编程一体装置可以分别进行编程或起爆功能。

选择起爆器功能，包含以下步骤：

(1)起爆及编程功能选择，选择起爆器，即所述数码电子雷管起爆及编程一体装置选择起爆器功能；

(2)选择起爆功能，起爆器自检，即所述数码电子雷管起爆及编程一体装置开机自检；

(3)起爆器操作人员身份验证，即所述数码电子雷管起爆及编程一体装置进行操作人员的身份验证；

(4)爆破设计，即所述数码电子雷管起爆及编程一体装置对爆破工程进行爆破设计；

(5)起爆器身份验证，即所述数码电子雷管起爆及编程一体装置与监管平台、使用单位的计算机或数据锁之间握手进行起爆器身份认证；

(6)获得起爆授权信息，即所述数码电子雷管起爆及编程一体装置从监管平台、使用单位的计算机或数据锁上获得起爆授权信息；

(7)起爆数据解密，即所述数码电子雷管起爆及编程一体装置对起爆数据进行解密；

(8)时间与位置信息合法性验证，即所述数码电子雷管起爆及编程一体装置现场验证爆破数据中时间和位置信息的合法性；

(9)其他编程器自检，即所述数码电子雷管起爆及编程一体装置选择其他编程器开机自检；

(10)其他编程器操作人员身份验证，即所述其他编程器进行操作人员的身份验证；

(11)爆破设计任务分解，即所述其他编程器将爆破设计内容分解，分别下发给各编程器执行爆破设计内容；

(12)雷管充电，即所述其他编程器对所述数码电子雷管起爆及编程一体装置进行充电；

(13)雷管工作状态检测，即所述数码电子雷管起爆及编程一体装置对所述数码电子雷管进行工作状态检测；

(14)编程，即所述其他编程器根据爆破设计内容要求，读取所述接收到的数码电子雷管识别码与相应的延时信息，并进行时间延时信息编程；

(15)系统测试，即所述数码电子雷管起爆及编程一体装置对爆破系统中的所有数码电子雷管进行系统测试；

(16)起爆口令验证，即所述数码电子雷管起爆及编程一体装置对爆破系统中的每个数码电子雷管进行起爆口令验证；

(17)同步测试，即所述数码电子雷管起爆及编程一体装置中的所有数码电子雷管进行同步测试，检测是否所有雷管都通过起爆口令验证，可以起爆；

(18)起爆授权确认，即在起爆命令发出之前，对操作人员的身份及其操作进行授权确认；

(19)广播起爆命令，即所述数码电子雷管起爆及编程一体装置向爆破系统中的所有数码电子雷管广播起爆命令；

(20)数据备份，即所述数码电子雷管起爆及编程一体装置对所有爆破数据进行备份，并实时或定期回传给监管平台以便查询、追溯。

若选择编程器功能，包含以下步骤：

(1)起爆及编程功能选择，选择编程器，即所述数码电子雷管起爆及编程一体装置选择编程器功能；

(2)选择编程爆功能，编程器自检，即所述数码电子雷管起爆及编程一体装置开机自检；

(3)编程器操作人员身份验证，即所述数码电子雷管起爆及编程一体装置进行操作人员的身份验证；

(4)爆破设计任务分解，即所述数码电子雷管起爆及编程一体装置将爆破设计内容分解，分别下发给各编程器执行爆破设计内容；

(5)雷管充电，即所述数码电子雷管起爆及编程一体装置对所述数码电子雷管进行充电；

(6)雷管工作状态检测，即所述数码电子雷管起爆及编程一体装置对所述数码电子雷管进行工作状态检测；

(7)编程，即所述数码电子雷管起爆及编程一体装置根据爆破设计内容要求，读取所述接收到的数码电子雷管识别码与相应的延时信息，并进行时间延时信息编程；

(8)系统测试，即所述数码电子雷管起爆及编程一体装置对爆破系统中的所有数码电子雷管进行系统测试；

(9)起爆口令验证，即所述数码电子雷管起爆及编程一体装置对爆破系统中的每个数码电子雷管进行起爆口令验证；

(10)同步测试，即所述数码电子雷管起爆及编程一体装置中的所有数码电子雷管进行同步测试，检测是否所有雷管都通过起爆口令验证，可以起爆；

(11)起爆授权确认，即在起爆命令发出之前，对操作人员的身份及其操作进行授权确认；

(12)广播起爆命令，即所述数码电子雷管起爆及编程一体装置向爆破系统中的所有数码电子雷管广播起爆命令；

(13)数据备份，即所述数码电子雷管起爆及编程一体装置对所有爆破数据进行备份，并实时或定期回传给监管平台以便查询、追溯。

综上所述，本发明所提供的数码电子雷管起爆及编程一体装置及其控制方法是简易可行的。

最后应说明的是：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 (7)

1.一种数码电子雷管起爆及编程一体装置，其特征在于：所述的装置由主控板、身份认证模块、通讯模块、通讯控制模块、液晶控制板、电源板、电池、数据接口和键盘组成。

2.根据权利要求1所述的数码电子雷管起爆及编程一体装置，其特征在于：

本项目主控单元采用工业级CPU主板实现，可抵抗爆破现场恶劣环境。

3.根据权利要求1所述的数码电子雷管起爆及编程一体装置，其特征在于：

身份认证模块

可采用RFID和UKey两种方式进行身份认证，操作人员在对起爆器进行各种操作之前必须进行身份认证。

RFID模块方案

采用基于单片机和带有射频芯片的RFID模组，该模组可通过RS232串口与工控板通讯，通过自制天线模块读取Mifare One卡或I.codeII卡实现身份认证功能。此外，RFID模组和天线的电路板大小可以根据起爆器箱体内部结构进行调整。

Ukey方案

采用模拟Ukey的方案，应用USB标准接口电路，将USB接口中D-定义为232接口中的RX，将USB接口中的D+定义为232接口中的TX，VBUS和GND不变，使用单片机和232芯片自制专属的UKey。该Ukey可通过串口与工控板通讯，自定义通讯协议实现身份认证功能。

4.根据权利要求1所述的数码电子雷管起爆及编程一体装置，其特征在于：

液晶显示采用半反半透或高亮想工业级液晶显示模块实现，液晶屏需实现在阳光照射下工作，可视角度符号工业标准及野外工作的要求。选用触控屏增加起爆器可操作性。

5.根据权利要求1所述的数码电子雷管起爆及编程一体装置，其特征在于：

起爆及编程一体装置内部采用12V/7.2AH大容量蓄电池供电，该蓄电池可通过操作面板上的充电端子进行在线充电。

起爆及编程一体装置内置电源管理功能模块为工控板，液晶屏、通信模块、身份认证模块等电路提供12V和5V的电压，保证其稳定工作。

6.根据权利要求1所述的数码电子雷管起爆及编程一体装置，其特征在于：

起爆及编程一体装置内带有USB接口、Ukey接口、输出输入端子及外接电源输入接口等。USB接口可用于通过USB接口存储器拷贝起爆文件。Ukey接口用与连接起爆器专属Ukey，进行操作人员身份认证手段。输出输入端子用于连接输出信号，蓄电池充电输入。外接电源输入接口可通过12V适配器给起爆器供电。

7.根据权利要求1所述的数码电子雷管起爆及编程一体装置，其特征在于：

专属键盘可采用触摸键盘的方式，根据需要设置功能按键，也可采用防水的薄膜键盘或硅胶键盘等方式。

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