CN105547062A - 一种电子雷管的起爆控制器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子雷管的起爆控制器及其控制方法。本发明在通信单元中，光电耦合器的使用实现了电信号隔离，增加了通信的安全性和可靠性；对PC通信单元的使用实现起爆控制器与PC间的双向通信，使得通过PC提前设计爆破序列以实现自动装定，进而简化现场操作的设想得以实现；对电子雷管通信模块的使用实现了起爆控制器与电子雷管的双向通信，保障了起爆控制器对电子雷管起爆过程的准确管理和控制；人机交互单元中，授权装置和锁定装置的使用作为双重保险，大幅提升了起爆控制器的安全性；定位单元基于北斗定位芯片获取定位信息，实现对电子雷管的精确定位，从而保障了根据电子雷管位置信息智能分配延期时间的自动装定功能得以实现。

Description

一种电子雷管的起爆控制器及其控制方法

技术领域

本发明涉及火工品起爆技术，具体涉及一种电子雷管的起爆控制器及其控制方法。

背景技术

现有的电雷管起爆器一般采用串联或串并联结合的电雷管网路。串联上千发电雷管时，为保证网络中所有电雷管均能同时起爆，电雷管起爆器应能瞬间产生一到几个安培的电流，该电流一定要大于每发电雷管的串联准爆电流，否则会产生拒爆、半爆等现象。单发电雷管的电阻一般在一到几个欧姆左右，因此需要上述电雷管起爆器具有升压电路，并能提供千伏量级的输出电压。因此，上述电雷管起爆器在使用时具有一定的危险性。由于电雷管及其起爆器的上述缺陷，电子雷管应运而生。自上世纪八十年代起，电子雷管概念一提出，世界上多个国家便在电子雷管及其起爆控制器领域展开了竞争。电子雷管，尤其是电子雷管，通过逻辑控制和双向通信即可实现对起爆过程的控制，防止非法起爆。

作为电子雷管的起爆控制器，电子雷管起爆控制器的安全是爆破系统安全的重要因素之一。传统的电子雷管起爆控制器对于操作人员的身份不验证或只进行简单的口令验证，如果电子雷管起爆控制器被非法获得，电子雷管很容易被非法起爆，存在很大的安全隐患。同时，目前的电子雷管起爆控制器对于电子雷管的起爆时间及位置合法性没有进行限制，这样也可能造成不在规定时间和位置非法起爆或者开采。另一方面，目前的电子雷管起爆控制器功能并不完善，对电子雷管进行注册的步骤繁琐，装定延期时间的操作较为复杂，对电子雷管的充电时间较长，控制起爆过程中也存在一定的安全隐患，人机交互界面比较粗糙，导致了较差的用户体验。

发明内容

针对以上现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于起爆电子雷管的起爆控制器，实现了起爆控制器与PC的双向通信、起爆控制器与电子雷管的双向通信、起爆控制器对电子雷管起爆过程的管理和控制、起爆控制器对电子雷管的精确定位等功能。

本发明的一个目的在于提供一种电子雷管的起爆控制器。

本发明的电子雷管的起爆控制器包括：控制单元、电源单元、通信单元、人机交互单元、时钟单元、定位单元和存储单元；其中，控制单元通过各个接口分别与通信单元、人机交互单元、时钟单元、定位单元和存储单元相连接，进行信息交互；电源单元通过各个接口分别连接至控制单元、通信单元、人机交互单元、时钟单元、定位单元和存储单元，提供工作电压；通讯单元还通过信号总线连接至电子雷管，并通过通信线路连接到PC，实现起爆控制器与电子雷管的双向通信以及起爆控制器与PC的双向通信；

电源单元包括内置电源、降压电路和升压电路；其中，内置电源通过充电接口连接至外部的充电装置进行充电，并通过人机交互单元接口连接至人机交互单元的锁定装置，对内置电源的电压输出进行闭锁；降压电路的电压输入端通过人机交互单元接口连接至人机交互单元的锁定装置，当锁定装置解锁后从内置电源获得电压输入，电压输出端通过低压输出接口分别连接至控制单元、人机交互单元、时钟单元、定位单元和存储单元，将经过降压转换的低电压输出作为工作电压；升压电路的电压输入端通过人机交互单元接口连接至人机交互单元的锁定装置，当锁定装置闭合后从内置电源获得电压输入，电压输出端通过高压输出接口连接至通信单元，将经过升压转换的高电压输出到通信单元并提供通信电压；

通信单元包括对电子雷管通信单元和对PC通信单元；其中，对电子雷管通信单元包括第一至第三光电耦合器、发送调制器、接收解调器和发送/接收控制器；第一光电耦合器的输入端通过控制单元接口接控制单元，输出端连接至发送调制器，对输入端和输出端的电信号进行隔离；第二光电耦合器的输入端通过控制单元接口连接至控制单元，输出端连接至发送/接收控制器，对输入端和输出端的电信号进行隔离；第三光电耦合器输出端通过控制单元接口接控制单元，输入端连接至接收解调器，对输入端和输出端的电信号进行隔离；发送调制器的第一端通过第一光电耦合器与控制单元连接，接收控制单元发送的指令，第二端通过高压输入接口连接电源单元的升压电路，直接获得起爆控制器处于发送状态时的通信电压，第三端通过信号总线接口连接外部的信号总线，依据控制单元的指令对外部的信号总线的电压进行调制，第四端连接至发送/接收控制器；发送/接收控制器第一端通过第二光电耦合器与控制单元连接，第二端与第三端分别连接至发送调制器和接收解调器，并根据控制单元发送TTL电平信号控制发送调制器和接收解调器的工作状态；接收解调器的第一端通过信号总线接口连接外部的信号总线，接收外部的信号总线上电子雷管的反馈信号，第二端通过高压输入接口连接电源单元的升压电路，对电压进行降压获得起爆控制器处于接收状态时的通信基准电压，第三端通过第三光电耦合器与控制单元连接，将解调后的反馈信号发送给控制单元，第四端连接至发送/接收控制器；对PC通信单元为串行通信接口电路，第一端通过控制单元接口与控制单元连接，第二端通过PC接口线路与PC连接，实现起爆控制器与PC的双向通信，第三端通过低压输入接口连接至电源单元的降压电路，获得工作电压；

人机交互单元包括显示装置、输入装置、授权装置和锁定装置；其中，显示装置、输入装置和授权装置的一端分别通过低压输入接口连接电源单元，由电源单元提供工作电压，另一端分别通过控制单元接口连接控制单元，显示装置根据控制单元指令显示相应内容，输入装置感知外部操作并将输入信号导入控制单元，授权装置获取操作者授权信息并发送到控制单元；锁定装置的第一端通过电源单元接口连接电源单元的内置电源，第二端通过电源单元接口连接电源单元的升压电路，第三端通过电源单元接口连接降压电路，当锁定装置闭锁时，导通内置电源至升压电路和降压电路；

时钟单元包括时钟芯片和晶振；其中，时钟芯片的第一端连接电源单元，由电源单元供电，第二端连接控制单元，将时钟信息发送给控制单元，第三端连接晶振，为时钟芯片提供计时脉冲；

定位单元的一个端口连接电源单元，由电源单元提供工作电压，另一个端口连接控制单元，将定位信息发送给控制单元并定期对控制单元授时，用以控制单元校准时钟单元的时间，授时周期一般为一周；

存储单元的一个端口连接电源单元，由电源单元提供工作电压，另一个端口连接控制单元，存储外部的电子雷管注册在该起爆控制器中的登录信息，登录信息包括电子雷管的序号、延时信息和定位信息，并记录起爆控制器的起爆日志，起爆日志包括成功进行起爆操作时的定位信息和时间信息；

控制单元具有六个端口，第一端口连接电源单元，由电源单元提供工作电压；第二端口与通信单元连接，通过通信单元与外部的电子雷管或PC进行双向通信；第三端口与人机交互单元连接，与人机交互单元进行双向通信；第四端口与时钟单元连接，向时钟单元发送控制信号并获取时钟信息；第五端口与定位单元连接，向定位单元发送控制信号并获取定位信息；第六端口与存储单元连接，向存储单元写入电子雷管的登录信息，并在下次开启系统初始化时自动读出登录信息，若起爆日志更新，即成功地对电子雷管进行了一次新的起爆操作，则向存储单元写入更新后的起爆日志，并在下次开启系统初始化时自动读出起爆日志。

电源单元使用内置电源并配备充电接口，保证了起爆控制器的便携性。内置电源为充电锂电池。内置电源的输出电压由人机交互单元的锁定装置闭锁，当不对锁定装置进行解锁时，内置电源的输出会被切断，此时起爆控制器不工作，这保证了起爆控制器的安全性。降压电路为DC/DC降压芯片，降压电路实现了输出工作电压的稳定，并使得输出电压较高的大容量内置电源得以使用，大容量的内置电源又保证了起爆控制器的工作时长与连接大量电子雷管时的负载能力。升压电路为DC/DC升压芯片，用以获得较大的输出电压以保证通信单元的通信距离。

通信单元采用多个光电耦合器进行电信号隔离，增加通信的安全性和可靠性。多个光电耦合器为集成有多光电耦合器的光电耦合芯片发送调制器、接收解调器和发送/接收控制器为集成有上述三者的通信系统主机芯片，且通信系统应为具有供电能力的串行双线通信系统，可取为C-MBUS主控端通信芯片。对PC通信单元可取为RS232接口电路。

人机交互单元中，显示装置为LCD显示屏。输入装置为机械触点式按键盘，当显示装置带有触摸屏输入功能时，输入装置也可取为触摸屏按键。授权装置可取为密码锁，当操作人员输入正确密码后授权操作；或者，授权装置可取为指纹锁，只有授权人员可对起爆控制器进行操作。锁定装置可取为钥匙开关，使用匹配的钥匙解锁可使电源单元回路导通，从而开启所示起爆控制器进入授权界面。锁定装置和授权装置的双重保险保障了智能起爆系统的安全性。

本发明的另一个目的在于提供一种电子雷管的起爆控制器的控制方法。

本发明的电子雷管的起爆控制器的控制方法，包括以下步骤：

1)人机交互单元的锁定装置解除锁定，开启起爆控制器；

2)起爆控制器进行系统初始化；

3)控制单元从存储单元中读取起爆列表和起爆日志，起爆列表包括全部电子雷管的序号、定位信息、通信状态、延时信息/延时写入状态、充电状态/充电执行状态，起爆日志为所有已完成起爆操作的定位信息和时间信息；

4)控制单元开启人机交互单元的授权装置，人机交互单元的显示装置显示授权界面，提示用户输入授权信息，如密钥信息、指纹信息等，输入授权信息后，控制单元校验授权信息是否正确，若正确，执行步骤5)，若不正确，提示输入错误并返回执行步骤4)；

5)人机交互单元显示装置显示操作主界面，控制单元对人机交互单元输入装置进行实时检测，并根据输入的指令执行相应的操作，指令包括时钟校准指令、注册指令、检测指令、延时装定指令、充电指令、起爆指令、放电指令、注销指令、读取指令和查看指令，则相应的操作包括时钟校准操作、注册操作、检测操作、延时装定操作、充电操作、起爆操作、放电操作、注销操作、读取操作和查看操作，若不需要操作，进入步骤6)；

6)闭锁人机交互单元的锁定装置，关闭起爆控制器。

其中，在步骤5)中，根据输入的指令执行相应的操作，包括以下情况：

a)时钟校准操作：

输入时钟校准指令，人机交互单元的显示装置显示时钟校准中，同时开启通信单元对连接外部电子雷管的信号总线上的通信电压进行调制，发送时钟校准脉冲与时钟校准查询指令，并在接收周期内等待接收来自电子雷管的反馈信息，若起爆控制器在接收周期内接收到反馈信息并识别为校准完成，则判定电子雷管完成时钟校准并显示时钟校准完成；若起爆控制器在接收周期内接收到反馈信息识别为校准失败，或者在接收周期内接收到无法识别的反馈信息，或者未在接收周期内接收到任何反馈信息，则判定电子雷管未完成时钟校准并显示时钟校准未完成；

b)注册操作：

输入注册指令，人机交互单元的显示装置显示注册中，基于北斗定位芯片进行定位，获取此时起爆控制器的定位信息，作为待注册的电子雷管的定位信息，随后开启通信单元对信号总线的通信电压进行调制，发送注册指令，并在接收周期内等待电子雷管反馈信息，若起爆控制器在接收周期内接收到反馈信息并识别为电子雷管注册成功且其工作状态正常，则显示注册成功，向存储单元写入注册信息，注册信息包括：电子雷管的序号、定位信息、通信状态、延时信息/延时写入状态、电子雷充电状态/充电执行状态，存储在起爆列表内，上述通信状态默认为正常，延时信息默认为0，延时写入状态默认为正常，充电状态默认为未充电，充电执行状态默认为正常；若起爆控制器在接收周期内接收到反馈信息并识别为电子雷管工作状态异常，则显示电子雷管存在故障；若起爆控制器在接收周期内接收到反馈信息但无法识别，或者起爆控制器未在接收周期内接收到任何反馈信息，则显示注册失败；

c)检测操作：

输入检测指令，人机交互单元的显示装置显示检测中，同时开启通信单元对外部的信号总线的通信电压进行调制，按照序号依次向连接在起爆控制器上的全部电子雷管发出检测指令，并在接收周期内等待接收电子雷管反馈信息，接收到反馈信息或者接收超时后继续发送下一条指令，直到完成全部电子雷管的检测，若起爆控制器在接收周期内接收到反馈信息并识别为正常通信，则判定该序号对应的电子雷管通信状态为连接正常，根据各序号电子雷管的通信状态，对存储单元中各序号下的通信状态进行修改；若起爆控制器在接收周期内接收到反馈信息但无法识别，或者，起爆控制器未在接收周期内接收到任何反馈信息，则判定该序号对应的电子雷管通信状态为连接错误，当全部电子雷管的检测完成后，起爆控制器按照特定表格形式即起爆列表显示全部电子雷管的序号、定位信息、通信状态、延时信息/延时写入状态、充电状态/充电执行状态；

d)延时装定操作：

输入延时装定指令，人机交互单元显示装置显示自动装定指令，起爆控制器根据电子雷管的坐标比对起爆控制器的存储单元中存储的列表中的炮孔的坐标列，将列表中所对应的延时信息发送至电子雷管；存储单元的延时信息导入到起爆控制器中；输入完成后显示延时装定中，同时开启通信单元对外部信号总线通信电压进行调制，按照序号依次向连接在起爆控制器上的待装定延时信息的电子雷管发出延时装定指令，并在接收周期内等待接收电子雷管反馈信息，若起爆控制器在规定次数内接收到反馈信息并识别为电子雷管延时装定成功，则判定该电子雷管成功装定延时信息；若起爆控制器在规定次数内接收到反馈信息但无法识别，或者起爆控制器未在接收周期内接收到任何反馈信息，则判定该电子雷管延时装定失败并记录序号，当全部电子雷管的延时装定完成后，起爆控制器会显示本次装定电子雷管的总数量、装定失败的电子雷管的总数量及其序号，然后根据各序号电子雷管的延时信息与延时装定是否成功，对存储单元中各序号下的延时信息与延时写入状态进行修改；

e)充电操作：

充电操作遵循错峰充电方式或改进错峰充电方式，输入充电指令，人机交互单元的显示装置显示充电中，同时开启通信单元对外部信号总线通信电压进行调制，按照序号依次向连接在起爆控制器上的全部电子雷管发出充电指令，并在接收周期内等待接收的电子雷管的反馈信息；若起爆控制器在规定次数内接收到反馈信息并识别为充电完成，则判定该电子雷管成功完成充电；若起爆控制器在规定次数内接收到反馈信息但无法识别，或者起爆控制器在规定次数内接收到无法识别的反馈信息，或者起爆控制器未在规定次数内接收到任何反馈信息，则判定该电子雷管充电失败并记录序号，当全部电子雷管的充电完成后，起爆控制器会显示本次装定电子雷管的总数量、充电失败的电子雷管的总数量及其序号，然后根据各序号电子雷管的充电状态与充电执行状态，对存储单元中各序号下的充电状态与充电执行状态进行修改；

f)起爆操作：

人机交互单元的显示装置提示输入起爆指令，输入起爆指令，随后控制单元开启通信单元对外部的信号总线通信电压进行调制，对连接在起爆控制器的全部已注册的电子雷管下达起爆指令，删除存储单元中全部电子雷管信息，并向存储单元中写入本次起爆操作的定位信息和时间信息作为起爆日志；

g)放电操作：

人机交互单元显示装置提示雷管放电中，同时开启通信单元对外部信号总线通信电压进行调制，向连接在起爆控制器上的全部电子雷管发出放电指令，并延时一段时间，该段时间长度不小于单发电子雷管储能装置完全放电的时间长度，对存储单元中各序号下的充电状态进行修改；

h)注销操作：

输入注销指令，人机交互单元的显示装置显示指定雷管注销、全部雷管注销和错误雷管注销三个选项；若选择指定雷管注销，显示界面提示输入待注销雷管的起始序号和截止序号，输入后显示雷管注销中，同时起爆控制器按照序号向对应电子雷管发送注销指令；若选择全部雷管注销，则显示界面显示雷管注销中，同时起爆控制器向全部电子雷管发送注销指令；若选择错误雷管注销，则显示界面显示注销中，并从起爆控制器存储单元中调取通信状态、延时写入状态、充电执行状态存在错误的电子雷管的序号，随后按照序号向对应电子雷管发送注销指令；指定雷管注销和错误雷管注销环节中，起爆控制器等接收周期内等待电子雷管反馈信息：若起爆控制器在接收周期内接收到反馈信息并识别为注销成功，则判定该电子雷管成功完成注销；若起爆控制器在接收周期内接收到反馈信息识别为注销失败，或者起爆控制器在接收周期内接收到无法识别的反馈信息，或者起爆控制器在接收周期内未接收到任何反馈信息，则判定该电子雷管注销失败并记录序号，删除存储单元中对应序号的电子雷管信息；

i)读取操作：

输入读取指令，人机交互单元的显示装置提示输入待读取的电子雷管的序号，输入后开启通信单元对外部信号总线通信电压进行调制，按照上述序号向对应电子雷管发出读取指令，并在接收周期内等待接收电子雷管反馈信息；反馈信息为电子雷管的存储单元中的所有数据，从而实现检验起爆控制器下达指令是否写入电子雷管的目的；若起爆控制器接收到反馈信息，则将上述信息显示在显示界面上；

j)查看操作：

输入查看指令，起爆控制器从其存储单元中读取起爆列表，并按表格形式显示在显示界面上；信息包括全部已注册的电子雷管的序号、定位信息、通信状态、延时信息/延时写入状态、充电状态/充电执行状态。

其中，在步骤d)中，延时装定指令的发送遵循一种反馈错误重发方式，预先设定指令的发送次数上限值，若在规定次数内接收到正确反馈信息则立即结束本条指令的发送并开始下一条指令的发送，若发送次数超出上限次数时则结束本条指令发送并开始下一条指令的发送，直到完成全部电子雷管的延时装定。

在步骤e)中，充电指令的发送遵循反馈错误重发方式，预先设定指令的发送次数上限值，若在规定次数内接收到正确反馈信息则立即结束本条指令的发送并开始下一条指令的发送；若发送次数超出上限次数时则结束本条指令发送并开始下一条指令的发送，直到完成全部电子雷管的充电。

在步骤f)中，起爆操作遵循多键起爆方式，需要同时按下人机交互单元的输入装置中规定的多个按键才可下达起爆指令；或者，起爆操作采用密钥起爆方式，即需要输入起爆密钥并按下提示多键才可下达起爆命令。

在步骤j)中，延时信息和延时写入状态共用显示界面相同位置：若延时写入状态正常，该位置按照数字显示延时信息；若延时写入状态错误，该位置显示规定符号表明延时装定出错；其中充电状态和充电执行状态共用显示界面相同位置：若充电执行状态正常，该位置显示电子雷管储能模块电压，未充电或放电后显示0V，充电成功显示充电电压(18V)；若充电执行状态错误，该位置显示规定的字符，表明电子雷管无法进行充电操作。

对操作起爆控制器而言，各操作步骤是相互独立的。但在实际应用中，为安全可靠的控制电子雷管起爆，上述操作b)～e)按顺序进行，即遵守注册操作、延时装定操作、充电操作、起爆操作的工作顺序，其余各步骤的操作可视需要穿插在上述四个操作环节中。

本发明的优点：

本发明的延时装定操作中进行自动装定，起爆操作遵循多键起爆方式，并采用改进的错峰充电方式，实现了起爆控制器与PC的双向通信、起爆控制器与电子雷管的双向通信、起爆控制器对电子雷管起爆过程的管理和控制、起爆控制器对电子雷管的精确定位等功能。

本发明的通信单元中，光电耦合器的使用实现了电信号隔离，增加了通信的安全性和可靠性；对PC通信单元的使用实现起爆控制器与PC间的双向通信，使得通过PC提前设计爆破序列以实现自动装定，进而简化现场操作的设想得以实现；对电子雷管通信模块的使用实现了起爆控制器与电子雷管的双向通信，保障了起爆控制器对电子雷管起爆过程的准确管理和控制；人机交互单元中，授权装置和锁定装置的使用作为双重保险，大幅提升了起爆控制器的安全性；定位单元基于北斗定位芯片进行定位以获取此时起爆控制器的定位信息，实现对电子雷管的精确定位，从而保障了根据电子雷管位置信息智能分配延期时间的自动装定功能得以实现。

附图说明

图1为本发明的电子雷管的起爆控制器的结构框图；

图2为本发明的电子雷管的起爆控制器的电源单元的结构框图；

图3为本发明的电子雷管的起爆控制器的通信单元的结构框图；

图4为本发明的电子雷管的起爆控制器的人机交互单元的结构框图；

图5为本发明的电子雷管的起爆控制器的控制方法的流程图；

图6为本发明的电子雷管的起爆控制器的控制方法的定位方法的流程图；

图7为本发明的电子雷管的起爆控制器的控制方法的延时装定方法的流程图；

图8为本发明的电子雷管的起爆控制器的控制方法的错峰充电方法的流程图；

图9为本发明的电子雷管的起爆控制器的控制方法的改进错峰充电方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，本实施例的电子雷管的起爆控制器包括：控制单元、电源单元、通信单元、人机交互单元、时钟单元、定位单元和存储单元。

如图2所示，电源单元包括内置电源、降压电路和升压电路；其中，内置电源通过充电端连接至外部的充电装置进行充电，并通过人机交互模块接口连接至人机交互单元的锁定装置，对内置电源的电压输出进行闭锁；降压电路的电压输入端通过人机交互单元接口连接至人机交互单元的锁定装置，当锁定装置解锁后从内置电源获得电压输入，电压输出端通过低压输出接口分别连接至控制单元、人机交互单元、时钟单元、定位单元和存储单元，将经过降压转换的低电压输出作为工作电压；升压电路的电压输入端通过人机交互单元接口连接至人机交互单元的锁定装置，当锁定装置闭合后从内置电源获得电压输入，电压输出端通过高压输出接口连接至通信单元，将经过升压转换的高电压输出到通信单元并提供通信电压。

如图3所示，通信单元包括对电子雷管通信单元和对PC通信单元；其中，对电子雷管通信单元包括第一至第三光电耦合器、发送调制器、接收解调器和发送/接收控制器；第一光电耦合器的输入端通过控制单元接口接控制单元，输出端连接至发送调制器，对输入端和输出端的电信号进行隔离；第二光电耦合器的输入端通过控制单元接口连接至控制单元，输出端连接至发送/接收控制器，对输入端和输出端的电信号进行隔离；第三光电耦合器输出端通过控制单元接口接控制单元，输入端连接至接收解调器，对输入端和输出端的电信号进行隔离；发送调制器的第一端通过第一光电耦合器与控制单元连接，接收控制单元发送的指令，第二端通过高压输入接口连接电源单元的升压电路，直接获得起爆控制器处于发送状态时的通信电压，第三端通过信号总线接口连接外部的信号总线，依据控制单元的指令对外部的信号总线的电压进行调制，第四端连接至发送/接收控制器；发送/接收控制器第一端通过第二光电耦合器与控制单元连接，第二端与第三端分别连接至发送调制器和接收解调器，并根据控制单元发送TTL电平信号控制发送调制器和接收解调器的工作状态；接收解调器的第一端通过信号总线接口连接外部的信号总线，接收外部的信号总线上电子雷管的反馈信号，第二端通过高压输入接口连接电源单元的升压电路，对电压进行降压获得起爆控制器处于接收状态时的通信基准电压，第三端通过第三光电耦合器与控制单元连接，将解调后的反馈信号发送给控制单元，第四端连接至发送/接收控制器；对PC通信单元为串行通信接口电路，第一端通过控制单元接口与控制单元连接，第二端通过PC接口线路与PC连接，实现起爆控制器与PC的双向通信，第三端通过低压输入接口连接至电源单元的降压电路，获得工作电压。

如图4所示，人机交互单元包括显示装置、输入装置、授权装置和锁定装置；其中，显示装置、输入装置和授权装置的一端分别通过低压输入接口连接电源单元，由电源单元提供工作电压，另一端分别通过控制单元接口连接控制单元，显示装置根据控制单元指令显示相应内容，输入装置感知外部操作并将输入信号导入控制单元，授权装置获取操作者授权信息并发送到控制单元；锁定装置的第一端通过电源单元接口连接电源单元的内置电源，第二端通过电源单元接口连接电源单元的升压电路，第三端通过电源单元接口连接降压电路，当锁定装置闭锁时，导通内置电源至升压电路和降压电路。

定位单元接收卫星或底面基站发射的信号，实现定位，可采用北斗定位芯片。

存储单元为非易失性存储器芯片，用于存储重要信息以防止掉电丢失，可取为电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、闪存(Flashmemory)或铁电随机存储器(FeRAM)。

本发明的电子雷管的起爆控制器的控制方法，如图5所示，包括以下步骤：

1)人机交互单元的锁定装置解除锁定，开启起爆控制器；

2)起爆控制器进行系统初始化；

3)控制单元从存储单元中读取起爆列表和起爆日志，起爆列表包括全部电子雷管的序号、定位信息、通信状态、延时信息/延时写入状态、充电状态/充电执行状态，起爆日志为所有已完成起爆操作的定位信息和时间信息；

4)控制单元开启人机交互单元的授权装置，人机交互单元的显示装置显示授权界面，提示用户输入授权信息，如密钥信息、指纹信息等，输入授权信息后，控制单元校验授权信息是否正确，若正确，执行步骤5)，若不正确，提示输入错误并返回执行步骤4)；

5)人机交互单元显示装置显示操作主界面，控制单元对人机交互单元输入装置进行实时检测，并根据输入的指令执行相应的操作，指令包括时钟校准指令、注册指令、检测指令、延时装定指令、充电指令、起爆指令、放电指令、注销指令、读取指令和查看指令，则相应的操作包括时钟a)校准操作、b)注册操作、c)检测操作、d)延时装定操作、e)充电操作、f)起爆操作、g)放电操作、h)注销操作、i)读取操作和j)查看操作，若不需要操作，进入步骤6)；

6)闭锁人机交互单元的锁定装置，关闭起爆控制器。

其中，步骤b)中，注册操作基于北斗定位芯片进行定位的方法，包括以下步骤：

i.将电子雷管依次放入预先设置的炮孔内，起爆控制器位于待注册的电子雷管的特征半径(通常为1米)内；

ii.将电子雷管接入信号总线，实现与起爆控制器的连接；

iii.在人机交互单元的输入装置中输入注册指令；

iv.控制单元向电子雷管发出注册指令，向作为起爆控制器的定位单元的北斗定位芯片发出开启信号，开启北斗定位芯片，随后北斗定位芯片将此时获取到的定位信息反馈至控制单元；

v.控制单元将北斗定位芯片反馈的定位信息作为电子雷管的定位信息，显示装置显示注册成功，为当前的电子雷管赋予一个从1～n的序号，序号从1累加至n，其中，n为注册电子雷管的总数，且n为不大于2048的自然数，并将注册信息存储在存储单元的相应序号下，注册信息包括电子雷管的序号、定位信息、通信状态、延时信息/延时写入状态、充电状态/充电执行状态，形成起爆列表，结束操作。

在本发明中，在注册操作时，会赋予电子雷管一个序号，称为短ID号，短ID号包括了4位2进制数(0～15)的起爆控制器序号，1位2进制数的缺省位以及11位2进制数的序号位(0～2047)，相对于电子雷管32位的出厂ID号(出厂ID号是所有电子雷管的固有ID，用于相互之间的区分)，长度缩减了一半，能够有效降低通讯时间，提高通讯效率。

在步骤d)中，延时装定操作采用自动装定的方法，包括以下步骤：

i.在人机交互单元的输入装置中输入延时装定指令；

ii.控制单元从存储单元中读出记录延时信息的一维数组，按序号为对应的电子雷管分配延时信息，延时信息一维数组默认为零数组，通过与PC的通信从PC中获得，该功能需要在PC上安装指定软件；

iii.按照序号依次向连接在起爆控制器上电子雷管发送带延时信息的延时装定指令，若需要继续延时装定，则返回步骤i)，若不需要继续延时装定，结束操作。

在步骤e)中，充电操作遵循错峰充电方式，包括以下步骤：

i.起爆控制器按照注册的序号(短ID号)依次向待充电的电子雷管发出充电指令并接收反馈信息，电子雷管序号为j，j的初始值为0，电子雷管总数为jmax，该值由注册的电子雷管的数量决定；

ii.判断j是否小于等于jmax：若j小于等于jmax，执行步骤iii)；若j大于jmax，执行步骤iv)；

iii.起爆控制器对序号j对应的电子雷管发出充电指令，并等待接收反馈信息，操作完成后，序号j自累加1，返回执行步骤ii)；

iv.显示充电失败的电子雷管序号；

v.结束对电子雷管的充电操作。

一套起爆控制器设备可以通过外部的通信信号总线连接数百乃至上千枚电子雷管，但由于电源单元的电流负载能力，同时对所有电子雷管的储能装置进行充电基本是不具备可实现性，因为这会导致在充电开始的瞬间电路中产生极大的电流，从而使电路出现故障甚至使得电源单元损坏，所以使用错峰充电方式是有必要的。但上述错峰充电方式存在充电时间长的不足，一次只能对一枚电子雷管充电，这使得充电操作较为耗时。因此，提出了一种改进错峰充电方式，包括以下步骤：

i.电子雷管的短ID号为j，j的初始值为0，电子雷管总数为jmax，将起爆列表内所有注册的电子雷管分成组，一个组内充电的电子雷管数量为m，m的值由电源单元负载能力确定，所有的充电组数为gmax，gmax为jmax比m的向上取整，即

ii.对于第g组进行充电，g的初始值为0，判断g是否小于gmax：若g小于gmax，执行步骤iii)；若g不小于gmax，执行步骤iv)；

iii.起爆控制器向电子雷管发出待充电组数g的充电指令，电子雷管接收到充电指令后使用序号j与m的商向下取整与g进行匹配，匹配的m枚电子雷管为本组待充电电子雷管；上述充电指令会重复发送指定次数，以保证充电成功率，操作完成后，序号g自动累加1，返回执行步骤ii)；

iv.结束对电子雷管的充电操作。

改进了的错峰充电方式的优点在于既保证了起爆控制器的电源单元不会超出负荷，又大幅度的提升了充电效率，效率提升倍数由设定的充电的电子雷管数目N决定，充电的电子雷管数目N由电源单元的额定输出电流与电子雷管充电电流的比值决定，N为≥2的自然数。

在步骤f)中，起爆操作遵循多键起爆方式，包括以下步骤：

i.起爆控制器的显示装置提示同时按下规定的多个按键以下达起爆指令,同时按下指定的按键，起爆控制器进入倒计时状态，此时起爆指令尚未从起爆控制器中发出，若需要取消键取消本次起爆操作可随时按下取消键取消本次起爆操作；

ii.若倒计时结束，未取消操作，执行步骤iii)；若倒计时结束前，取消操作，执行步骤iv)；

iii.起爆控制器向全部的已注册的电子雷管发出起爆指令，此时，起爆操作不可逆转；结束

iv.起爆操作。

多键起爆方式大幅度降低了误操作而致使起爆的可能性，提升了起爆控制器的安全性。

最后需要注意的是，公布实施方式的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种电子雷管的起爆控制器，其特征在于，所述包括起爆控制器包括：控制单元、电源单元、通信单元、人机交互单元、时钟单元、定位单元和存储单元；其中，控制单元通过各个接口分别与通信单元、人机交互单元、时钟单元、定位单元和存储单元相连接，进行信息交互；电源单元通过各个接口分别连接至控制单元、通信单元、人机交互单元、时钟单元、定位单元和存储单元，提供工作电压；通讯单元还通过信号总线连接至电子雷管，并通过通信线路连接到PC，实现起爆控制器与电子雷管的双向通信以及起爆控制器与PC的双向通信；

所述电源单元包括内置电源、降压电路和升压电路；其中，内置电源通过充电接口连接至外部的充电装置进行充电，并通过人机交互单元接口连接至人机交互单元的锁定装置，对内置电源的电压输出进行闭锁；降压电路的电压输入端通过人机交互单元接口连接至人机交互单元的锁定装置，当锁定装置解锁后从内置电源获得电压输入，电压输出端通过低压输出接口分别连接至控制单元、人机交互单元、时钟单元、定位单元和存储单元，将经过降压转换的低电压输出作为工作电压；升压电路的电压输入端通过人机交互单元接口连接至人机交互单元的锁定装置，当锁定装置闭合后从内置电源获得电压输入，电压输出端通过高压输出接口连接至通信单元，将经过升压转换的高电压输出到通信单元并提供通信电压；

所述通信单元包括对电子雷管通信单元和对PC通信单元；其中，对电子雷管通信单元包括第一至第三光电耦合器、发送调制器、接收解调器和发送/接收控制器；第一光电耦合器的输入端通过控制单元接口接控制单元，输出端连接至发送调制器，对输入端和输出端的电信号进行隔离；第二光电耦合器的输入端通过控制单元接口连接至控制单元，输出端连接至发送/接收控制器，对输入端和输出端的电信号进行隔离；第三光电耦合器输出端通过控制单元接口接控制单元，输入端连接至接收解调器，对输入端和输出端的电信号进行隔离；发送调制器的第一端通过第一光电耦合器与控制单元连接，接收控制单元发送的指令，第二端通过高压输入接口连接电源单元的升压电路，直接获得起爆控制器处于发送状态时的通信电压，第三端通过信号总线接口连接外部的信号总线，依据控制单元的指令对外部的信号总线的电压进行调制，第四端连接至发送/接收控制器；发送/接收控制器第一端通过第二光电耦合器与控制单元连接，第二端与第三端分别连接至发送调制器和接收解调器，并根据控制单元发送TTL电平信号控制发送调制器和接收解调器的工作状态；接收解调器的第一端通过信号总线接口连接外部的信号总线，接收外部的信号总线上电子雷管的反馈信号，第二端通过高压输入接口连接电源单元的升压电路，对电压进行降压获得起爆控制器处于接收状态时的通信基准电压，第三端通过第三光电耦合器与控制单元连接，将解调后的反馈信号发送给控制单元，第四端连接至发送/接收控制器；对PC通信单元为串行通信接口电路，第一端通过控制单元接口与控制单元连接，第二端通过PC接口线路与PC连通信单元包括对电子雷管通信单元和对PC通信单元；其中，对电子雷管通信单元包括第一至第三光电耦合器、发送调制器、接收解调器和发送/接收控制器；第一光电耦合器的输入端通过控制单元接口接控制单元，输出端连接至发送调制器，对输入端和输出端的电信号进行隔离；第二光电耦合器的输入端通过控制单元接口连接至控制单元，输出端连接至发送/接收控制器，对输入端和输出端的电信号进行隔离；第三光电耦合器输出端通过控制单元接口接控制单元，输入端连接至接收解调器，对输入端和输出端的电信号进行隔离；发送调制器的第一端通过第一光电耦合器与控制单元连接，接收控制单元发送的指令，第二端通过高压输入接口连接电源单元的升压电路，直接获得起爆控制器处于发送状态时的通信电压，第三端通过信号总线接口连接外部的信号总线，依据控制单元的指令对外部的信号总线的电压进行调制，第四端连接至发送/接收控制器；发送/接收控制器第一端通过第二光电耦合器与控制单元连接，第二端与第三端分别连接至发送调制器和接收解调器，并根据控制单元发送TTL电平信号控制发送调制器和接收解调器的工作状态；接收解调器的第一端通过信号总线接口连接外部的信号总线，接收外部的信号总线上电子雷管的反馈信号，第二端通过高压输入接口连接电源单元的升压电路，对电压进行降压获得起爆控制器处于接收状态时的通信基准电压，第三端通过第三光电耦合器与控制单元连接，将解调后的反馈信号发送给控制单元，第四端连接至发送/接收控制器；对PC通信单元为串行通信接口电路，第一端通过控制单元接口与控制单元连接，第二端通过PC接口线路与PC连接，实现起爆控制器与PC的双向通信，第三端通过低压输入接口连接至电源单元的降压电路，获得工作电压接，实现起爆控制器与PC的双向通信，第三端通过低压输入接口连接至电源单元的降压电路，获得工作电压；

所述人机交互单元包括显示装置、输入装置、授权装置和锁定装置；其中，显示装置、输入装置和授权装置的一端分别通过低压输入接口连接电源单元，由电源单元提供工作电压，另一端分别通过控制单元接口连接控制单元，显示装置根据控制单元指令显示相应内容，输入装置感知外部操作并将输入信号导入控制单元，授权装置获取操作者授权信息并发送到控制单元；锁定装置的第一端通过电源单元接口连接电源单元的内置电源，第二端通过电源单元接口连接电源单元的升压电路，第三端通过电源单元接口连接降压电路，当锁定装置闭锁时，导通内置电源至升压电路和降压电路；

所述时钟单元包括时钟芯片和晶振；其中，时钟芯片的第一端连接电源单元，由电源单元供电，第二端连接控制单元，将时钟信息发送给控制单元，第三端连接晶振，为时钟芯片提供计时脉冲；

所述定位单元的一个端口连接电源单元，由电源单元提供工作电压，另一个端口连接控制单元，将定位信息发送给控制单元并定期对控制单元授时；

所述存储单元的一个端口连接电源单元，由电源单元提供工作电压，另一个端口连接控制单元，存储外部的电子雷管注册在该起爆控制器中的登录信息，登录信息包括电子雷管的序号、延时信息和定位信息，并记录起爆控制器的起爆日志，起爆日志包括成功进行起爆操作时的定位信息和时间信息；

所述控制单元具有六个端口，第一端口连接电源单元，由电源单元提供工作电压；第二端口与通信单元连接，通过通信单元与外部的电子雷管或PC进行双向通信；第三端口与人机交互单元连接，与人机交互单元进行双向通信；第四端口与时钟单元连接，向时钟单元发送控制信号并获取时钟信息；第五端口与定位单元连接，向定位单元发送控制信号并获取定位信息；第六端口与存储单元连接，向存储单元写入电子雷管的登录信息，并在下次开启系统初始化时自动读出登录信息，若起爆日志更新，即成功地对电子雷管进行了一次新的起爆操作，则向存储单元写入更新后的起爆日志，并在下次开启系统初始化时自动读出起爆日志。

2.一种电子雷管的起爆控制器的控制方法，其特征在于，所述控制方法，包括以下步骤：

1)人机交互单元的锁定装置解除锁定，开启起爆控制器；

2)起爆控制器进行系统初始化；

3)控制单元从存储单元中读取起爆列表和起爆日志，起爆列表包括全部电子雷管的序号、定位信息、通信状态、延时信息/延时写入状态、充电状态/充电执行状态，起爆日志为所有已完成起爆操作的定位信息和时间信息；

4)控制单元开启人机交互单元的授权装置，人机交互单元的显示装置显示授权界面，提示用户输入授权信息，如密钥信息、指纹信息等，输入授权信息后，控制单元校验授权信息是否正确，若正确，执行步骤5)，若不正确，提示输入错误并返回执行步骤4)；

5)人机交互单元显示装置显示操作主界面，控制单元对人机交互单元输入装置进行实时检测，并根据输入的指令执行相应的操作，指令包括时钟校准指令、注册指令、检测指令、延时装定指令、充电指令、起爆指令、放电指令、注销指令、读取指令和查看指令，则相应的操作包括时钟校准操作、注册操作、检测操作、延时装定操作、充电操作、起爆操作、放电操作、注销操作、读取操作和查看操作，若不需要操作，进入步骤6)；

6)闭锁人机交互单元的锁定装置，关闭起爆控制器。

3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，在步骤5)中，根据输入的指令执行相应的操作，包括以下情况：

a)时钟校准操作：

输入时钟校准指令，人机交互单元的显示装置显示时钟校准中，同时开启通信单元对连接外部电子雷管的信号总线上的通信电压进行调制，发送时钟校准脉冲与时钟校准查询指令，并在接收周期内等待接收来自电子雷管的反馈信息，若起爆控制器在接收周期内接收到反馈信息并识别为校准完成，则判定电子雷管完成时钟校准并显示时钟校准完成；若起爆控制器在接收周期内接收到反馈信息识别为校准失败，或者在接收周期内接收到无法识别的反馈信息，或者未在接收周期内接收到任何反馈信息，则判定电子雷管未完成时钟校准并显示时钟校准未完成；

b)注册操作：

输入注册指令，人机交互单元的显示装置显示注册中，基于北斗定位芯片进行定位，获取此时起爆控制器的定位信息，作为待注册的电子雷管的定位信息，随后开启通信单元对信号总线的通信电压进行调制，发送注册指令，并在接收周期内等待电子雷管反馈信息，若起爆控制器在接收周期内接收到反馈信息并识别为电子雷管注册成功且其工作状态正常，则显示注册成功，向存储单元写入注册信息，注册信息包括：电子雷管的序号、定位信息、通信状态、延时信息/延时写入状态、电子雷充电状态/充电执行状态，存储在起爆列表内，上述通信状态默认为正常，延时信息默认为0，延时写入状态默认为正常，充电状态默认为未充电，充电执行状态默认为正常；若起爆控制器在接收周期内接收到反馈信息并识别为电子雷管工作状态异常，则显示电子雷管存在故障；若起爆控制器在接收周期内接收到反馈信息但无法识别，或者起爆控制器未在接收周期内接收到任何反馈信息，则显示注册失败；

c)检测操作：

输入检测指令，人机交互单元的显示装置显示检测中，同时开启通信单元对外部的信号总线的通信电压进行调制，按照序号依次向连接在起爆控制器上的全部电子雷管发出检测指令，并在接收周期内等待接收电子雷管反馈信息，接收到反馈信息或者接收超时后继续发送下一条指令，直到完成全部电子雷管的检测，若起爆控制器在接收周期内接收到反馈信息并识别为正常通信，则判定该序号对应的电子雷管通信状态为连接正常，根据各序号电子雷管的通信状态，对存储单元中各序号下的通信状态进行修改；若起爆控制器在接收周期内接收到反馈信息但无法识别，或者，起爆控制器未在接收周期内接收到任何反馈信息，则判定该序号对应的电子雷管通信状态为连接错误，当全部电子雷管的检测完成后，起爆控制器按照特定表格形式即起爆列表显示全部电子雷管的序号、定位信息、通信状态、延时信息/延时写入状态、充电状态/充电执行状态；

d)延时装定操作：

输入延时装定指令，人机交互单元显示装置显示自动装定指令，起爆控制器根据电子雷管的坐标比对起爆控制器的存储单元中存储的列表中的炮孔的坐标列，将列表中所对应的延时信息发送至电子雷管；存储单元的延时信息导入到起爆控制器中；输入完成后显示延时装定中，同时开启通信单元对外部信号总线通信电压进行调制，按照序号依次向连接在起爆控制器上的待装定延时信息的电子雷管发出延时装定指令，并在接收周期内等待接收电子雷管反馈信息，若起爆控制器在规定次数内接收到反馈信息并识别为电子雷管延时装定成功，则判定该电子雷管成功装定延时信息；若起爆控制器在规定次数内接收到反馈信息但无法识别，或者起爆控制器未在接收周期内接收到任何反馈信息，则判定该电子雷管延时装定失败并记录序号，当全部电子雷管的延时装定完成后，起爆控制器会显示本次装定电子雷管的总数量、装定失败的电子雷管的总数量及其序号，然后根据各序号电子雷管的延时信息与延时装定是否成功，对存储单元中各序号下的延时信息与延时写入状态进行修改；

e)充电操作：

充电操作遵循错峰充电方式或改进错峰充电方式，输入充电指令，人机交互单元的显示装置显示充电中，同时开启通信单元对外部信号总线通信电压进行调制，按照序号依次向连接在起爆控制器上的全部电子雷管发出充电指令，并在接收周期内等待接收的电子雷管的反馈信息；若起爆控制器在规定次数内接收到反馈信息并识别为充电完成，则判定该电子雷管成功完成充电；若起爆控制器在规定次数内接收到反馈信息但无法识别，或者起爆控制器在规定次数内接收到无法识别的反馈信息，或者起爆控制器未在规定次数内接收到任何反馈信息，则判定该电子雷管充电失败并记录序号，当全部电子雷管的充电完成后，起爆控制器会显示本次装定电子雷管的总数量、充电失败的电子雷管的总数量及其序号，然后根据各序号电子雷管的充电状态与充电执行状态，对存储单元中各序号下的充电状态与充电执行状态进行修改；

f)起爆操作：

人机交互单元的显示装置提示输入起爆指令，输入起爆指令，随后控制单元开启通信单元对外部的信号总线通信电压进行调制，对连接在起爆控制器的全部已注册的电子雷管下达起爆指令，删除存储单元中全部电子雷管信息，并向存储单元中写入本次起爆操作的定位信息和时间信息作为起爆日志；

g)放电操作：

人机交互单元显示装置提示雷管放电中，同时开启通信单元对外部信号总线通信电压进行调制，向连接在起爆控制器上的全部电子雷管发出放电指令，并延时一段时间，该段时间长度不小于单发电子雷管储能装置完全放电的时间长度，对存储单元中各序号下的充电状态进行修改；

h)注销操作：

输入注销指令，人机交互单元的显示装置显示指定雷管注销、全部雷管注销和错误雷管注销三个选项；若选择指定雷管注销，显示界面提示输入待注销雷管的起始序号和截止序号，输入后显示雷管注销中，同时起爆控制器按照序号向对应电子雷管发送注销指令；若选择全部雷管注销，则显示界面显示雷管注销中，同时起爆控制器向全部电子雷管发送注销指令；若选择错误雷管注销，则显示界面显示注销中，并从起爆控制器存储单元中调取通信状态、延时写入状态、充电执行状态存在错误的电子雷管的序号，随后按照序号向对应电子雷管发送注销指令；指定雷管注销和错误雷管注销环节中，起爆控制器等接收周期内等待电子雷管反馈信息：若起爆控制器在接收周期内接收到反馈信息并识别为注销成功，则判定该电子雷管成功完成注销；若起爆控制器在接收周期内接收到反馈信息识别为注销失败，或者起爆控制器在接收周期内接收到无法识别的反馈信息，或者起爆控制器在接收周期内未接收到任何反馈信息，则判定该电子雷管注销失败并记录序号，删除存储单元中对应序号的电子雷管信息；

i)读取操作：

输入读取指令，人机交互单元的显示装置提示输入待读取的电子雷管的序号，输入后开启通信单元对外部信号总线通信电压进行调制，按照上述序号向对应电子雷管发出读取指令，并在接收周期内等待接收电子雷管反馈信息；反馈信息为电子雷管的存储单元中的所有数据，从而实现检验起爆控制器下达指令是否写入电子雷管的目的；若起爆控制器接收到反馈信息，则将上述信息显示在显示界面上；

j)查看操作：

输入查看指令，起爆控制器从其存储单元中读取起爆列表，并按表格形式显示在显示界面上；信息包括全部已注册的电子雷管的序号、定位信息、通信状态、延时信息/延时写入状态、充电状态/充电执行状态。

4.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，在步骤d)中，延时装定指令的发送遵循一种反馈错误重发方式，预先设定指令的发送次数上限值，若在规定次数内接收到正确反馈信息则立即结束本条指令的发送并开始下一条指令的发送，若发送次数超出上限次数时则结束本条指令发送并开始下一条指令的发送，直到完成全部电子雷管的延时装定。

5.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，在步骤e)中，充电指令的发送遵循反馈错误重发方式，预先设定指令的发送次数上限值，若在规定次数内接收到正确反馈信息则立即结束本条指令的发送并开始下一条指令的发送；若发送次数超出上限次数时则结束本条指令发送并开始下一条指令的发送，直到完成全部电子雷管的充电。

6.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，在步骤f)中，起爆操作遵循多键起爆方式，需要同时按下人机交互单元的输入装置中规定的多个按键下达起爆指令；或者，起爆操作采用密钥起爆方式，即需要输入起爆密钥并按下提示多键下达起爆命令。

7.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，在步骤b)中，注册操作基于北斗定位芯片进行定位的方法，包括以下步骤：

i.将电子雷管依次放入预先设置的炮孔内，起爆控制器位于待注册的电子雷管的特征半径内；

ii.将电子雷管接入信号总线，实现与起爆控制器的连接；

iii.在人机交互单元的输入装置中输入注册指令；

iv.控制单元向电子雷管发出注册指令，向作为起爆控制器的定位单元的北斗定位芯片发出开启信号，开启北斗定位芯片，随后北斗定位芯片将此时获取到的定位信息反馈至控制单元；

v.控制单元将北斗定位芯片反馈的定位信息作为电子雷管的定位信息，显示装置显示注册成功，为当前的电子雷管赋予一个从1～n的序号，序号从1累加至n，其中，n为注册电子雷管的总数，且n为不大于2048的自然数，并将注册信息存储在存储单元的相应序号下，注册信息包括电子雷管的序号、定位信息、通信状态、延时信息/延时写入状态、充电状态/充电执行状态，形成起爆列表，结束操作。

8.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，在步骤d)中，延时装定操作采用自动装定的方法，包括以下步骤：

i.在人机交互单元的输入装置中输入延时装定指令；

ii.控制单元从存储单元中读出记录延时信息的一维数组，按序号为对应的电子雷管分配延时信息，延时信息一维数组默认为零数组，通过与PC的通信从PC中获得；

iii.按照序号依次向连接在起爆控制器上电子雷管发送带延时信息的延时装定指令，若需要继续延时装定，则返回步骤i)，若不需要继续延时装定，结束操作。

在步骤e)中，充电操作遵循错峰充电方式，包括以下步骤：

i.起爆控制器按照注册的序号依次向待充电的电子雷管发出充电指令并接收反馈信息，电子雷管序号为j，j的初始值为0，电子雷管总数为jmax，该值由注册的电子雷管的数量决定；

ii.判断j是否小于等于jmax：若j小于等于jmax，执行步骤iii)；若j大于jmax，执行步骤iv)；

iii.起爆控制器对序号j对应的电子雷管发出充电指令，并等待接收反馈信息，操作完成后，序号j自累加1，返回执行步骤ii)；

iv.显示充电失败的电子雷管序号；

v.结束对电子雷管的充电操作。

9.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，在步骤e)中，改进错峰充电方式，包括以下步骤：

i.电子雷管的短ID号为j，j的初始值为0，电子雷管总数为jmax，将起爆列表内所有注册的电子雷管分成组，一个组内充电的电子雷管数量为m，m的值由电源单元负载能力确定，所有的充电组数为gmax，gmax为jmax比m的向上取整，即

ii.对于第g组进行充电，g的初始值为0，判断g是否小于gmax：若g小于gmax，执行步骤iii)；若g不小于gmax，执行步骤iv)；

iii.起爆控制器向电子雷管发出待充电组数g的充电指令，电子雷管接收到充电指令后使用序号j与m的商向下取整与g进行匹配，匹配的m枚电子雷管为本组待充电电子雷管；上述充电指令会重复发送指定次数，以保证充电成功率，操作完成后，序号g自动累加1，返回执行步骤ii)；

iv.结束对电子雷管的充电操作。

10.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，在步骤f)中，起爆操作遵循多键起爆方式，包括以下步骤：

i.起爆控制器的显示装置提示同时按下规定的多个按键以下达起爆指令；

ii.同时按下指定的按键，起爆控制器进入倒计时状态，此时起爆指令尚未从起爆控制器中发出，若需要取消键取消本次起爆操作则随时按下取消键取消本次起爆操作，若倒计时结束，未取消操作，执行步骤iii)；若倒计时结束前，取消操作，执行步骤v)；

iii.起爆控制器向全部的已注册的电子雷管发出起爆指令，此时，起爆操作不可逆转；结束起爆操作。