CN105841562A - 起爆器系统时间自动校准方法和装置及标准时间获取模块 - Google Patents

起爆器系统时间自动校准方法和装置及标准时间获取模块 Download PDF

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CN105841562A CN201510985612.5A CN201510985612A CN105841562A CN 105841562 A CN105841562 A CN 105841562A CN 201510985612 A CN201510985612 A CN 201510985612A CN 105841562 A CN105841562 A CN 105841562A
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王齐亚
管泓
郑向阳
封心品
李辉涛
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    • F42D1/04—Arrangements for ignition
    • F42D1/045—Arrangements for electric ignition
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Abstract

本发明公开了一种起爆器系统时间自动校准方法，包括以下步骤：获取起爆器的系统时间；获取当前的标准时间；判断起爆器的系统时间与当前标准时间是否一致；对起爆器的系统时间进行校准。并且公开了该方法的实现装置，以及该装置的标准时间获取模块。该方法和装置通过标准时间获取模块从GPS或BDS获取当前的标准时间，并以标准时间为参考对起爆器的系统时间进行校准，确保起爆器系统时间的准确。

Description

起爆器系统时间自动校准方法和装置及标准时间获取模块
技术领域
本发明涉及爆破技术领域，尤其涉及一种可实现起爆器系统时间自动校准的方法和其装置，以及通过GPS或BDS获取当前标准时间的模块。
背景技术
随着爆破行业的发展，电子雷管因其引爆精度高、安全可靠等优点逐渐替代了传统的火雷管、电雷管。但是，与火雷管、电雷管相比，电子雷管对起爆器的要求显得更加复杂。电子雷管对起爆器的系统时间要求很严格，以确保爆破的精确性、严密性和爆破效果。
起爆器是以时钟电路输出的脉冲为参考而产生系统时间的。然而，时钟电路性能容易受到温度、湿度、电池使用状态等因素的影响，使得起爆器的系统时间在使用过程中发生较大的偏差，这对高精度要求的起爆器是不允许的。
发明内容
针对现有技术的不足，本实发明提出了起爆器系统时间自动校准方法和装置，及该装置的标准时间获取模块；该方法和装置从GPS（全球定位系统）或BDS(北斗卫星导航系统)获取当前的标准时间，然后对起爆器的系统时间进行校正，消除了硬件偏差对起爆器系统时间的影响，使起爆器的系统时间更加精准。
为了实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种起爆器系统时间自动校准方法，包括以下步骤：步骤(1)获取起爆器的系统时间：从时钟寄存器中获取起爆器的系统时间。步骤(2)获取当前的标准时间：从GPS或BDS获取当前的标准时间。步骤(3)判断起爆器的系统时间与当前标准时间是否一致：将起爆器的系统时间与当前标准时间进行比较，判断系统时间是否等于当前的标准时间；若是，则结束对起爆器系统时间的校准；若否，则进行步骤(4)。步骤(4)对起爆器的系统时间进行校准：将起爆器的系统时间调整到与当前的标准时间相同。
进一步地，该步骤(1)包括：步骤(101)将起爆器的系统时间从时钟寄存器中读取出来；步骤(102)将读取到的系统时间保存到第一缓存区中。
进一步地，该步骤(2)包括：步骤(201)向GPS或BDS发送获取当前标准时间的请求；步骤(202)GPS或BDS根据请求获取起爆器所在位置的经度和纬度；步骤(203)GPS或BDS根据起爆器所在位置的经度和纬度判断起爆器所在的时区；步骤(204)GPS或BDS将起爆器所在时区的当前标准时间传送到起爆器的第二缓存区。
一种起爆器系统时间自动校准装置，包括：系统时间获取模块、标准时间获取模块、时间比较模块、系统时间校准模块。
系统时间获取模块用于获取起爆器的系统时间；标准时间获取模块用于从GPS或BDS获取当前标准时间；时间比较模块用于将起爆器的系统时间与当前标准时间进行比较，判断系统时间是否等于当前标准时间；系统时间校准模块用于将起爆器的系统时间调整到与当前标准时间相同。
一种标准时间获取模块，包括控制单元、天线单元、开关单元。
控制单元用于控制该标准时间获取模块对当前标准时间的接收与发送；天线单元用于接收GPS或BDS发送的当前标准时间；开关单元用于控制该标准时间获取模块的开或关。
控制单元分别与天线单元、开关单元相连接。
进一步地，该天线单元包含天线MCX、电感L219、电容C224、C225、电阻R239、电阻R240。
天线MCX用于接收GPS或BDS发送的信息，天线MCX的输出端与电感L219相连接；电感L219分别经电容C224、C225接地，且电感L219分别与电阻R239、电阻R240相连接；天线MCX、电阻R239、电阻R240的输出端分别为该天线单元的第一输出端、第二输出端、第三输出端。
进一步地，该开关单元包含三极管Q211、Q213、Q214、Q216、稳压管D205、D206、电阻R245、R246、R247、R249、R205、R251、R252、R254、R256、R257、R259、R260、电容C228。
稳压管D205、D206的阳极分别为该开关单元的第一输入端、第二输入端，且稳压管D205、D206的阳极分别经电阻R249、R257与外部电源相连接；稳压管D205的阴极经过电阻R205接到三极管Q214的集电极；三极管Q214的集电极经过电阻R254接地、基极与三极管Q213的基极直接连接、发射极经电阻R246与三极管Q211的集电极相连接；电阻246与电容C228相并联；三极管Q213的基极与集电极相互连接、集电极经过电阻R252接地、发射极Q213经过电阻R247接到三极管Q211的集电极；稳压管D206的阴极经过电阻R258接到三极管Q216的集电极；三极管Q216的发射极直接接地、集电极经电阻R251与三极管Q211的基极相互连接、基极接电阻R260；电阻R260经电阻R256与三极管Q211的发射极相连接，且电阻R260经电阻R259分别与三极管Q214的发射极相连接；电阻R259与三极管Q214的发射极的公共连接点为开关单元的输出端。
本发明的有益效果：
该起爆器系统时间自动校准方法和装置通过GPS/BDS实时获取当前的标准时间，并以标准时间为参考对起爆器的系统时间进行校准，确保起爆器系统时间的准确；从而使现场爆破实现有效的管理，提高了爆破的精确性、严密性和爆破效果。
附图说明
图1是起爆器的时钟电路原理图。
图2是起爆器的电池供电电路原理图。
图3是本发明的起爆器系统时间自动校准装置的结构方框图。
图4是本发明的起爆器系统时间自动校准装置的标准时间获取模块2的电路原理图。
图5是本发明的起爆器系统时间自动校准方法的流程示意图。
图6是本发明的起爆器系统时间自动校准方法的步骤1的具体流程示意图。
图7是本发明的起爆器系统时间自动校准方法的步骤2的具体流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，是起爆器的时钟电路，该时钟电路为起爆器提供参考时钟，包括时钟晶振X5、电容C52、C18、电阻R12。时钟晶振X5的两端分别经电容C52、C18接地，且电阻R12并联在晶振的两端。RTCXTO、RTCXTI端口分别接在起爆器的中央处理器上，中央处理器为起爆器的核心控件。在系统的第一次上电时，起爆器被设置一个默认的系统时间；然后，使用者可以根据当前日期和时间对系统时间进行重新设置；设置完成后，系统就根据这个最新设定时间运行。
当起爆器上电后，时钟产生电路会产生32.768KHz频率给主芯片。当中央处理器完成上电复位后，首先，中央处理器对时钟产生电路产生的时钟脉冲进行计数；然后，中央处理器内部的时钟寄存器对时钟脉冲数量进行统计，并且换算成时间单位从而产生系统时间；最后，中央处理器将系统时间实时显示在起爆器的LED显示屏上。一般地，起爆器的LED显示屏的系统时间显示到1S便可满足需求，显示到0.1S或0.01S已是很高的精度。
如图2所示，是起爆器的电池供电电路。当起爆器关机或者起爆器电量不足自动关机后，该电池供电电路中的纽扣电池BAT1可以继续维持系统时钟运行，这样起爆器下次开机时，便可显示当前的时间。该电池供电电路包含纽扣电池BAT1、电容C141、电阻R35。纽扣电池BAT1与电容C141并联，纽扣电池BAT1的阳极与电阻R35相接、阴极接地。RTC_BATT端为该电池供电电路的输出端。
电阻R35用于防止纽扣电池BAT1开始放电时的浪涌电流。电容C141用于保持纽扣电池BAT1供电稳定，同时滤除电流中的杂波成分。
由于起爆器需要硬件电路产生时钟，在不同的环境（温度，湿度，压力等）条件下，时钟晶振、电阻、电容、电池等性能都会发生变化，导致系统时间不准。因此，为了确保系统时间的准确性，引入了起爆器系统时间自动校准装置。
该起爆器系统时间自动校准装置通过GPS或BDS获取当前的标准时间，对系统时间进行校正，以获得准确的系统时间。GPS或BDS可为用户提供全天候、连续、实时、高精度的三维坐标、时间信息等。
该起爆器系统时间自动校准装置，包括：系统时间获取模块1、标准时间获取模块2、时间比较模块3、系统时间校准模块4。
系统时间获取模块1用于获取起爆器的系统时间；标准时间获取模块2用于从GPS或BDS获取当前标准时间；时间比较模块3用于将起爆器的系统时间与当前标准时间进行比较，判断系统时间是否等于当前标准时间；系统时间校准模块4用于将起爆器的系统时间调整到与当前标准时间相同。
如图3所示，是标准时间获取模块2的具体电路原理图。该标准时间获取模块包括控制单元201、天线单元202、开关单元203。控制单元201分别与天线单元202、开关单元203相连接。
控制单元201包含控制芯片U208、稳压管D204、电阻R241、R242、R243、R244、R245、电容C226、C227。
电阻R242、R243分别与控制芯片U208的TXD1、RXD1脚相连接，电阻R242的输出端(RSRD2)与R243的输出端(RSTD2)分别为控制芯片U208与起爆器的中央处理器的两个串口通讯接口；电阻R245与控制芯片U208的nRESET脚相连接，电阻R245的输入端（GPS_RST）接收标准时间获取模块2的复位指令；控制芯片U208的VCC脚接3.3V电压，VCC脚分别经过电容C226、C227接地，电容C226、C227分别用于稳压和滤波。控制芯片U208的RF_IN、VCC_RF、RSV脚分别接收天线单元202发送的信息；控制芯片U208的V_BCXP脚经过稳压管D204、电阻R244与3.3V的电源相连接，且控制芯片U208的V_BCXP脚还与系统时钟供电电池电路（图2）中的电池BAT1正极相连接；控制芯片U208的GPIO2、AADET_N脚（即端口SHORT_DET、OPEN_DET）分别控制标准时间获取模块2的掉电和上电。
天线单元202包含天线MCX、电感L219、电容C224、C225、电阻R239、电阻R240。天线MCX接收GPS或BDS发送的信息，天线MCX的第一输出端直接与控制芯片U208的RF_IN脚相连接，且天线MCX的输出端与电感L219相连接，电感L219分别经电容C224、C225接地，且电感L219分别经过电阻R239、电阻R240与控制芯片U208的VCC_RF、RSV脚相连接；电阻R239、电阻R240的输出端分别为天线单元202的第二输出端、第三输出端。
开关单元203包含三极管Q211、Q213、Q214、Q216、稳压管D205、D206、电阻R245、R246、R247、R249、R250、R251、R252、R254、R256、R257、R259、R260、电容C228。
稳压管D205、D206的阳极分别经电阻R249、R257接到3.3V的电源；且稳压管D205、D206的阳极分别与控制芯片U208的GPIO2、AADET_N脚（即端口SHORT_DET、OPEN_DET）相连接；稳压管D205的阴极经过电阻R250接到三极管Q214的集电极；三极管Q214的集电极经过电阻R254接地、基极与三极管Q213的基极直接连接、发射极经电阻R246与三极管Q211的集电极相连接；电阻246与电容C228相并联；三极管Q213的基极与集电极相互连接、集电极经过电阻R252接地、发射极Q213经过电阻R247接到三极管Q211的集电极；稳压管D206的阴极经过电阻R258接到三极管Q216的集电极；三极管Q216的发射极直接接地、集电极经电阻R251与三极管Q211的基极相互连接、基极接电阻R260；电阻R260经电阻R256与三极管Q211的发射极相连接，且电阻R260经电阻R259分别与三极管Q214的发射极、电感L219、电阻R238、R240相连接。三极管Q211、Q213、Q214为PNP型三极管，三极管Q216为NPN型三极管。
该起爆器系统时间自动校准装置的工作原理如下：
使用者对起爆器系统时间进行校准时，通过选择起爆器的菜单选项便可启动系统时间的自动校准功能。当起爆器的自动校准功能启动后，系统时间获取模块1从时钟寄存器内部获取起爆器的系统时间，并且将该系统时间传给时间比较模块3。同时，标准时间获取模块2自动获取起爆器当前的位置坐标（精度和纬度），同时也获取当前的标准时间。标准时间获取模块2中的天线单元202的天线MCX接收GPS或BDS发来的起爆器所在经度、纬度、当前标准时间等信息，该信息经电感L219、电容C224、C225滤波后传给控制单元201的控制芯片U208。控制芯片U208对信息处理后，标准时间获取模块2便获取了当前的标准时间。标准时间获取模块2将当前的标准时间传给时间比较模块3。时间比较模块3将起爆器的系统时间与当前的标准时间进行比较，算出起爆器系统时间的偏差。最后，系统时间校准模块4将起爆器的系统时间调到与当前标准时间一致。标准时间获取模块2中的开关单元203为该标准时间获取模块2供电开关，开关单元203可通过OPEN_DET和SHORT_DET端口分别接收控制单元201的掉电和上电指令，从而控制标准时间获取模块2的工作与停止。
如图4所示，是该起爆器系统时间自动校准方法，包括：步骤(S1)获取起爆器的系统时间；步骤(S2)获取当前的标准时间；步骤(S3)判断起爆器的系统时间与当前标准时间是否一致；步骤(S4)对起爆器的系统时间进行校准。
步骤(S1)获取起爆器的系统时间：从时钟寄存器中获取起爆器的系统时间。步骤(S1)可具体分为以下步骤：步骤(S101)将起爆器的系统时间从时钟寄存器中读取出来；步骤(S102)：将读取到的系统时间保存到第一缓存区中。
步骤(S2)获取当前的标准时间：从GPS或BDS获取当前标准时间。步骤(S2)可具体分为以下步骤：步骤(S201)向GPS或BDS发送获取当前标准时间的请求；步骤(S202)GPS或BDS根据请求获取起爆器所在位置的经度和纬度；步骤(S203)GPS或BDS根据起爆器所在位置的经度和纬度判断起爆器所在的时区；步骤(S204)GPS或BDS将起爆器所在时区的当前标准时间传送传送到起爆器的第二缓存区。
步骤(S3)判断起爆器的系统时间与当前标准时间是否一致：将起爆器的系统时间与当前标准时间进行比较，判断系统时间是否等于当前的标准时间；若是，则结束对起爆器系统时间的校准；若否，则进行步骤(S4)。
步骤(S4)对起爆器的系统时间进行校准：将起爆器的系统时间调整到与当前的标准时间相同。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的基本构思的前提下直接导出或联想到的其它改进和变化均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种起爆器系统时间自动校准方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)获取起爆器的系统时间：从时钟寄存器中获取起爆器的系统时间；
步骤(2)获取当前的标准时间：从GPS或BDS获取当前的标准时间；
步骤(3)判断起爆器的系统时间与当前标准时间是否一致：
将起爆器的系统时间与当前标准时间进行比较，判断系统时间是否等于当前的标准时间；若是，则结束对起爆器系统时间的校准；若否，则进行步骤(4)；
步骤(4)对起爆器的系统时间进行校准：将起爆器的系统时间调整到与当前的标准时间相同。
2.根据权利要求1所述的起爆器系统时间自动校准方法，其特征在于：所述步骤(1)包括：
步骤(101)将起爆器的系统时间从时钟寄存器中读取出来；
步骤(102)将读取到的系统时间保存到第一缓存区中。
3.根据权利要求2所述的起爆器系统时间自动校准方法，其特征在于：所述步骤(2)包括：
步骤(201)向GPS或BDS发送获取当前标准时间的请求；
步骤(202)GPS或BDS根据请求获取起爆器所在位置的经度和纬度；
步骤(203)GPS或BDS根据起爆器所在位置的经度和纬度判断起爆器所在的时区；
步骤(204)GPS或BDS将起爆器所在时区的当前标准时间传送到起爆器的第二缓存区。
4.一种起爆器系统时间自动校准装置，其特征在于，包括：
系统时间获取模块(1)、标准时间获取模块(2)、时间比较模块(3)、系统时间校准模块(4)；
所述系统时间获取模块(1)用于获取起爆器的系统时间；
所述标准时间获取模块(2)用于从GPS或BDS获取当前标准时间；
所述时间比较模块(3)用于将起爆器的系统时间与当前标准时间进行比较，判断系统时间是否等于当前标准时间；
所述系统时间校准模块(4)用于将起爆器的系统时间调整到与当前标准时间相同。
5.根据权利要求4所述的起爆器系统时间自动校准装置，其特征在于：
所述标准时间获取模块(2)包括控制单元(201)、天线单元(202)、开关单元(203)；
所述控制单元(201)用于控制所述标准时间获取模块(2)对当前标准时间的接收与发送；
所述天线单元(202)用于接收GPS或BDS发送的当前标准时间；
所述开关单元(203)用于控制所述标准时间获取模块(2)的开或关；
所述控制单元(201)分别与所述天线单元(202)、开关单元(203)相连接。
6.根据权利要求5所述的起爆器系统时间自动校准装置，其特征在于：
所述天线单元(202)包含天线MCX、电感L219、电容C224、C225、电阻R239、电阻R240；
天线MCX用于接收GPS或BDS发送的信息，天线MCX的输出端与电感L219相连接；电感L219分别经电容C224、C225接地，且电感L219分别与电阻R239、电阻R240相连接；天线MCX、电阻R239、电阻R240的输出端分别为所述天线单元(202)的第一输出端、第二输出端、第三输出端。
7.根据权利要求5所述的起爆器系统时间自动校准装置，其特征在于：
所述开关单元(203)包含三极管Q211、Q213、Q214、Q216、稳压管D205、D206、电阻R245、R246、R247、R249、R205、R251、R252、R254、R256、R257、R259、R260、电容C228；
稳压管D205、D206的阳极分别为所述开关单元(203)的第一输入端、第二输入端，且稳压管D205、D206的阳极分别经电阻R249、R257与外部电源相连接；稳压管D205的阴极经过电阻R205接到三极管Q214的集电极；三极管Q214的集电极经过电阻R254接地、基极与三极管Q213的基极直接连接、发射极经电阻R246与三极管Q211的集电极相连接；电阻246与电容C228相并联；三极管Q213的基极与集电极相互连接、集电极经过电阻R252接地、发射极Q213经过电阻R247接到三极管Q211的集电极；稳压管D206的阴极经过电阻R258接到三极管Q216的集电极；三极管Q216的发射极直接接地、集电极经电阻R251与三极管Q211的基极相互连接、基极接电阻R260；电阻R260经电阻R256与三极管Q211的发射极相连接，且电阻R260经电阻R259分别与三极管Q214的发射极相连接；电阻R259与三极管Q214的发射极的公共连接点为所述开关单元(203)的输出端。
8.一种标准时间获取模块，其特征在于：
包括控制单元(201)、天线单元(202)、开关单元(203)；
所述控制单元(201)用于控制该标准时间获取模块对当前标准时间的接收与发送；
所述天线单元(202)用于接收GPS或BDS发送的当前标准时间；
所述开关单元(203)用于控制该标准时间获取模块的开或关；
所述控制单元(201)分别与所述天线单元(202)、开关单元(203)相连接。
9.根据权利要求8所述的标准时间获取模块，其特征在于：
所述天线单元(202)包含天线MCX、电感L219、电容C224、C225、电阻R239、电阻R240；
天线MCX用于接收GPS或BDS发送的信息，天线MCX的输出端与电感L219相连接；电感L219分别经电容C224、C225接地，且电感L219分别与电阻R239、电阻R240相连接；天线MCX、电阻R239、电阻R240的输出端分别为所述天线单元(202)的第一输出端、第二输出端、第三输出端。
10.根据权利要求8所述的标准时间获取模块，其特征在于：
所述开关单元(203)包含三极管Q211、Q213、Q214、Q216、稳压管D205、D206、电阻R245、R246、R247、R249、R205、R251、R252、R254、R256、R257、R259、R260、电容C228；
稳压管D205、D206的阳极分别为所述开关单元(203)的第一输入端、第二输入端，且稳压管D205、D206的阳极分别经电阻R249、R257与外部电源相连接；稳压管D205的阴极经过电阻R205接到三极管Q214的集电极；三极管Q214的集电极经过电阻R254接地、基极与三极管Q213的基极直接连接、发射极经电阻R246与三极管Q211的集电极相连接；电阻246与电容C228相并联；三极管Q213的基极与集电极相互连接、集电极经过电阻R252接地、发射极Q213经过电阻R247接到三极管Q211的集电极；稳压管D206的阴极经过电阻R258接到三极管Q216的集电极；三极管Q216的发射极直接接地、集电极经电阻R251与三极管Q211的基极相互连接、基极接电阻R260；电阻R260经电阻R256与三极管Q211的发射极相连接，且电阻R260经电阻R259分别与三极管Q214的发射极相连接；电阻R259与三极管Q214的发射极的公共连接点为所述开关单元(203)的输出端。
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