CN110869694B - 电子雷管连接件及基于其的电子雷管设置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了民用爆破设备设计与控制技术领域中的一种电子雷管连接件及基于这种电子雷管连接件的电子雷管设置方法。该电子雷管连接件，包括控制模块、电子雷管端口、上游端口和下游端口；控制模块分别与电子雷管端口、上游端口和下游端口连接；上游端口通过地表导线与所述下游端口连接；电子雷管的脚线与电子雷管端口连接；上游端口用于接入到上游设备；下游端口用于接入到下游设备或置空。基于电子雷管连接件的电子雷管设置方法，包括：通过电子雷管连接件和地表导线顺序连接电子雷管，然后再连接到网路器/控制排模块；网络器发送全局初始化指令，用于清除所有电子雷管标识状态；网路器周期性地发送识别指令；未注册的电子雷管发送应答信号；在预置时间内不能获得应答信号时，自动注册过程结束；电子雷管注册到网路器；重复上述步骤直至所有电子雷管被注册。通过电子雷管连接器将电子雷管依次连接到起爆链路，然后采用基于电子雷管连接件的电子雷管设置方法，可以实现电子雷管的自动按序注册和故障快速定位，本发明解决了现有电子雷管注册复杂，返场故障排查时间长，施工效率低，影响工业生产的问题，从而提高了电子雷管施工效率。

Description

电子雷管连接件及基于其的电子雷管设置方法

技术领域

本发明属于民用爆破器材设计技术领域，尤其涉及一种电子雷管连接件及基于这种电子雷管连接件的电子雷管设置方法。

背景技术

现有的电子雷管的布设方式是，先确定施工现场爆破孔的延期，再将电子雷管一个一个地放入爆破孔，再将电子雷管接入起爆支路，同时将确定电子雷管身份信息和爆破孔信息输入起爆器。起爆器将电子雷管的身份信息和爆破孔对应，在根据事先设计好的爆破孔和延期对照表，确定电子雷管的延期，然后将延期下发至每个电子雷管。

上述施工过程过于繁琐，并且在电子雷管数量较大时，容易出现错误。并且施工过程中存在安全隐患，因此有必要设计一种简单、高效和安全的电子雷管设置方法，已解决现有电子雷管布设过程中存在的不足。

专利WO2017031606中揭示了一种实现爆破施工现场电子雷管的简便、高效和安全布设的设置方法和一种电子雷管连接件，该方法还存在一定缺点，施工时，必须先要网路器处于开机状态，电子雷管及其连接件需要逐个联入网络。虽然解决了快速注册问题，但是在连接时，由于这种方式电子雷管必须带电操作，存在一定的风险。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种电子雷管连接件及基于这种电子雷管连接件的电子雷管的设置方法，用于实现爆破施工现场电子雷管的简便、高效和安全的布设。

为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是，一种电子雷管连接件，用于将电子雷管接入起爆链路，用于实现电子雷管的自动注册和故障快速定位，电子雷管连接件包括控制模块、电子雷管端口、上游端口和下游端口；

控制模块分别与电子雷管端口、上游端口和下游端口连接；

上游端口通过地表导线与下游端口连接；

电子雷管的脚线与电子雷管端口连接；

上游端口用于接入到上游设备；

下游端口用于接入到下游设备或置空；

上游设备为控制排模块/网路器或链路中靠近控制排模块/网路器的另一电子雷管连接件；

下游设备为链路中远离控制排模块/网路器的另一电子雷管连接件。

电子雷管连接件用于控制网路器/控制排模块和电子雷管之间的通信信息传递；通信信息包括网路器/控制排模块发送的识别指令、设置指令、巡检指令、授权指令、起爆指令以及电子雷管发送的应答信号中的至少一种；电子雷管在发出应答信号时，电子雷管连接件切断其下游端口的电源通路。

电子雷管连接件的控制模块包括总线控制电路，总线控制电路用于：

在电子雷管连接件收到上游信号时，其所连接的电子雷管和所有下游设备均能收到相同的信号；

在电子雷管连接件收到其所连接的电子雷管的应答信号时，切断下游端口的电源通路；

总线控制电路包括：取样电阻，单向充电二极管，限流电阻，放电电阻，截至电容，桥接电容，下拉电阻，NMOS管，PMOS管；取样电阻一端连接电子雷管端口的一端，还连接到单向充电二极管的正极；单向充电二极管的负极连接限流电阻的一端；限流电阻的另一端连接放电电阻、截至电容、桥接电容的一端，还连接到PMOS管的栅极；桥接电容的另一端连接到NMOS管的栅极和下拉电阻的一端；下拉电阻的另一端连接到NMOS管的源极和PMOS管的漏极，还连接到下游端口的正极；上游端口的正极连接到NMOS管的漏极和PMOS管的源极，还连接到电子雷管端口的另一端；取样电阻、放电电阻、截至电容的另一端，以及上游端口的负极和下游端口的负极相连。

电子雷管连接件的控制模块包括故障快速定位电路，用于在电子雷管连接件连接的电子雷管及其脚线短路/漏电时，切断其下游端口的电源通路。

故障快速定位电路包括取样电阻，放电电阻，截至电容，PMOS管；取样电阻一端连接电子雷管端口、放电电阻和截至电容的一端，还连接到PMOS的栅极；PMOS管的漏极连接到下游端口的正极；上游端口的正极连接到PMOS管的源极，还连接到电子雷管端口的另一端；取样电阻、放电电阻、截至电容的另一端，以及上游端口的负极和下游端口的负极相连。

一种基于电子雷管连接件的电子雷管设置方法，该方法包括：

通过电子雷管连接件和地表导线顺序连接电子雷管，然后再连接到网路器/控制排模块；

网络器发送全局初始化指令，用于清除所有电子雷管标识状态；

网路器周期性地发送识别指令；

未注册的电子雷管发送应答信号；

在预置时间内不能获得应答信号时，自动注册过程结束；

电子雷管注册到网路器；

重复上述步骤直至所有电子雷管被注册。

电子雷管注册到网路器的过程进一步包括：

所有电子雷管均收到识别指令，电子雷管判断自身的注册状态，未注册的电子雷管发送应答信号，应答信号包括电子雷管预置ID；已标记注册状态的电子雷管不应答；

未注册的电子雷管发送应答信号时，与其连接的电子雷管连接件切断其下游端口的电源通路；

未注册的电子雷管检测其脚线间电压差，如果脚线间电压差小于预设值时，不再继续发送应答信号过程；否则，继续发送应答信号；

网路器在发送识别指令后，在预置时间内，至多能收到一个电子雷管的完整应答信号，网路器提取应答信号中的电子雷管ID；

网路器统计已经注册的电子雷管个数DN，DN加一后作为当前电子雷管在链路上的电子雷管顺序号；

网路器发送设置指令，设置指令包括电子雷管ID；

电子雷管在收到设置指令时，提取设置指令中电子雷管ID与自身存储的电子雷管预置ID是否一致，如果一致，标识已注册状态；

设置指令还包括网路器属性信息和电子雷管顺序号信息，用于标识电子雷管归属网路器编号和电子雷管所在链路的顺序号，构成电子雷管网络地址。

注册过程还包括：

网路器根据电子雷管顺序号来确定电子雷管的电子雷管设置参数，将电子雷管预置ID与顺序号/电子雷管网络地址存储到电子雷管预置ID与电子雷管顺序号/电子雷管网络地址对应表中；

判断电子雷管是否注册到网路器包括：

步骤A1：电子雷管连接件将识别指令转发至电子雷管连接件上连接的电子雷管；

步骤A2：如果电子雷管存储了已注册状态标识，则不应答，完成判断过程；如果电子雷管未存储已注册状态标识，则电子雷管未注册到网路器，电子雷管向网路器发送应答信号。

步骤A3：网路器在收到应答信号后，提取应答信号中电子雷管ID，与电子雷管列表中的电子雷管ID对比，如果列表中已存在电子雷管ID，则认为上次注册过程没有完成，向电子雷管再次发送设置指令；如果列表中没有电子雷管ID，则认为是发现新的电子雷管，执行整个注册过程。

将电子雷管注册到网路器是将电子雷管设置参数存储到电子雷管和在网路器中存储电子雷管ID和设置参数。

电子雷管设置参数包括网路器属性信息、电子雷管顺序号/电子雷管网路地址和/或电子雷管延期。

本发明揭示的方法进一步包括：

步骤B1：网路器根据存储的电子雷管顺序号/电子雷管网路地址与电子雷管延期的对应关系，形成包括电子雷管顺序号/电子雷管网路地址和与电子雷管顺序号/电子雷管网路地址对应的电子雷管延期的延期设置指令；

步骤B2：电子雷管通过电子雷管连接件接收电子雷管延期指令后，提取延期设置指令中的电子雷管顺序号/电子雷管网路地址和与电子雷管顺序号/电子雷管网路地址对应的电子雷管延期；

步骤B3：电子雷管判断提取的电子雷管顺序号/电子雷管网路地址与自身存储的电子雷管顺序号/电子雷管网路地址是否一致，如果一致，则存储与电子雷管顺序号/电子雷管网路地址对应的电子雷管延期。

本发明揭示的方法还包括：

步骤C1：网路器根据存储的对应表中电子雷管ID，发送包括电子雷管ID的巡检指令；

步骤C2：电子雷管接收巡检指令，并提取巡检指令中的电子雷管ID；

步骤C3：电子雷管比较自身存储的电子雷管预置ID和提取的电子雷管ID，若二者一致，则返回巡检反馈信号；

步骤C4：网路器收集巡检反馈信号，如果收到所有电子雷管的反馈信号，则链路中的电子雷管都是可用电子雷管；否则，确定未收到反馈信号的电子雷管预置ID，并通过电子雷管预置ID与电子雷管顺序号/电子雷管网络地址对应表确定有问题的电子雷管。

本发明揭示的方法进一步包括：

步骤D1：网路器根据存储的对应表中电子雷管ID向电子雷管管理中心申请电子雷管密码(工作码)，或根据电子雷管ID计算电子雷管激光编码，根据激光编码向电子雷管管理中心申请电子雷管密码(工作码)；

步骤D2：网路器根据电子雷管密码(工作码)向电子雷管发送授权指令，授权指令包括电子雷管密码(工作码)；

步骤D3：电子雷管收到授权指令，提取授权指令中电子雷管密码(工作码)与自身存储的电子雷管密码(工作码)是否一致，如果一致，存储授权指令中的与电子雷管密码(工作码)对应的授权标识信息。

授权标识信息还包括电子雷管延期。

本发明揭示的方法还包括：起爆器向网路器发送起爆指令，网路器将起爆指令转发至电子雷管，电子雷管在收到起爆信号时，判断是否存储了授权标识信息，如果存储了授权标识信息才能开始计时，直至计时达到预设的延期时引爆。

在电子雷管的布设施工中，在不连接网路器的情况下，施工人员只需将电子雷管一个一个地按序用连接件和地表导线连接起来。无需知道电子雷管的身份信息，更无需将电子雷管的身份信息发送至起爆器。在连接完所有电子雷管时，在安全区域将链路接入网路器，通过网路器的自动注册功能逐个搜索整条链路上的电子雷管，搜索到的顺序为电子雷管连接的顺序。

附图说明

图1是本发明提供的电子雷管连接件的连接示意图。

图2是本发明的包括总线控制电路优选电路结构的电子雷管连接件电路结构图。

图3是本发明的自动注册时电子雷管应答信号时序图。

图4是本发明的包括故障快速定位电路优选电路结构的电子雷管连接件电路结构图。

图5是基于电子雷管连接件的电子雷管设置方法的通用步骤流程图。

图6是基于电子雷管连接件的电子雷管设置方法的一个实施例的流程图。

图7是基于电子雷管连接件的电子雷管设置方法的另一个实施例的流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

实施例1

图1是本发明提供的电子雷管连接件的连接示意图。如图1所示，电子雷管连接件包括控制模块、电子雷管端口、上游端口和下游端口。控制模块分别与电子雷管端口、上游端口和下游端口相连。一般来说，一个网路器用于组建一条电子雷管支路(在本发明中称为“链路”)。在每条链路上会接入若干电子雷管。

在图1中，电子雷管连接件的上游端口用于接入到上游设备。如果电子雷管连接件是链路中的第一个连接件，则该第一个电子雷管连接件的上游端口用于接入到网路器，即此时的上游设备为网路器。如果电子雷管连接件不是链路中的第一个连接件，则电子雷管连接件的上游端口用于接入到链路中最后一个电子雷管连接件，此时的上游设备为链路中最后一个电子雷管连接件。比如图1中，对于最右侧的电子雷管连接件，其上游设备是其左侧的电子雷管连接件，因此当最右侧的电子雷管连接件接入链路时，其上游端口接入到其左侧的电子雷管连接件。

在图1中，电子雷管连接件的下游端口用于接入到下游设备。比如图1中，对于左侧的电子雷管连接件，其下游设备是其右侧的电子雷管连接件，因此左侧的电子雷管连接件的下游端口接入到其右侧的电子雷管连接件。需要说明的是，如果电子雷管连接件是链路中的最后一个电子雷管连接件，则其下游端口连接一个防水堵头或置空，即可以不接任何设备。

由图1可知，上述电子雷管连接件用于实现电子雷管快速接入链路。除此之外，电子雷管连接件还实现网路器和电子雷管间通信信息的传递。即，电子雷管连接件可以转发网路器向电子雷管发送的识别指令、注册指令、巡检指令、授权指令、起爆指令，以及可以控制转发电子雷管向网路器发送的应答信号。这将在后面的方法实施例的说明中详细阐述。

上述图1仅示出一个网路器连接两个电子雷管连接件的情况，应当清楚的是，图1仅仅是用于说明本实施例的示例。网路器可以连接两个以上的两个电子雷管连接件。

在传统的技术条件下，一旦所有电子雷管都并联在链路中，所有电子雷管都是处于相同的状态，发送任何指令时，所有电子雷管都会做出同样的处理。由于起爆设备在没有导入电子雷管ID时，不能与单个电子雷管进行点对点通信。而如果发送可应答的通播指令时，所有的电子雷管都会应答。在所有电子雷管应答时，起爆设备不能从总线中提取这种无规则叠加的电流信号，即无法获得可用的信号。传统的方式是通过逐个扫描条码或者逐个带电注册时才能获得电子雷管ID及其连接顺序。逐个注册或者扫描条码时，需要输入孔号，施工效率低下，容易出现人为错误。

因此，本发明提供的总线控制电路用于解决上述问题。在施工过程中，采用安装上述图2的结构连接的电子雷管连接件接入链路后，利用应答信号来自动控制应答信号的通信信息传递，可以很好地解决传统电子雷管并联总线式网络的电子雷管顺序注册的问题。

图2是包括总线控制电路优选电路结构的电子雷管连接件电路结构图。所有电子雷管在没有供电的情况下，用电子雷管连接件和地表导线连接起来，在安全区域连接到网路器。首先，网路器发送一个初始化指令，初始化所有电子雷管，清除电子雷管的注册状态。初始化指令是一个全局通播指令，全局通播指令所有的电子雷管都能接收和解析。然后，网路器周期性发送识别指令，识别指令也是一个全局通播指令，所有电子雷管都能接收和解析该指令。电子雷管收到识别指令后，判断自身是否存储了已注册状态，如果没有已注册状态的才发送应答信号。距离网路器近端的未注册的电子雷管发送应答信号时，与其连接的电子雷管连接件切断其下游端口的电气连接。电子雷管检测其脚线电压差是否下降到预设值，如果脚线电压差下降到预设值时，将停止发送应答信号。

具体地说明一下，图2中有两个电子雷管连接件及连接的电子雷管E1和E2，E1靠近网路器，E2紧邻E1。网路器发送初始化指令后，E1和E2都清除了注册状态，即E1和E2都是未注册状态。当网路器发送识别指令后，E1和E2都收到识别指令，E1和E2都将发出应答信号，如图3所示。由于电子雷管连接器具有总线控制电路，使得E2的电源通路在E1发送应答信号时被切断，此时E2检测到脚线电压差小于0.5V，E2将停止继续发送应答信号；而E1直接连接的时网路器，总线电压保持不变，E1检测到电压差大于0.5V，继续发送应答信号，应答信号中包含了E1的电子雷管ID。这样，网路器就只能收到了一个电子雷管的完整的应答信号，即E1的应答信号。当E1完成注册到网路器过程后，E1存储了已注册状态，在收到下次识别指令时，E1将不再发送应答信号。由于E1没有发送应答信号，和E1连接的总线控制电路不动作，E1的下游端口没有被切断。由于E2没有被注册，E2发送应答信号，且E2的供电电路没有被切断，E2检测到电压差大于0.5V，能继续发送完整的应答信号。依据上面的原理，E2发送应答信号时，与E2连接的电子雷管连接件切断了其下游端口的电源通路，后续的电子雷管都不能继续发送应答信号。这样，网路器只能收到E2的完整的应答信号，将E2注册到网路器，重复上述过程，即可将链路上的所有电子雷管都按照顺序依次注册到网路器。网路器直接连接的电子雷管连接件所连接的电子雷管总是第一个被注册，然后是最靠近网路器的没有被注册的电子雷管被依次注册。在实际施工时，延期递增的方向、网路器的位置等需现场灵活规定。下面将具体地说明总线控制电路的工作原理。

本发明揭示的总线控制电路包括：取样电阻R1，单向充电二极管D1，限流电阻R2，放电电阻R3，截至电容C1，桥接电容C2，下拉电阻R4，NMOS管Q2，PMOS管Q1；取样电阻R1一端连接所述电子雷管端口的一端，还连接到单向充电二极管D1的正极；单向充电二极管的负极连接限流电阻R2的一端；限流电阻R2的另一端连接放电电阻R3、截至电容C1、桥接电容C2的一端，还连接到PMOS管Q1的栅极；桥接电容C2的另一端连接到NMOS管Q2的栅极和下拉电阻R4的一端；下拉电阻R4的另一端连接到NMOS管Q2的源极和PMOS管Q1的漏极，还连接到下游端口的正极；上游端口的正极连接到NMOS管Q2的漏极和PMOS管Q1的源极，还连接到电子雷管端口的另一端；取样电阻R1、放电电阻R2、截至电容C1的另一端，以及上游端口的负极和下游端口的负极相连。如图2所示。

当网路器发送识别指令完成后，保持DX+＞DX-，等待应答信号。若电子雷管E1和E2都应答时，R1流过mA级的电流，R1为几千欧，则图2中A点电压升高，通过限流电阻R2给C1充电，图2中B点变为高接近DX+电位后，Q1截至，切断下游端口的电源通路。当E1、E2开始发送应答信号的同时，E1、E2检测脚线电压差，如果有足够的电压差时，则可以继续发送，如果电压差小于预设值时，则退出应答信号的发送过程。这里E1可以继续发送应答信号，而E2则停止发送应答信号，网路器提取的电流应答信号仅是E1的完整的应答信号，从而实现了首个雷管双向通信。

当E1被网路器识别后，网路器通过识别到的电子雷管ID，向所有电子雷管发送设置指令，设置指令包括E1的电子雷管ID，电子雷管在接收到设置指令后，提取设置指令中的电子雷管ID，并与自身的电子雷管预置ID比较，仅E1比较结果一致，E1存储标识已注册状态，而E2及其下游端口连接的电子雷管保持未注册状态。

若E1已经存储了已注册状态时，在网路器再次发送识别指令时，E1将不再应答时，E1的R1仅流过微安级的电流，A点保持为DX-接近的电位，无法给C1充电，B点经放电电阻R3保持与DX-等电位，Q1导通，后续设备保持通电状态。此时，E2发送应答信号时，检测脚线间电压差远大于电压差预设值，E2可以继续发送应答信号。由于E1不发送应答信号，而E2下游端口连接的电子雷管参照上述原理，也不能发送完整的应答信号，所以总线上仅有E2的完整的应答信号。从而实现了电子雷管的依次应答。

由于网路器发送的设置指令为差分信号，当上述的电路在DX-＞DX+时，Q1等效为一个正向导通二极管，二极管存在导通压降，在这种情况下，链路上的电子雷管的脚线电压差，随着远离网路器而逐渐变小，最终会导致距离远的电子雷管不能收到网路器发送的正常的差分信号。为了解决上述问题，在电路中增加了Q2、C2、R4、R3构成的电流旁路电路。当DX+＞DX-时，由于Q2的漏极电压高于源极电压，栅极电压不会高于源极电压，因此Q2一直处于截至状态，并不参与到总线控制，Q1处于可控制状态，R1仅有微安级电流通过时，Q1处于完全导通状态；在DX-＞DX+(网路器发送指令的低电平状态)时，通过R3向C2充电，Q2栅极电压迅速接近DX-的电位，且C2饱和后没有额外电流，

Q2导通，构成了一个电流旁路，抵消了Q1产生的二极管压降，使得每个雷管收到的电压波形一样。R4下拉电阻用于确保Q2栅极处于确定状态。

关于识别指令和设置指令实现自动注册的过程，结合下面方法的描述还会进一步说明。

本发明提供的电子雷管连接件还包括故障快速定位电路，通过故障快速定位电路可以将链路中的发生故障的电子雷管位置快速确定。

实施例2

故障快速定位电路包括取样电阻R1，放电电阻R2，截至电容C1，PMOS管Q1；取样电阻R1一端连接电子雷管端口、放电电阻R2和截至电容C1的一端，还连接到Q1的栅极；Q1的漏极连接到下游端口的正极；上游端口的正极连接到Q1的源极，还连接到电子雷管端口的另一端；取样电阻R1、放电电阻R2、截至电容C1的另一端，以及上游端口的负极和下游端口的负极相连。

网路器在不通信时，保持DX+＞DX-。若某个电子雷管脚线短路时，与该电子雷管相连的专用连接器的R1流过mA级的电流，R1为几千欧，则图4中A点电压升高，通过限流电阻R2给C1充电，图4中B点变为高接近DX+电位后，Q1截至，下游设备的电源通路被切断，不能对识别指令应答。由于电子雷管通过采样电阻R1接入起爆链路总线，在R1的限流作用下，即使故障电子雷管的漏电或脚线短路时，总线上的电流仅增加了几个毫安，从而保证链路上的回路电流在可接收范围，其上游连接的设备均正常工作且可被识别，故障电子雷管的漏电或脚线短路并不会影响上游端口连接的所有电子雷管的自动注册。当网路器实施自动注册时，能够识别到故障电子雷管上游的所有电子雷管，而不能识别到故障电子雷管下游的所有电子雷管。因此，能够快速确定故障雷管的位置。采用本发明揭示的专用连接件，将极大地缩短了故障排查时间。而在传统的电子雷管起爆系统中，如果出现了脚线短路和漏电时，往往出现不确定的电子雷管巡检状态，需要通过二分法排查故障，排查时间经常要耗时1～2小时，这严重影响了工业生产。

本发明还提供了一种基于电子雷管连接件的电子雷管设置方法，通过该方法，可以实现电子雷管的参数的快速设置。参数包括电子雷管顺序号/电子雷管网络地址、电子雷管的延期(绝对延期或相对延期)等。

实施例3

图5是基于电子雷管连接件的电子雷管设置方法，该方法包括：

步骤11通过电子雷管连接件和地表导线顺序连接电子雷管，然后再连接到网路器/控制排模块；

步骤12网络器发送全局初始化指令，用于清除所有电子雷管标识状态；

步骤13网路器周期性地发送识别指令；

步骤14未注册的电子雷管发送应答信号；

步骤15在预置时间内不能获得应答信号时，自动注册过程结束；

步骤16电子雷管注册到所述网路器；

步骤17重复上述步骤直至所有电子雷管被注册。

实施例4

下面参照图6，以电子雷管连接件控制通信信息传递为例，说明本发明提供的方法的具体实现过程。

图5是基于电子雷管连接件的电子雷管识别方法的一个实施例。如图6所示，该方法包括：

步骤101-步骤103：分别与实施例3的步骤11-步骤13相同。

步骤104：电子雷管收到识别指令后，如果电子雷管的注册状态为未注册时，电子雷管开始发送应答信号。

步骤105：电子雷管连接器在收到所应答信号后，切断其下游端口的电源通路；

步骤106：电子雷管判断脚线电压差，如果电压差小于预设值，终止应答信号发送；否则，继续发送应答信号过程，应答信号包括电子雷管预置ID。

步骤107：如果网路器在预置时间内，没有收到应答信号，结束自动注册过程；否则，在收到应答信号后，提取电子雷管ID；

步骤108：网路器统计已经注册的电子雷管个数DN，DN加一后作为当前电子雷管在链路上的顺序号。

步骤109：网路器经由电子雷管连接件向电子雷管发送包括电子雷管设置参数的设置指令，设置指令包括电子雷管ID。

步骤110：电子雷管收到设置指令后，提取设置指令中电子雷管ID，并比较和自身的电子雷管预置ID是否一致，如果一致，则将标识电子雷管注册状态。

步骤111：返回步骤103并重复上述步骤。

在上述过程中，通过总线控制电路的通信信息传递的控制作用，实现电子雷管的自动识别，不仅获得所有电子雷管ID，还确定了与电子雷管ID对应的连接顺序号。

由于电子雷管是通过电子雷管连接件一个一个地被网路器识别的，因此可以在网路器中设置一个计数器，其初始值设置为0，每当网路器收到一个应答信号(代表一个接入的电子雷管需要注册)，就将计数器加1，而后将该计数器值作为顺序号。

例如，当网路器识别第一个电子雷管时，计数器是1，该第一个电子雷管的顺序号为1；当网路器识别第二个电子雷管时，计数器在1的基础上加1，此时计数器为2，则该第二个电子雷管的顺序号为2；以此类推。

其优点在于：传统电子雷管起爆系统在直接将电子雷管预先并联到总线时，无法识别电子雷管ID和电子雷管连接顺序号。而在本发明中，现场施工中，电子雷管在不需要注册，也不需要带电操作，而直接将电子雷管和连接件用地表导线连接起来。在安全区域连接网路器，执行自动注册过程。

上述方法中，步骤110的电子雷管设置过程实际还是将与电子雷管作业有关的参数(电子雷管设置参数)写入电子雷管的过程。电子雷管设置参数主要包括电子雷管顺序号/电子雷管网络地址、电子雷管延期(包括绝对延期或相对延期)。

在连接所有电子雷管后，在安全区连接网路器，网路器实施自动注册功能，能够自动收集电子雷管ID和电子雷管连接顺序号。根据收集到的电子雷管ID和电子雷管连接顺序号，通过在PCT专利申请(国际公布号：WO2015109417)揭示的延期设置方法，可建立电子雷管ID和电子雷管顺序号与延期的对应关系，并以电子雷管ID或电子雷管连接顺序号为网络地址发送设置指令、巡检指令、授权指令等。

实施例5

下面参照图7，以建立电子雷管ID与电子雷管网络地址、电子雷管顺序号、电子雷管延期对应关系为例，说明本发明提供的方法的具体实现过程。

图7是基于电子雷管连接件的电子雷管注册方法的一个实施例。如图7所示，该方法包括：

步骤201-步骤208：分别与实施例4的步骤101-步骤108相同。

步骤209：网路器记录所述电子雷管ID和所述电子雷管顺序号的对应关系；

步骤210：网路器根据所述对应关系来确定电子雷管的电子雷管设置参数；

步骤211：网路器经由电子雷管连接件向电子雷管发送包括电子雷管设置参数的设置指令，设置指令包括电子雷管ID和电子雷管延期或电子雷管网络地址/电子雷管顺序号；

步骤212：电子雷管收到设置指令后，提取设置指令中电子雷管ID，并比较和自身的电子雷管预置ID是否一致，如果一致，则将标识电子雷管注册状态，存储设置参数，完成注册过程。

步骤213：返回步骤203并重复上述步骤。

上述电子雷管设置参数还可以包括电子雷管延期。由于电子雷管的部署是预先设计好的，每条链路中的各个电子雷管应当对于爆破现场的哪个爆破孔也是预先设计好的，而爆破孔的延期是预知的，因此可以将链路中的顺序号与爆破孔的延期对应起来，并可事先存储在网路器中。这样，在电子雷管注册成功并存储了顺序号后，就可以根据电子雷管的顺序号为电子雷管设定电子雷管延期了。

上述过程中，在电子雷管被识别注册的同时，即可存储电子雷管的延期。事实上，还可以在所有电子雷管都被识别，形成对应表后，再通过下发延期设置指令为每个电子雷管设置延期。

在将所有电子雷管通过电子雷管连接件接入链路后，本发明还可以进一步包括电子雷管巡检步骤。在每个电子雷管接入链路并注册过程中，实际上已经完成了电子雷管的检测过程。这是因为，如果电子雷管无法通信，则电子雷管无法向控制排模块发送应答信号。但是，在电子雷管接入链路并注册后，甚至已经设定延期后，由于各种原因，不会立即下发起爆指令。在这期间，电子雷管会受到各种人为或环境因素的影响。比如，认为的影响包括，施工过程中，接入链路的电子雷管可能被施工人员无意踩到或连接线被无意拉扯；环境因素包括，下雨造成电子雷管浸水等。因此，最稳妥的方法是，在向电子雷管下发起爆指令前，先向电子雷管下发巡检指令。其过程如下面的实施例6。

实施例6

在步骤213后还包括，网路器向链路中的电子雷管发送巡检指令。如果网路器存储了电子雷管预置ID，则巡检指令中包括电子雷管预置ID。

电子雷管接收巡检指令，并提取其中的电子雷管预置ID。然后电子雷管比较自身存储的电子雷管预置ID和提取的电子雷管预置ID，若二者一致，则返回包括电子雷管预置ID的巡检反馈信号。

网路器收集巡检反馈信号，如果收到所有电子雷管的反馈信号，则链路中的电子雷管是没有问题的，可以继续后续起爆指令发送过程。如果未收到所有电子雷管的反馈信号，则确定未收到反馈信号的电子雷管预置ID，并通过电子雷管预置ID与电子雷管顺序号/电子雷管网络地址对应表确定有问题的电子雷管，并进行替换。

上述过程中，在电子雷管被识别和注册的同时，即可存储电子雷管的延期或电子雷管网络地址。事实上，为了提高施工效率，仅在现场安全区域对电子雷管网络进行巡检，确保电子雷管均在线。而在起爆前，根据存储的电子雷管ID与电子雷管顺序号/电子雷管网络地址对应表来申请电子雷管密码(工作码)，并通过电子雷管密码(工作码)发送电子雷管延期。其过程如下面的实施例7。

实施例7

在网路器获得电子雷管列表后，以从电子雷管管理中心申请电子雷管密码为例，说明本发明提供的方法的具体过程。

网路器根据对应表中电子雷管ID向电子雷管管理中心申请电子雷管密码(工作码)，或根据电子雷管ID推算电子雷管激光编码，根据激光编码向电子雷管管理中心申请电子雷管密码(工作码)；

网路器根据申请到的电子雷管密码(工作码)向电子雷管发送授权指令，授权指令包括电子雷管密码(工作码)；

电子雷管收到授权指令，提取授权指令中电子雷管密码(工作码)与自身存储的电子雷管密码(工作码)是否一致，如果一致，存储授权指令中的与电子雷管密码(工作码)对应的授权标识信息；

如上所述，电子雷管的延期是预先设计好的，或者是电子表格，或者是特征参数，电子雷管ID和延期一一对应，电子雷管密码(工作码)和电子雷管ID一一对应。在自动注册完成后，使用电子雷管ID/电子雷管网路地址可以进行延期设置，也可以通过电子雷管密码(工作码)来设置延期，在授权的同时设置延期具有更好的灵活性和施工效率，由于授权之后，在非常短的时间内执行起爆，更加确保了电子雷管的在线授权起爆状态的真实性。

实施例8

本发明还包括起爆指令发送过程。在所有电子雷管接入链路并设置了延期后，或者在巡检后，或者在授权后，起爆器向网路器发送起爆指令，网路器将起爆指令转发至电子雷管，电子雷管在到达设定延期后起爆。

在本发明中，由于电子雷管连接件具有控制总线通信信息传递和故障快速定位的特点，结合电子雷管自动注册识别方法，实现了雷管快速识别注册、授权起爆、故障定位的功能，极大降低了劳动强度和技术复杂度，使得电子雷管具有了非电雷管的连接快捷性，同时又具有电子雷管高精度和高可靠性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种电子雷管连接件，用于将电子雷管接入起爆链路，用于电子雷管的自动注册和故障快速定位，其特征是所述电子雷管连接件包括控制模块、电子雷管端口、上游端口和下游端口；

所述控制模块分别与电子雷管端口、上游端口和下游端口连接；

所述上游端口通过地表导线与所述下游端口连接；

所述电子雷管的脚线与所述电子雷管端口连接；

所述上游端口用于接入到上游设备；

所述下游端口用于接入到下游设备或置空；

所述上游设备为网路器/控制排模块或链路中靠近所述网路器/控制排模块的另一电子雷管连接件；

所述下游设备为链路中远离所述网路器/控制排模块的另一电子雷管连接件；

其中所述电子雷管连接件的控制模块包括总线控制电路，所述总线控制电路用于：

在所述电子雷管连接件收到上游信号时，所述电子雷管连接件所连接的电子雷管和所有下游设备均能收到相同的信号；

在所述电子雷管连接件收到所述电子雷管连接件所连接的电子雷管的应答信号时，切断下游端口的电源通路。

2.根据权利要求1所述的电子雷管连接件，其特征是所述电子雷管连接件用于控制网路器/控制排模块和所述电子雷管之间的通信信息传递；所述通信信息包括所述网路器/控制排模块发送的识别指令、设置指令、巡检指令、授权指令、起爆指令以及所述电子雷管发送的应答信号中的至少一种；所述电子雷管在发出应答信号时，所述电子雷管连接件切断所述电子雷管连接件的下游端口的电源通路。

3.根据权利要求1所述的电子雷管连接件，其特征是所述总线控制电路包括：取样电阻，单向充电二极管，限流电阻，放电电阻，截至电容，桥接电容，下拉电阻，NMOS管,PMOS管；所述取样电阻一端连接所述电子雷管端口的一端，还连接到所述单向充电二极管的正极；所述单向充电二极管的负极连接所述限流电阻的一端；所述限流电阻的另一端连接所述放电电阻、所述截至电容、所述桥接电容的一端，还连接到所述PMOS管的栅极；所述桥接电容的另一端连接到所述NMOS管的栅极和所述下拉电阻的一端；所述下拉电阻的另一端连接到所述NMOS管的源极和所述PMOS管的漏极，还连接到所述下游端口的正极；所述上游端口的正极连接到所述NMOS管的漏极和所述PMOS管的源极，还连接到所述电子雷管端口的另一端；所述取样电阻、所述放电电阻、所述截至电容的另一端，以及所述上游端口的负极和所述下游端口的负极相连。

4.根据权利要求1或2所述的电子雷管连接件，其特征是所述电子雷管连接件的控制模块包括故障快速定位电路，用于在所述电子雷管连接件连接的电子雷管及其脚线短路/漏电时，切断所述电子雷管连接件的下游端口的电源通路。

5.根据权利要求4所述的电子雷管连接件，其特征是所述故障快速定位电路包括取样电阻，放电电阻，截至电容，PMOS管；所述取样电阻一端连接所述电子雷管端口、所述放电电阻和所述截至电容的一端，还连接到所述PMOS的栅极；所述PMOS管的漏极连接到所述下游端口的正极；所述上游端口的正极连接到所述PMOS管的源极，还连接到所述电子雷管端口的另一端；所述取样电阻、所述放电电阻、所述截至电容的另一端，以及所述上游端口的负极和所述下游端口的负极相连。

6.一种基于电子雷管连接件的电子雷管设置方法，其特征是所述方法包括：

通过电子雷管连接件和地表导线顺序连接电子雷管，然后再连接到网路器/控制排模块；

所述网路器发送全局初始化指令，用于清除所有电子雷管标识状态；

所述网路器周期性地发送识别指令；

未注册的所述电子雷管发送应答信号；

在预置时间内不能获得应答信号时，自动注册过程结束；

所述电子雷管注册到所述网路器，包括：所有电子雷管均收到所述识别指令，电子雷管判断自身的注册状态，未注册的电子雷管发送应答信号，已标记注册状态的电子雷管不应答；所述未注册的电子雷管发送所述应答信号时，与所述未注册的电子雷管连接的电子雷管连接件切断所述电子雷管连接件的下游端口的电源通路；

重复上述步骤直至所有电子雷管被注册。

7.根据权利要求6所述的设置方法，其特征是：所述应答信号包括电子雷管预置ID，并且所述电子雷管注册到所述网路器的过程进一步包括：

所述未注册的电子雷管检测其脚线间电压差，如果所述脚线间电压差小于预设值时，不再继续发送应答信号过程；否则，继续发送应答信号；

所述网路器在发送识别指令后，在预置时间内，至多能收到一个电子雷管的完整所述应答信号，所述网路器提取所述应答信号中的电子雷管预置ID；

所述网路器统计已经注册的电子雷管个数DN，DN加一后作为当前电子雷管在链路上的电子雷管顺序号；

所述网路器发送设置指令，所述设置指令包括所述电子雷管预置ID；

电子雷管在收到所述设置指令时，提取所述设置指令中所述电子雷管预置ID与自身存储的电子雷管预置ID是否一致，如果一致，标识已注册状态。

8.根据权利要求7所述的设置方法，其特征是所述设置指令还包括所述网路器属性信息和所述电子雷管顺序号信息，用于标识电子雷管归属网路器编号和电子雷管所在链路的顺序号，构成电子雷管网络地址。

9.根据权利要求7所述的设置方法，其特征是所述注册过程还包括：

所述网路器根据所述电子雷管顺序号来确定电子雷管的电子雷管设置参数，将所述电子雷管预置ID与所述顺序号/电子雷管网络地址存储到电子雷管预置ID与电子雷管顺序号/电子雷管网络地址对应表中。

10.根据权利要求9所述的设置方法，其特征是所述注册过程还包括：

步骤A1：所述电子雷管连接件将所述识别指令转发至所述电子雷管连接件上连接的电子雷管；

步骤A2：如果所述电子雷管存储了已注册状态标识，则不应答，完成判断过程；如果所述电子雷管未存储已注册状态标识，则所述电子雷管未注册到所述网路器，所述电子雷管向网路器发送应答信号；

步骤A3：所述网路器在收到所述应答信号后，提取所述应答信号中电子雷管预置ID，与电子雷管列表中的电子雷管预置ID对比，如果列表中已存在电子雷管预置ID，则认为上次注册过程没有完成，向电子雷管再次发送所述设置指令；如果列表中没有电子雷管预置ID，则认为是发现新的电子雷管，执行整个注册过程。

11.根据权利要求6-10任一项所述的设置方法，其特征是将所述电子雷管注册到所述网路器是将电子雷管设置参数存储到所述电子雷管和在所述网路器中存储电子雷管预置ID和设置参数。

12.根据权利要求11所述的设置方法，其特征是所述电子雷管设置参数包括所述网路器属性信息、电子雷管顺序号/电子雷管网络地址和/或电子雷管延期。

13.根据权利要求12所述的设置方法，其特征是所述方法进一步包括：

步骤B1：所述网路器根据存储的电子雷管顺序号/电子雷管网络地址与电子雷管延期的对应关系，形成包括电子雷管顺序号/电子雷管网络地址和与电子雷管顺序号/电子雷管网络地址对应的电子雷管延期的延期设置指令；

步骤B2：电子雷管通过电子雷管连接件接收电子雷管延期设置指令后，提取延期设置指令中的电子雷管顺序号/电子雷管网络地址和与电子雷管顺序号/电子雷管网络地址对应的电子雷管延期；

步骤B3：电子雷管判断提取的电子雷管顺序号/电子雷管网络地址与自身存储的电子雷管顺序号/电子雷管网络地址是否一致，如果一致，则存储与电子雷管顺序号/电子雷管网络地址对应的电子雷管延期。

14.根据权利要求9所述的设置方法，其特征是所述方法还包括：

步骤C1：所述网路器根据存储的所述对应表中电子雷管预置ID，发送包括电子雷管预置ID的巡检指令；

步骤C2：所述电子雷管接收所述巡检指令，并提取所述巡检指令中的电子雷管预置ID；

步骤C3：所述电子雷管比较自身存储的电子雷管预置ID和提取的电子雷管预置ID，若二者一致，则返回巡检反馈信号；

步骤C4：所述网路器收集巡检反馈信号，如果收到所有电子雷管的反馈信号，则链路中的电子雷管都是可用电子雷管；否则，确定未收到反馈信号的电子雷管预置ID，并通过电子雷管预置ID与电子雷管顺序号/电子雷管网络地址对应表确定有问题的电子雷管。

15.根据权利要求9所述的设置方法，其特征是所述方法进一步包括：

步骤D1：所述网路器根据存储的所述对应表中电子雷管预置ID向电子雷管管理中心申请电子雷管密码/工作码，或根据电子雷管预置ID计算电子雷管激光编码，根据激光编码向电子雷管管理中心申请电子雷管密码/工作码；

步骤D2：所述网路器根据所述电子雷管密码/工作码向电子雷管发送授权指令，所述授权指令包括所述电子雷管密码/工作码；

步骤D3：电子雷管收到所述授权指令，提取所述授权指令中所述电子雷管密码/工作码与自身存储的电子雷管密码/工作码是否一致，如果一致，存储授权指令中的与所述电子雷管密码/工作码对应的授权标识信息。

16.根据权利要求15所述的设置方法，其特征是所述授权标识信息还包括电子雷管延期。

17.根据权利要求15所述的设置方法，其特征是所述方法还包括：起爆器向所述网路器发送起爆指令，所述网路器将所述起爆指令转发至电子雷管，电子雷管在收到所述起爆指令时，判断是否存储了所述授权标识信息，如果存储了所述授权标识信息才能开始计时，直至计时达到预设的延期时引爆。

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