CN111811327A - 一种通用型起爆控制平台及起爆控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通用型起爆控制平台及起爆控制方法，包括背夹手持机和弹片式控制器，两者通过背夹转接板相连，解决了现有数码电子雷管起爆器与手持机无线分离，通信不稳，速度慢的问题，同时本发明提供了一种手持机和弹片式控制器之间的标准通信协议，背夹手持机作为一种标准控制平台，可同不同厂家的控制器匹配通信，另外，所述起爆控制平台设有云端后台服务器，可通过wifi通信或者手机网络通信与控制器进行信息交互，方便起爆器生产厂家，雷管厂和爆破公司进行实时管控和数据查看，有利于后期质量追溯和安全监管。

Description

一种通用型起爆控制平台及起爆控制方法

技术领域

本发明属于起爆器材领域，具体涉及到一种通用型起爆控制平台及起爆控制方法

背景技术

我国正处于大规模建设时期，各种建设和矿山开采都需要大量的爆破作业，数码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，近年来取得了长足的发展和显著的成就，正以蓄势待发之势取代传统雷管，成为民爆史上的新星，目前已在国内部分省市全面推广使用。

现有起爆器都具有单一起爆功能，只能起爆对应同一种起爆工艺的数码雷管，导致起爆器的种类多，不便于后期监管，另外起爆控制器和手持机一般都是采取无线分离的技术方案，存在通信不稳，速度慢，价格高，使用不方便等缺点。起爆器作为电子雷管的控制器，其安全可靠性保证了整个爆破系统的安全性，同时，雷管属于国家严格管制的产品，其生产，流通，存储，使用等全过程都受到严格管理，因此具备后台管理系统用于监控雷管的流向和数据的查询对于电子雷管安全监管和质量追溯具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的就是针对现有一种起爆器只能起爆同一种工艺的数码雷管的问题，提供一种新型起爆器设计结构，解决了现有数码电子雷管起爆器与手持机无线分离，通信不稳，速度慢的问题，同时提供了一种手持机和控制器的标准通讯协议，可满足不同厂家的控制器与所述的背夹手持机进行通讯。

为实现上述目的，本发明提供了一种通用型起爆控制平台，采取的技术方案如下：

一种通用型起爆控制平台，包括背夹手持机，手持机背部为弹片式控制器，两者通过背夹转接板相连。

进一步地，所述的背夹手持机包括扫描头，接线柱，摄像头，所述扫描头位于手持机顶部，用于条码标签的扫描，所述接线柱位于手持机底部端面，用于连接雷管脚线；所述摄像头位于手持机上部，可用于人脸识别。

进一步地，所述背夹手持机内部设有螺丝柱，用于安装线路板。

所述背夹一体式起爆器可配套手柄或者座充方便放置，或者选择腕带便于携带，可防止背夹起爆器跌落。

所述背夹手持机和控制器之间采用有线或者无线的方式进行通讯，通讯消息的整体格式包括消息开始标示，消息头，消息体，消息校验，为本发明制定的标准通信协议。

进一步地，所述背夹手持机和控制器之间的通讯命令主要包括通信环路测试，雷管总线复位，雷管总线准备，总线电流电压测试，雷管检测，雷管授时，高压充电，雷管起爆，控制器校准，控制器复位，网络异常检测。

所述控制器与电子雷管之间采用差分信号传输的技术进行通讯，控制器向电子雷管发送由数据定义位加密的电压信号，电子雷管向控制器返回由数据定义位加密电流信号；控制器通过广播方式呼叫电子雷管，电子雷管接受控制器广播和唯一身份进行匹配，实现握手；控制器通过总线将通讯命令发送给电子雷管，电子雷管接受命令并对其进行响应。

进一步地，所述控制器向电子雷管通信的一帧数据包括数据定义位，n比特数据位，校验位，结束位，通信的每一位数据的开始与结束都是由电平翻转为标志，

进一步地，所述控制器和电子雷管之间的通信命令有查询雷管ID，状态查询，频率查询，时钟校准，雷管全部网络检测，授时设置，起爆命令。

所述起爆控制平台设有嵌入式软件，APP控制程序，云端后台服务器，背夹起爆器APP程序主要用于人机交互，控制背夹起爆器；云端后台服务器主要用于对数据进行统计和管理。

所述嵌入式软件控制程序主要包括输入输出IO任务模块，串口数据处理模块，雷管操作任务模块，工程模式任务模块，外部中断模块，TIM4任务调度模块，通信数据收发模块。

进一步地，所述输入输出IO任务模块用于雷管端口和高压的检测，所述串口数据处理模块用于串口协议解析分包和实时回应串口命令；所述雷管操作任务模块用于单发读取和联机蓝牙数据处理；所述工程模式任务模块用于显示雷管UID码，读取电压电流，读取高压电压，读取单发雷管值和蜂鸣器测试。

所述APP控制程序主要功能包括雷管项目管理，扫码录入，雷管网络检测，授时，起爆，数据上传。

所述云端后台服务器可通过wifi通信，手机网络通信与起爆器进行信息交互，主要功能包括日志查询，数据查询，APP/固件升级及密码文件管理，设备管理，雷管企业管理及权限管理和用户管理。

进一步地，所述日志查询包括起爆器日志和后台系统日志，主要用于对问题的分析和故障的处理；所述数据查询包括起爆器，合同，项目编号等关联起爆信息的查询，起爆时间地点的查询以及起爆雷管编码的查询，主要用于公司对起爆数据进行管理；所述APP/固件升级及密码文件管理，主要用于对后台起爆器的维护和软件的更新；所述设备管理用于生产过程中对手持机编号和控制器编号进行绑定以及发货过程中对起爆器和雷管公司进行绑定；所述雷管企业管理及权限管理主要针对于市场，用于雷管厂对起爆器进行管理；所述用户管理主要是针对起爆人员进行管理。

进一步地，云端后台服务器和起爆控制器进行通信的机理为：具有云管控功能的爆破末端管控起爆器材，通过移动终端发出信号，后台云服务器接受信号，云平台将接收到的信号信息又传递到爆破终端上，从而对雷管末端流向和爆破情况进行实时监控。

本发明还提供了一种基于本通用型起爆控制平台的起爆控制方法，主要包括以下步骤：

1）登录，首先开机，起爆人员选择合适的登录模式进行登录，通过用户登录模块与数据处理验证模块对身份信息进行验证；

2）项目信息录入，向公安监管数据中心申请授权文件，可选择在线和离线两种方式将授权文件导入到起爆器中，然后输入合同编号，项目编号，单位代码，爆破员身份证进行信息的验证；

3）条码录入，通过扫描条码标签录入雷管信息，在线进行延期时间的设置；

4）网络检测，对已录入好的雷管进行组网检测，检测合格进入下一步；

5）授时起爆，对雷管进行授时，授时完成后点击确认起爆进入起爆充电，确认网络电流正常后点击确认，50s内输入图形密码完成起爆；

6）上传起爆数据，将起爆后的数据分别上传至公安雷管管控平台和后台云服务器上。

进一步地，所述步骤3）还具有预设延期，修改延期，手动录入功能，预设延期可批量对雷管延期时间进行预设；修改延期可对已录入的延期时间进行批量修改；手动录入主要是针对条码有破损的情况所采取的措施。

进一步地，所述步骤4）中对雷管组网检测所输出的检测结果有“合格”，“桥丝断”，“通讯错”三种状态。

进一步地，所述步骤6）上传的数据包括起爆器相关信息，合同项目编号，起爆时间，起爆地点，起爆雷管相关信息。

本发明的有益效果

本发明提供了一种新型起爆器设计结构，实现了手持机和起爆控制器一体化，解决了现有数码电子雷管手持机和控制器无线分离，通信不稳，速度慢的问题，同时本发明提供的背夹手持机作为一种通用型起爆控制平台，可按照本发明标准通信协议匹配不同厂家的控制器，并且安装在背部的控制器为可拆卸型，方便安装，另外所述起爆控制平台配备有云端后台服务系统，可方便起爆器生产厂家，雷管厂家和爆破公司进行实时管控和数据查看，有利于后期质量追溯和安全监管。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种通用型起爆控制平台的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种通用型起爆控制平台的硬件功能转化图；

图3为本发明实施例提供的一种通用型起爆控制平台的模块控制图；

图4为本发明实施例提供的一种基于本通用型起爆控制平台的起爆控制方法的流程图

具体实施方式

为了使本发明的目的，技术方案更加清楚明白，下面通过具体实施例并结合附图对本发明的实施方式做进一步的详细说明，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

实施例1

本实施例提供了一种通用型起爆控制平台，如图1所示，包括手持机（7），背部弹片式控制器（3），扫描头（5），接线柱（1），固定锁扣（2），摄像头（6），其中手持机（7）和控制器（3）通过背夹转接板（4）相连，采用1.8V TTL串口方式进行通讯，通信接口采用9P连接器；扫描头（5）位于手持机顶部，用于条码标签的扫描，记录条码信息；接线柱（1）位于手持机（3）底部端面，用于连接雷管脚线；固定锁扣（2）位于手持机（3）底部，用于固定手持机和控制器；摄像头（6）位于手持机（3）上部，可用于人脸识别。

如图3所示，背夹起爆器包括电源转换模块（10），电流电压采样模块（13），单联机切换模块（16），升压模块（11），总线通讯模块（17），扫码显示模块（21），数据处理模块（20），定位模块（22），数据存储模块（12），数据处理验证模块（15），用户登录模块（18），单片机控制模块（14）。

所述背夹起爆器配套有嵌入式软件，APP控制程序，云端后台服务器，背夹起爆器APP程序主要用于人机交互，控制背夹起爆器；云端后台服务器主要用于对数据进行统计和管理。

所述嵌入式软件控制程序主要包括输入输出IO任务模块，串口数据处理模块，雷管操作任务模块，工程模式任务模块，TIM6单片机时钟1ms刻度模块，GPIO外部中断模块，TIM4任务调度模块，通信数据收发模块。

进一步地，所述输入输出IO任务模块用于雷管端口和高压的检测，所述串口数据处理模块用于串口协议解析分包和实时回应串口命令；所述雷管操作任务模块用于单发读取和联机蓝牙数据处理，所述工程模式任务模块用于显示雷管UID码，读取电压电流，读取高压电压，读取单发雷管值和蜂鸣器测试。

所述APP控制程序主要功能包括雷管项目管理，扫码录入，雷管网络检测，授时，起爆，数据上传。

所述云端后台服务器可通过wifi通信，手机网络通信与起爆器进行信息交互，主要功能包括日志查询，数据查询，APP/固件升级及密码文件管理，设备管理，雷管企业管理及权限管理和用户管理。

进一步地，所述日志查询包括起爆器日志和后台系统日志，主要用于对问题的分析和故障的处理；所述数据查询包括起爆器，合同，项目编号等关联起爆信息的查询，起爆时间地点的查询以及起爆雷管编码的查询，主要用于公司对起爆数据进行管理；所述APP/固件升级及密码文件管理，主要用于对后台起爆器的维护和软件的更新；所述设备管理用于生产过程中对手持机编号和控制器编号进行绑定以及发货过程中对起爆器和雷管公司进行绑定；所述雷管企业管理及权限管理主要针对于市场，用于雷管厂对起爆器进行管理；所述用户管理主要是针对起爆人员进行管理。

本实施例还提供了一种基于本通用型起爆控制平台的起爆控制方法，如图4所示，具体步骤如下：

1、登录，首先开机，起爆人员选择合适的登录模式进行登录，通过用户登录模块与数据处理验证模块对身份信息进行验证；

2、项目信息，向公安监管数据中心申请授权文件，可选择在线和离线两种方式将授权文件导入到起爆器中，然后输入合同编号，项目编号，单位代码，爆破员身份证进行信息的验证；

3、条码录入，每一发电子雷管上面都有条形码，通过扫描条码标签录入雷管信息，在线进行延期时间的设置，也可批量对雷管延期时间进行预设或者修改，如果雷管条码有破损的情况可以采取手动录入的方式；

4、网络检测，对已录入好的雷管进行组网检测，检测合格进入下一步；

5、授时起爆，对雷管进行授时，授时完成后点击确认起爆进入起爆充电，确认网络电流正常后点击确认，50s内输入图形密码完成起爆；

6、上传起爆数据，将起爆后的数据，包括起爆器相关信息，合同项目编号，起爆时间，起爆地点，起爆雷管相关信息分别上传至公安雷管管控平台和后台云服务系统上。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的，这些描述并非想将本发明限定为所公开的精准形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种通用型起爆控制平台，其特征在于，所述起爆控制平台为背夹手持机，手持机背部为弹片式控制器，两者通过背夹转接板相连，进一步地，所述的背夹手持机包括扫描头，接线柱，摄像头，其中扫描头位于手持机顶部，接线柱位于手持机底部端面，摄像头位于手持机上部。

2.根据权利要求1所述的一种通用型起爆控制平台，其特征在于，所述的手持机和弹片式控制器之间采用有线或者无线的方式进行通讯，通讯消息的整体格式包括消息开始标示，消息头，消息体，消息校验，所述通讯方式为本发明制定的标准通信协议。

3.根据权利要求2所述的一种通用型起爆控制平台，其特征在于，所述手持机和弹片式控制器之间的通讯命令主要包括通信环路测试，雷管总线复位，雷管总线准备，总线电流电压测试，雷管检测，雷管授时，高压充电，雷管起爆，控制器校准，控制器复位，网络异常检测。

4.根据权利要求1所述的一种通用型起爆控制平台，其特征在于，所述起爆控制平台设有嵌入式软件，APP控制程序，云端后台服务器。

5.根据权利要求4所述的一种通用型起爆控制平台，其特征在于，所述嵌入式软件主要包括输入输出IO任务模块，串口数据处理模块，雷管操作任务模块，工程模式任务模块，时钟刻度模块，中断模块，TIM4任务调度模块，通信数据收发模块。

6.根据权利要求4所述的一种通用型起爆控制平台，其特征在于，所述APP控制程序功能选项包括雷管项目管理，扫码录入，雷管网络检测，授时，起爆，数据上传。

7.根据权利要求4所述的一种通用型起爆控制平台，其特征在于，所述的云端后台服务器可通过wifi通信或者手机网络通信与控制器进行信息交互，主要包括日志查询，数据查询，APP/固件升级及密码文件管理，设备管理，雷管企业管理及权限管理和用户管理。

8.根据权利要求1所述的一种通用型起爆控制平台，其特征在于，所述的控制器与电子雷管之间采用差分信号传输的技术进行通讯，通信的一帧数据包括数据定义位，比特数据位，校验位，结束位，通信的每一位数据的开始与结束都是由电平翻转为标志。

9.根据权利要求8所述的一种通用型起爆控制平台，其特征在于，所述的控制器与电子雷管的通讯过程为：控制器向电子雷管发送由数据定义位加密的电压信号，电子雷管向控制器返回由数据定义位加密电流信号；控制器通过广播方式呼叫电子雷管，电子雷管接受控制器广播和唯一身份进行匹配，实现握手；控制器通过总线将通讯命令发送给电子雷管，电子雷管接受命令并对其进行响应。

10.根据权利要求2所述的一种通用型起爆控制平台，其特征在于，所述背夹手持机可作为一种标准控制平台，可按照所述标准通信协议同不同的控制器进行匹配通信。

11.一种基于本通用型起爆控制平台的起爆控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）登录，首先开机，起爆人员选择合适的登录模式进行登录，通过用户登录模块与数据处理验证模块对身份信息进行验证；

2）项目信息录入，向公安监管数据中心申请授权文件，可选择在线和离线两种方式将授权文件导入到起爆器中，然后输入合同编号，项目编号，单位代码，爆破员身份证进行信息的验证；

3）条码录入，通过扫描条码标签录入雷管信息，在线进行延期时间的设置；

4）网络检测，对已录入好的雷管进行组网检测，检测合格进入下一步；

5）授时起爆，对雷管进行授时，授时完成后点击确认起爆进入起爆充电，确认网络电流正常后点击确认，50s内输入图形密码完成起爆；

6）上传起爆数据，将起爆后的数据分别上传至公安雷管管控平台和后台云服务器上。

12.根据权利要求11所述的一种基于本通用型起爆控制平台的起爆控制方法，其特征在于，所述步骤3）还具有预设延期，修改延期，手动录入选项，预设延期可批量对雷管延期时间进行预设；修改延期可对已录入的延期时间进行批量修改；手动录入主要是针对条码有破损的情况所采取的措施。

13.根据权利要求11所述的一种基于本通用型起爆控制平台的起爆控制方法，其特征在于，所述步骤6）中的上传的数据包括起爆器相关信息，合同项目编号，起爆时间，起爆地点，起爆雷管相关信息。

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