CN112923817A

CN112923817A - 一种电子雷管起爆安全系统及其起爆方法

Info

Publication number: CN112923817A
Application number: CN202110298463.0A
Authority: CN
Inventors: 刘琪; 刘建
Original assignee: Huaiyin Institute of Technology
Current assignee: Huaiyin Institute of Technology
Priority date: 2021-03-19
Filing date: 2021-03-19
Publication date: 2021-06-08

Abstract

本发明涉及爆破技术领域，公开了一种电子雷管起爆安全系统及其起爆方法，包括爆破信息管理app、服务器、炸药箱及起爆器，起爆器包括微处理器、引爆接口、液晶显示模块、蓝牙通信模块和电源模块；炸药箱中设置GPS定位模块，定位模块与服务器连接，实时向服务器发送当前位置；起爆器中设置有继电器，继电器的触点类型为常开；起爆器的微处理器与服务器通过蓝牙通信模块连接，液晶显示模块与微处理器连接，引爆接口与微处理器连接，其与一引爆按钮连接，继电器常开触点与引爆接口连接，当微处理器为继电器供电，起爆器中的继电器常开触点闭合，引爆接口正常发出引爆信号。与现有技术相比，本发明通过双重匹配（指纹、位置）实现了安全起爆。

Description

一种电子雷管起爆安全系统及其起爆方法

技术领域

本发明涉及爆破技术领域，具体涉及一种电子雷管起爆安全系统及其起爆方法。

背景技术

工程爆破领域涉及雷管和炸药等危险品的使用，每年我国使用量十分庞大，这是当前社会发展所不可替代的，但同时一旦流入社会，必将对社会造成巨大破坏，所以安全使用变得尤为重要，现有的起爆器存在危险性大，易误操作等情况，为了安全使用工程爆破工具，必须同时具备以下二个条件即可满足安全使用要求：1）特定工地必须专门指定专门爆破人员起爆，这个可以通过指纹确定唯一性，因为每个人的指纹具有排他性；2）特定工地的位置是确定的，这个可以通过GPS定位实现。对爆破地点的定位确认，且在应用指纹识别技术来对操作人员进行身份及权限确认，可防止非法人员在非法地点进行引爆，从而极大增强使用安全性。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种电子雷管起爆安全系统及其起爆方法，通过在炸药箱内设置定位模块，实时定位当前炸药箱位置；并且通过指纹识别，只有爆破地点和作业人员指纹识别双重匹配，才正常发出引爆信号。当起爆器接收该信号，经微处理器处理，使继电器常开触点闭合，此时按下起爆器上的起爆按钮才可正常起爆。

技术方案：本发明提供了一种电子雷管起爆安全系统，包括：

爆破信息管理app，用于指纹信息录入、指纹信息核对、起爆信号指令发送以及待爆破位置设定；

服务器，包括数据库，与所述爆破信息管理app连接，用于存储指纹信息、待爆破位置信息；

起爆器，包括微处理器、引爆接口、液晶显示模块、蓝牙通信模块和电源模块；所述起爆器中还设置有继电器，所述继电器的触点类型为常开；

炸药箱，用于放置电子雷管，其内设置GPS定位模块，所述GPS定位模块与所述服务器连接，实时向服务器发送当前炸药箱位置；

所述起爆器的微处理器与服务器通过蓝牙通信模块连接，用于接收服务器发送的引爆指令，所述液晶显示模块与所述微处理器连接，用于显示当前待爆破位置匹配情况、指纹匹配情况；

所述引爆接口与所述微处理器连接，其与一引爆按钮连接，所述引爆接口上设置所述继电器常开触点；

所述继电器常开触点与引爆接口连接，当微处理器为继电器供电，继电器常开触点闭合，微处理器通过引爆接口发出引爆信号；所述起爆器还通过天线模块与电子雷管信号连接。

进一步地，所述爆破信息管理app设置有查询模块、起爆信号发送模块A、指纹录入模块、指纹核对模块以及位置预设模块A，其分别与服务器连接，用于查询起爆信息、指纹信息录入、指纹信息核对、起爆信号指令发送以及待爆破位置设定。

进一步地，还包括爆破信息后台管理，包括查询模块、起爆信号发送模块B以及位置预设模块B，用于查询起爆信息、起爆信号指令发送以及待爆破位置设定。

进一步地，所述爆破信息后台管理设置有查询模块、起爆信号发送模块B以及位置预设模块，其分别与服务器连接，用于查询起爆信息、起爆信号指令发送以及待爆破位置设定。

本发明还公开一种基于上述的电子雷管起爆安全系统的起爆方法，包括如下步骤：

S1：预先录入爆破人员的指纹信息、待爆破位置信息于数据库中；

S2：实时获取当前炸药箱位置，并判断与预先存储于数据库中的待爆破位置信息是否匹配；

S3：当位置匹配后，现场爆破人员进行指纹适配，系统判断当前指纹是否全部匹配；

S4：若指纹全部匹配且位置匹配后，通过爆破信息管理app或爆破信息后台管理的起爆信号发送模块A、B发送匹配成功信号；

S5：所述微处理器接收匹配成功信号处理后为继电器供电，继电器常开触点闭合，通过起爆器上的引爆按钮发送引爆信号并经天线模块传输至电子雷管实现爆破；

S6：若指纹或者待爆破位置任一条件不匹配，通过爆破信息管理app或爆破信息后台管理的起爆信号发送模块A、B发送信号，微处理器接收信号处理后不为继电器供电，所述起爆器的继电器常开触点断开，所述起爆器上的引爆按钮无法发送引爆信号经天线模块传输至电子雷管。

优选地，所述爆破人员包括技术人员、爆破员、安全员和保管员。

优选地，所述S1中预先录入爆破人员的指纹信息包括多个技术人员、多个爆破员、多个安全员和多个保管员，所述指纹匹配指至少一个技术人员、至少一个爆破员、至少一个安全员以及至少一个保管员的指纹与数据库中的指纹匹配。

优选地，所述待爆破位置信息包括爆破作业中心和安全半径。

有益效果：

1、本发明在起爆器上设置继电器常开触点，通过微处理器控制继电器常开触点的开启与关闭，并且根据实际情况判断位置、指纹信息是否双重匹配，匹配后才通过微处理器控制继电器常开触点闭合，才可通过起爆按钮实现起爆器起爆，实现了安全引爆。

2、本发明设置双重匹配，增加了爆破的安全性，防止运输过程中出现的误操作的情况。

附图说明

图1为本发明提供了一种电子雷管起爆安全系统的流程示意图。

图2为本发明提供了一种爆破信息管理app框架图。

图3为本发明提供了一种无线遥控电子起爆器的功能框图。

图4为本发明中炸药箱内的定位模块电路图。

图5为本发明实施例中无线遥控电子起爆器的蓝牙通信模块电路图。

图6为本发明提供了一种装有继电器的改进电子起爆器的无线遥控发射电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明公开了一种电子雷管起爆安全系统，包括：

爆破信息管理app，用于指纹信息录入、指纹信息核对、起爆信号指令发送以及待爆破位置设定。

服务器，包括数据库，与所述爆破信息管理app连接，用于存储指纹信息、待爆破位置信息。

起爆器，包括微处理器、引爆接口、液晶显示模块、蓝牙通信模块和电源模块；起爆器中还设置有继电器，继电器的触点类型为常开。

炸药箱，用于放置电子雷管，其内设置GPS定位模块，GPS定位模块与服务器连接，实时向服务器发送当前炸药箱位置。

起爆器的微处理器与服务器通过蓝牙通信模块连接，用于接收服务器发送的引爆指令，液晶显示模块与微处理器连接，用于显示当前待爆破位置匹配情况、指纹匹配情况。

引爆接口与微处理器连接，其与一引爆按钮连接。

继电器常开触点与引爆接口连接，当微处理器为继电器供电，继电器常开触点闭合，微处理器通过引爆接口发出引爆信号；起爆器还通过天线模块与电子雷管信号连接。

所述爆破信息管理app设置有查询模块、起爆信号发送模块A、指纹录入模块、指纹核对模块以及位置预设模块A，其分别与服务器连接，用于查询起爆信息、指纹信息录入、指纹信息核对、起爆信号指令发送以及待爆破位置设定。可以通过查询模块查询待爆破工程的信息，信息包括位置信息、炸药量、项目名称、参与人员等。

爆破信息后台管理设置有包括查询模块、起爆信号发送模块B以及位置预设模块B，其分别与服务器连接，用于查询起爆信息、起爆信号指令发送以及待爆破位置设定。

一种基于上述电子雷管起爆安全系统的起爆方法，包括如下步骤：

S1：预先录入现场爆破人员的指纹信息、待爆破位置信息、炸药量以及相关信息预存于数据库中，爆破人员包括技术人员、爆破员、安全员和保管员；待爆破位置信息包括爆破作业中心和安全半径。

S1中预先录入爆破人员的指纹信息包括多个技术人员、多个爆破员、多个安全员和多个保管员，指纹匹配指至少一个技术人员、至少一个爆破员、至少一个安全员以及至少一个保管员的指纹与数据库中的指纹匹配。

S2：GPS定位模块实时将当前炸药箱位置发送至服务器，服务器根据接收到的位置，并判断与预先存储于数据库中的待爆破位置信息是否匹配。

S3：当待爆破位置匹配后，现场爆破人员通过爆破信息管理app上的指纹核对模块进行指纹匹配，服务器判断当前指纹是否全部匹配。

S4：若指纹全部匹配且待爆破位置匹配后，操作人员通过爆破信息管理app或爆破信息后台管理的起爆信号发送模块A、B发送匹配成功信号，服务器通过蓝牙通讯模块将匹配成功信号传输至微处理器，微处理器处理后，发送信号至液晶显示模块，液晶显示模块显示“匹配成功”。

S5：蓝牙通讯模块将匹配成功信号接收并传输至微处理器后，微处理器处理后为继电器供电，继电器常开触点闭合，通过起爆器上的引爆按钮发送引爆信号并经天线模块传输至电子雷管实现爆破。

S6：若指纹或者待爆破位置任一条件不匹配，通过爆破信息管理app或爆破信息后台管理的起爆信号发送模块A、B发送信号，蓝牙通讯模块将信号传输至微处理器，微处理器处理后，发送信号至液晶显示模块，液晶显示模块显示“匹配失败”，且微处理器不为继电器供电，起爆器的继电器常开触点断开，起爆器上的引爆按钮无法发送起爆信号经天线模块传输至电子雷管。

在施工当天，在运载电子雷管的炸药箱里装有GPS定位模块，参加附图4，其使用STC89C52芯片与GPS模块连接，实现实时定位。爆破信息管理app上可以设置爆破作业中心和安全半径，当炸药箱运载到爆破地点时可以在爆破信息管理app上或者爆破信息后台管理上观测到，观看是否处于爆破作业地点的规定范围之内。同时，施工当天现场的技术人员、爆破员、安全员和保管员会进行指纹识别，其可以通过爆破信息管理app的指纹核对模块进行指纹匹配，与已经录制好的爆破人员指纹数据库进行比对。只有同时满足爆破地点定位在合理区域，并且所有参与本次该地爆破任务的爆破人员指纹识别全部通过比对配对成功，服务器才会向起爆器的微处理器发出可以引爆的指令信号，这时按下起爆器的引爆按钮才可以正常爆破，否则按下引爆按钮无效。

服务器将爆破地点和作业人员的指纹识别匹配的结果通过蓝牙通信模块传输给起爆器微处理器，微处理器处理后，起爆器液晶显示模块会显示“匹配成功”，若匹配成功，微处理器会给继电器供电，常开触点闭合，引爆接口才能正常发出引爆信号。否则，微处理器不会给继电器供电，线圈始终处在常开状态，即使按下起爆器上的引爆按钮也无法通过天线模块向电子雷管发送引爆信号，实现了安全引爆。

起爆器的详细电路连接参见附图5-附图6。参见附图5，附图5中设置有蓝牙通讯模块，起爆器的微处理器采用STM32F103R6T6A芯片，通过蓝牙通讯模块与服务器连接。参加附图6，起爆器上设置一个引爆按钮，当继电器常开触点处于打开状态，不得电，则即使按下引爆按钮也无法引爆，当指纹、位置信息匹配时，服务器给微处理器发送指令，微处理器处理后为继电器供电，继电器常开触点闭合，通过引爆按钮实现引爆。

上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种电子雷管起爆安全系统，其特征在于，包括：

所述引爆接口与所述微处理器连接，其与一引爆按钮连接；

所述继电器与引爆接口连接，当微处理器为继电器供电，继电器常开触点闭合，微处理器通过引爆接口发出引爆信号；所述起爆器还通过天线模块与电子雷管信号连接。

2.根据权利要求1所述的电子雷管起爆安全系统，其特征在于，所述爆破信息管理app设置有查询模块、起爆信号发送模块A、指纹录入模块、指纹核对模块以及位置预设模块A，其分别与服务器连接，用于查询起爆信息、指纹信息录入、指纹信息核对、起爆信号指令发送以及待爆破位置设定。

3.根据权利要求2所述的电子雷管起爆安全系统，其特征在于，还包括爆破信息后台管理，包括查询模块、起爆信号发送模块B以及位置预设模块B，用于查询起爆信息、起爆信号指令发送以及待爆破位置设定。

4.根据权利要求3所述的电子雷管起爆安全系统，其特征在于，所述爆破信息后台管理设置有查询模块、起爆信号发送模块B以及位置预设模块，其分别与服务器连接，用于查询起爆信息、起爆信号指令发送以及待爆破位置设定。

5.一种基于权利要求1至4任一所述的电子雷管起爆安全系统的起爆方法，其特征在于，包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的电子雷管起爆安全系统的起爆方法，其特征在于，所述爆破人员包括技术人员、爆破员、安全员和保管员。

7.根据权利要求6所述的电子雷管起爆安全系统的起爆方法，其特征在于，所述S1中预先录入爆破人员的指纹信息包括多个技术人员、多个爆破员、多个安全员和多个保管员，所述指纹匹配指至少一个技术人员、至少一个爆破员、至少一个安全员以及至少一个保管员的指纹与数据库中的指纹匹配。

8.根据权利要求5所述的电子雷管起爆安全系统的起爆方法，其特征在于，所述待爆破位置信息包括爆破作业中心和安全半径。