CN113721528A - 一种工业雷管爆破作业安全起爆管控系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业雷管爆破作业安全起爆管控系统及其控制方法，属于爆破作业技术领域，包括终端模块、无线连接模块、控制模块和通讯模块，所述终端模块与无线连接模块相连接，无线连接模块与控制模块相连接，控制模块与存储模块相连接，控制模块与信息验证模块相连接，信息验证模块与秘钥生产模块相连接，秘钥生产模块与无线连接模块相连接。本发明中，终端模块能够通过无线连接模块向控制模块传递信息，控制模块能够将信息传递给通讯模块，通讯模块将信息传递给信号接收模块，信号接收模块传递信息给信号发送模块，并由信号发送模块将信息传递给驱动电路，驱动电路能够控制电子雷管进行爆破。

Description

一种工业雷管爆破作业安全起爆管控系统及其控制方法

技术领域

本发明属于爆破作业技术领域，尤其涉及一种工业雷管爆破作业安全起爆管控系统及其控制方法。

背景技术

爆破是利用炸药在空气、水、土石介质或物体中爆炸所产生的压缩、松动、破坏、抛掷及杀伤作用，达到预期目的的一门技术。药包或装药在土石介质或结构物中爆炸时，使土石介质或结构物产生压缩、变形、破坏、松散和抛掷的现象，主要用于土石方工程，以及金属建筑物和构筑物的拆除等。研究的范围包括:炸药、火具的性质和使用方法，装药(药包)在各种介质中的爆炸作用，装药对目标的接触爆破和非接触爆破，各类爆破作业的组织与实施，爆破技术在军事上主要用于:军事工程的土石方作业，克服障碍物，破坏军事目标，杀伤敌人，销毁武器装备和弹药等。实施爆破作业时，根据任务、时限、目标的具体情况和兵力、器材等条件，可选用内部装药爆破或外部装药爆破。内部装药爆破是将装药装入或设置在目标内部实施的爆破。这种爆破方法能充分利用炸药爆炸的能量，但作业较复杂，所需时间长，多用于国防工程施工和战时时间充裕情况下的土石方爆破作业，如开采石料、改造地形、挖掘坑道工事、开挖路基和工事平底坑、构筑防坦克壕等；也可用于破坏坚固目标，如永备工事、桥墩、混凝土路面、机场跑道等。外部装药爆破是将装药配置在目标外部实施的爆破。这种爆破方法需要的炸药较内部装药爆破多，但作业简便、迅速，多用于时间紧迫情况下的破坏作业，如破坏桥梁、隧道、机场、港口、仓库和武器装备等。其装药配置根据战术技术要求和被破坏目标的结构确定。爆破还可用于平整河底、加深河床、清除水中障碍物和爆破冰层、流冰、冰坝等。装药的形状有集团装药(集中药包)、直列装药(延长药包)和聚能装药(聚能药包)。装药的重量按目标的几何尺寸、材料强度和配置情况计算确定。起爆装药通常采用导火索点火法、电点火法、导爆管点火法以及与上述点火法结合使用的导爆索传爆法。实施爆破作业时必须严格遵守有关安全规则。

现有技术中控制工业雷管爆破的一般都是利用远程信号操控，但是受到特殊环境的影响，信号可能会出现减弱的情况，最主要的情况就是磁场对信号传输的影响，极为影响工业雷管爆破工作，同时用于爆破的供电电路也容易受到影响，这样也会对爆破作业造成影响，同时爆破卡关没有一定的防护措施，如果出现误触的情况，可能会因为提前爆破影响爆破作业。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决现有技术中控制工业雷管爆破的一般都是利用远程信号操控，但是受到特殊环境的影响，信号可能会出现减弱的情况，最主要的情况就是磁场对信号传输的影响，极为影响工业雷管爆破工作，同时用于爆破的供电电路也容易受到影响，这样也会对爆破作业造成影响，同时爆破卡关没有一定的防护措施，如果出现误触的情况，可能会因为提前爆破影响爆破作业的问题，而提出的一种工业雷管爆破作业安全起爆管控系统及其控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种工业雷管爆破作业安全起爆管控系统，包括终端模块、无线连接模块、控制模块和通讯模块，所述终端模块与无线连接模块相连接，无线连接模块与控制模块相连接，控制模块与存储模块相连接，控制模块与信息验证模块相连接，信息验证模块与秘钥生产模块相连接，秘钥生产模块与无线连接模块相连接，控制模块与通讯模块相连接，控制模块与信号强化模块相连接，控制模块与信号接收模块相连接，信号接收模块与信号发送模块相连接，信号发送模块与驱动电路相连接，驱动电路与供电模块相连接，驱动电路与电子雷管相连接，驱动电路与电路保护模块相连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述通讯模块包括信号通道A、信号通道B和信号通道C。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述信号通道A、信号通道B和信号通道C均与控制模块、信号强化模块和信号接收模块相连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述信号强化模块包括电磁防干扰模块、电磁消除模块、电磁检测模块和信号放大模块。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述电磁防干扰模块、电磁消除模块和电磁检测模块在信号通道A、信号通道B和信号通道C内均有设置，信号放大模块在信号通道A、信号通道B和信号通道C的一端均有设置，电磁防干扰模块为覆盖在信号通道A、信号通道B和信号通道C外侧的金属网。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述终端模块为虹膜检测模块、秘钥输入验证模块、开关保护模块和电子开关模块。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述秘钥输入验证模块与开关保护模块相连接，开关保护模块与电子开关模块相连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述电路保护模块包括升压模块、电压检测模块、外部电流传感模块、周边环境监测模块、稳压模块和震动检测模块，还包括漏电检测模块、MCU芯片模块和报警模块。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述升压模块、电压检测模块、外部电流传感模块、周边环境监测模块、稳压模块和震动检测模块均与MCU芯片模块相连接，外部电流传感模块与漏电检测模块相连接，MCU芯片模块与报警模块相连接。

一种工业雷管爆破作业安全起爆管控系统的控制方法，具体包括以下步骤：

S1、虹膜检测模块能够对专业爆破人员的虹膜信息进行采集，同时秘钥输入验证模块能够接收秘钥生成模块生成的秘钥进行验证，验证成功后，将信息传递给开关保护模块，而开关保护模块能够开启，让专业爆破人员能够控制电子开关模块工作，达到输出爆破信号的目的；

S2、控制模块能够将信息传递给通讯模块，信号能够通过信号通道A、信号通道B和信号通道C将信息分为三个通道同时传输，且三个通道能够同时发送相同的信息，通讯模块将信息传递给信号接收模块，信号接收模块传递信息给信号发送模块，并由信号发送模块将信息传递给驱动电路；

S3、电磁防干扰模块能够对信号通道A、信号通道B和信号通道C进行第一步电磁防护，避免磁场对信号通道A、信号通道B和信号通道C造成影响，而电磁检测模块能够对削弱后的电磁进行检测，如果电磁被削弱后的强度仍然会对信号通道A、信号通道B和信号通道C造成影响，电磁消除模块能够对微弱电磁进一步进行消除，同时信号放大模块能够对信号通道A、信号通道B和信号通道C传输的信号进行放大，避免信号传输中断或出现错误的情况；

S4、升压模块、电压检测模块、外部电流传感模块、周边环境监测模块、稳压模块和震动检测模块能够对驱动电路的内部环境和外部环境进行检测，同时能够对驱动电路的信息根据环境的变化进行调节，保证驱动电路能够正常控制电子雷管进行爆破，同时供电模块能够为驱动电路正常进行供电，而外部电流传感模块能够将信息传输给漏电检测模块，漏电检测模块检测出漏电信息时会传递给MCU芯片模块，而监测到外界环境混乱时也会将信息传递给MCU芯片模块，MCU芯片模块对信息进行分析后，如果信息符合事故标准会及时将信息传递给报警模块，此时报警模块能够报警提醒工作人员，在解决事故后再进行爆破作业。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过设置终端模块，终端模块能够通过无线连接模块向控制模块传递信息，控制模块能够将信息传递给通讯模块，通讯模块将信息传递给信号接收模块，信号接收模块传递信息给信号发送模块，并由信号发送模块将信息传递给驱动电路，驱动电路能够控制电子雷管进行爆破，其中在控制电子雷管爆破前，存储模块能够存储专业爆破人员的虹膜信息，同时控制模块将信息传递给信息验证模块，信息验证模块验证虹膜信息复合后，将信息传递给秘钥生成模块，秘钥生成模块将信息传递给无线连接模块，最后反馈给终端模块，此时终端模块能够通过无线连接模块控制控制模块进行工作。

2、本发明中，通过设置通讯模块，其中信号能够通过信号通道A、信号通道B和信号通道C将信息分为三个通道同时传输，且三个通道能够同时发送相同的信息，避免信息出现发送失误的情况，极大提高了信息发送的准确率，通过设置信号强化模块，其中电磁防干扰模块能够对信号通道A、信号通道B和信号通道C进行第一步电磁防护，避免磁场对信号通道A、信号通道B和信号通道C造成影响，而电磁检测模块能够对削弱后的电磁进行检测，如果电磁被削弱后的强度仍然会对信号通道A、信号通道B和信号通道C造成影响，电磁消除模块能够对微弱电磁进一步进行消除，同时信号放大模块能够对信号通道A、信号通道B和信号通道C传输的信号进行放大，避免信号传输中断或出现错误的情况。

3、本发明中，通过设置终端模块，其中虹膜检测模块能够对专业爆破人员的虹膜信息进行采集，同时秘钥输入验证模块能够接收秘钥生成模块生成的秘钥进行验证，验证成功后，将信息传递给开关保护模块，而开关保护模块能够开启，让专业爆破人员能够控制电子开关模块工作，达到输出爆破信号的目的，通过设置电路保护模块，升压模块、电压检测模块、外部电流传感模块、周边环境监测模块、稳压模块和震动检测模块能够对驱动电路的内部环境和外部环境进行检测，同时能够对驱动电路的信息根据环境的变化进行调节，保证驱动电路能够正常控制电子雷管进行爆破，同时供电模块能够为驱动电路正常进行供电，而外部电流传感模块能够将信息传输给漏电检测模块，漏电检测模块检测出漏电信息时会传递给MCU芯片模块，而监测到外界环境混乱时也会将信息传递给MCU芯片模块，MCU芯片模块对信息进行分析后，如果信息符合事故标准会及时将信息传递给报警模块，此时报警模块能够报警提醒工作人员，在解决事故后再进行爆破作业。

附图说明

图1为本发明提出的一种工业雷管爆破作业安全起爆管控系统及其控制方法的系统结构示意图；

图2为本发明提出的一种工业雷管爆破作业安全起爆管控系统及其控制方法中通讯模块的系统结构示意图；

图3为本发明提出的一种工业雷管爆破作业安全起爆管控系统及其控制方法中信号强化模块的系统结构示意图；

图4为本发明提出的一种工业雷管爆破作业安全起爆管控系统及其控制方法中终端模块的系统结构示意图；

图5为本发明提出的一种工业雷管爆破作业安全起爆管控系统及其控制方法中电路保护模块的系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种工业雷管爆破作业安全起爆管控系统，包括终端模块、无线连接模块、控制模块和通讯模块，所述终端模块与无线连接模块相连接，所述终端模块为虹膜检测模块、秘钥输入验证模块、开关保护模块和电子开关模块，所述秘钥输入验证模块与开关保护模块相连接，开关保护模块与电子开关模块相连接；

实施方式具体为：通过设置终端模块，终端模块能够通过无线连接模块向控制模块传递信息，控制模块能够将信息传递给通讯模块，通讯模块将信息传递给信号接收模块，信号接收模块传递信息给信号发送模块，并由信号发送模块将信息传递给驱动电路，驱动电路能够控制电子雷管进行爆破。

无线连接模块与控制模块相连接，控制模块与存储模块相连接，控制模块与信息验证模块相连接，信息验证模块与秘钥生产模块相连接，秘钥生产模块与无线连接模块相连接，控制模块与通讯模块相连接，所述通讯模块包括信号通道A、信号通道B和信号通道C，所述信号通道A、信号通道B和信号通道C均与控制模块、信号强化模块和信号接收模块相连接；

实施方式具体为：信号能够通过信号通道A、信号通道B和信号通道C将信息分为三个通道同时传输，且三个通道能够同时发送相同的信息，避免信息出现发送失误的情况。

控制模块与信号强化模块相连接，所述信号强化模块包括电磁防干扰模块、电磁消除模块、电磁检测模块和信号放大模块，所述电磁防干扰模块、电磁消除模块和电磁检测模块在信号通道A、信号通道B和信号通道C内均有设置，信号放大模块在信号通道A、信号通道B和信号通道C的一端均有设置，电磁防干扰模块为覆盖在信号通道A、信号通道B和信号通道C外侧的金属网；

实施方式具体为：通过设置信号强化模块，其中电磁防干扰模块能够对信号通道A、信号通道B和信号通道C进行第一步电磁防护，避免磁场对信号通道A、信号通道B和信号通道C造成影响，而电磁检测模块能够对削弱后的电磁进行检测，如果电磁被削弱后的强度仍然会对信号通道A、信号通道B和信号通道C造成影响，电磁消除模块能够对微弱电磁进一步进行消除，同时信号放大模块能够对信号通道A、信号通道B和信号通道C传输的信号进行放大，避免信号传输中断或出现错误的情况。

控制模块与信号接收模块相连接，信号接收模块与信号发送模块相连接，信号发送模块与驱动电路相连接，驱动电路与供电模块相连接，驱动电路与电子雷管相连接，驱动电路与电路保护模块相连接，所述电路保护模块包括升压模块、电压检测模块、外部电流传感模块、周边环境监测模块、稳压模块和震动检测模块，还包括漏电检测模块、MCU芯片模块和报警模块，所述升压模块、电压检测模块、外部电流传感模块、周边环境监测模块、稳压模块和震动检测模块均与MCU芯片模块相连接，外部电流传感模块与漏电检测模块相连接，MCU芯片模块与报警模块相连接；

实施方式具体为：通过设置电路保护模块，升压模块、电压检测模块、外部电流传感模块、周边环境监测模块、稳压模块和震动检测模块能够对驱动电路的内部环境和外部环境进行检测，同时能够对驱动电路的信息根据环境的变化进行调节，保证驱动电路能够正常控制电子雷管进行爆破，同时供电模块能够为驱动电路正常进行供电，而外部电流传感模块能够将信息传输给漏电检测模块，漏电检测模块检测出漏电信息时会传递给MCU芯片模块，而监测到外界环境混乱时也会将信息传递给MCU芯片模块，MCU芯片模块对信息进行分析后，如果信息符合事故标准会及时将信息传递给报警模块，此时报警模块能够报警提醒工作人员，在解决事故后再进行爆破作业。

一种工业雷管爆破作业安全起爆管控系统的控制方法，具体包括以下步骤：

S1、虹膜检测模块能够对专业爆破人员的虹膜信息进行采集，同时秘钥输入验证模块能够接收秘钥生成模块生成的秘钥进行验证，验证成功后，将信息传递给开关保护模块，而开关保护模块能够开启，让专业爆破人员能够控制电子开关模块工作，达到输出爆破信号的目的；

S2、控制模块能够将信息传递给通讯模块，信号能够通过信号通道A、信号通道B和信号通道C将信息分为三个通道同时传输，且三个通道能够同时发送相同的信息，通讯模块将信息传递给信号接收模块，信号接收模块传递信息给信号发送模块，并由信号发送模块将信息传递给驱动电路；

S3、电磁防干扰模块能够对信号通道A、信号通道B和信号通道C进行第一步电磁防护，避免磁场对信号通道A、信号通道B和信号通道C造成影响，而电磁检测模块能够对削弱后的电磁进行检测，如果电磁被削弱后的强度仍然会对信号通道A、信号通道B和信号通道C造成影响，电磁消除模块能够对微弱电磁进一步进行消除，同时信号放大模块能够对信号通道A、信号通道B和信号通道C传输的信号进行放大，避免信号传输中断或出现错误的情况；

S4、升压模块、电压检测模块、外部电流传感模块、周边环境监测模块、稳压模块和震动检测模块能够对驱动电路的内部环境和外部环境进行检测，同时能够对驱动电路的信息根据环境的变化进行调节，保证驱动电路能够正常控制电子雷管进行爆破，同时供电模块能够为驱动电路正常进行供电，而外部电流传感模块能够将信息传输给漏电检测模块，漏电检测模块检测出漏电信息时会传递给MCU芯片模块，而监测到外界环境混乱时也会将信息传递给MCU芯片模块，MCU芯片模块对信息进行分析后，如果信息符合事故标准会及时将信息传递给报警模块，此时报警模块能够报警提醒工作人员，在解决事故后再进行爆破作业。

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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种工业雷管爆破作业安全起爆管控系统，包括终端模块、无线连接模块、控制模块和通讯模块，其特征在于，所述终端模块与无线连接模块相连接，无线连接模块与控制模块相连接，控制模块与存储模块相连接，控制模块与信息验证模块相连接，信息验证模块与秘钥生产模块相连接，秘钥生产模块与无线连接模块相连接，控制模块与通讯模块相连接，控制模块与信号强化模块相连接，控制模块与信号接收模块相连接，信号接收模块与信号发送模块相连接，信号发送模块与驱动电路相连接，驱动电路与供电模块相连接，驱动电路与电子雷管相连接，驱动电路与电路保护模块相连接。

2.根据权利要求1所述的一种工业雷管爆破作业安全起爆管控系统，其特征在于，所述通讯模块包括信号通道A、信号通道B和信号通道C。

3.根据权利要求2所述的一种工业雷管爆破作业安全起爆管控系统，其特征在于，所述信号通道A、信号通道B和信号通道C均与控制模块、信号强化模块和信号接收模块相连接。

4.根据权利要求1所述的一种工业雷管爆破作业安全起爆管控系统，其特征在于，所述信号强化模块包括电磁防干扰模块、电磁消除模块、电磁检测模块和信号放大模块。

5.根据权利要求4所述的一种工业雷管爆破作业安全起爆管控系统，其特征在于，所述电磁防干扰模块、电磁消除模块和电磁检测模块在信号通道A、信号通道B和信号通道C内均有设置，信号放大模块在信号通道A、信号通道B和信号通道C的一端均有设置，电磁防干扰模块为覆盖在信号通道A、信号通道B和信号通道C外侧的金属网。

6.根据权利要求1所述的一种工业雷管爆破作业安全起爆管控系统，其特征在于，所述终端模块为虹膜检测模块、秘钥输入验证模块、开关保护模块和电子开关模块。

7.根据权利要求6所述的一种工业雷管爆破作业安全起爆管控系统，其特征在于，所述秘钥输入验证模块与开关保护模块相连接，开关保护模块与电子开关模块相连接。

8.根据权利要求1所述的一种工业雷管爆破作业安全起爆管控系统，其特征在于，所述电路保护模块包括升压模块、电压检测模块、外部电流传感模块、周边环境监测模块、稳压模块和震动检测模块，还包括漏电检测模块、MCU芯片模块和报警模块。

9.根据权利要求8所述的一种工业雷管爆破作业安全起爆管控系统，其特征在于，所述升压模块、电压检测模块、外部电流传感模块、周边环境监测模块、稳压模块和震动检测模块均与MCU芯片模块相连接，外部电流传感模块与漏电检测模块相连接，MCU芯片模块与报警模块相连接。

10.根据权利要求1-9所述的一种工业雷管爆破作业安全起爆管控系统的控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、虹膜检测模块能够对专业爆破人员的虹膜信息进行采集，同时秘钥输入验证模块能够接收秘钥生成模块生成的秘钥进行验证，验证成功后，将信息传递给开关保护模块，而开关保护模块能够开启，让专业爆破人员能够控制电子开关模块工作，达到输出爆破信号的目的；

S2、控制模块能够将信息传递给通讯模块，信号能够通过信号通道A、信号通道B和信号通道C将信息分为三个通道同时传输，且三个通道能够同时发送相同的信息，通讯模块将信息传递给信号接收模块，信号接收模块传递信息给信号发送模块，并由信号发送模块将信息传递给驱动电路；

S3、电磁防干扰模块能够对信号通道A、信号通道B和信号通道C进行第一步电磁防护，避免磁场对信号通道A、信号通道B和信号通道C造成影响，而电磁检测模块能够对削弱后的电磁进行检测，如果电磁被削弱后的强度仍然会对信号通道A、信号通道B和信号通道C造成影响，电磁消除模块能够对微弱电磁进一步进行消除，同时信号放大模块能够对信号通道A、信号通道B和信号通道C传输的信号进行放大，避免信号传输中断或出现错误的情况；

S4、升压模块、电压检测模块、外部电流传感模块、周边环境监测模块、稳压模块和震动检测模块能够对驱动电路的内部环境和外部环境进行检测，同时能够对驱动电路的信息根据环境的变化进行调节，保证驱动电路能够正常控制电子雷管进行爆破，同时供电模块能够为驱动电路正常进行供电，而外部电流传感模块能够将信息传输给漏电检测模块，漏电检测模块检测出漏电信息时会传递给MCU芯片模块，而监测到外界环境混乱时也会将信息传递给MCU芯片模块，MCU芯片模块对信息进行分析后，如果信息符合事故标准会及时将信息传递给报警模块，此时报警模块能够报警提醒工作人员，在解决事故后再进行爆破作业。

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