CN114993123B - 实现电子雷管快速在线检测的方法和系统 - Google Patents

实现电子雷管快速在线检测的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种实现电子雷管快速在线检测的方法及系统，包括：电子雷管芯片上电进入初始化状态；初始化后进入待机状态；电子雷管芯片接收到起爆器下发的扫描命令，对扫描命令进行计数；当当前芯片能完成一次完整的UID扫描反馈，则将扫描计数器的值作为编号值保存在存储器中；电子雷管芯片判断是否快速在线检测命令，当不是则电子雷管芯片处于待机；当是则判断是否已经生成编号值，如果标志位为1，则电子雷管芯片接收起爆器的快速在线检测方波，并将计数器清零；否则电子雷管芯片处于待机；电子雷管芯片内部方波计数器启动进行计数直至计数器计数值与编号值一致，电子雷管芯片输出反馈控制信号，闭合反馈开关，实现对本雷管在线检测的电流反馈。

Description

实现电子雷管快速在线检测的方法和系统
技术领域
本发明涉及雷管起爆信息检测技术领域，具体地，涉及实现电子雷管快速在线检测的方法和系统。
背景技术
电子雷管在现场实爆时在组网完成之后通常需要进行一次完整的扫描，来完成每一发雷管的在网检测，而因为电子雷管组网一般都要达到几百发，每一发的雷管的扫描电子雷管都会返回完整的UID、编号值、孔位值等信息上百位的信息，整个扫描过程耗时很长，不仅严重影响现场组网实爆的效率，可靠性也较低。
专利文献CN103134399B(申请号：201310050557.1)公开了一种用于数码电子雷管在线检测设备及方法，包括：上位机和下位机，所述上位机的通讯接口通过信号线与下位机的通讯接口相连；所述上位机的数据库内设置有依据生产日期、生产批次及生成雷管ID号、授权信息和延迟时间信息的程序；所述下位机具有接收上位机的通讯接口电路，所述通讯接口电路通过处理模块与数码电子雷管选择电路相连，所述数码电子雷管选择电路具有双向通讯的数据接收电路。
本发明主要解决的是电子雷管组网后扫描速度过慢，可靠性不高的问题，提出了一种能对组网的电子雷管实现快速点名的方法。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种实现电子雷管快速在线检测的方法和系统。
根据本发明提供的一种实现电子雷管快速在线检测的方法，包括：
步骤S1：电子雷管芯片正常上电之后进入初始化状态；
步骤S2：电子雷管芯片初始化完成后进入待机状态，等待接收起爆器命令；
步骤S3：电子雷管芯片接收到起爆器下发的扫描命令，开始对扫描命令进行计数；当当前芯片能完成一次完整的UID扫描反馈，则将扫描计数器的值作为编号值保存在存储器中；
步骤S4：电子雷管芯片判断是否是快速在线检测命令，当不是快速在线检测命令，则电子雷管芯片处于待机状态；当是快速在线检测命令，则判断是否已经生成编号值，如果标志位为1，则触发步骤S5；否则电子雷管芯片处于待机状态；
步骤S5：电子雷管芯片接收起爆器的快速在线检测方波，并将计数器清零；
步骤S6：电子雷管芯片内部方波计数器启动进行计数直至计数器计数值与编号值一致；
步骤S7：电子雷管芯片输出反馈控制信号，闭合反馈开关，实现对本雷管在线检测的电流反馈。
优选地，起爆器连续下发N次扫描命令，每发雷管芯片上电复位后，会将扫描命令计数器初始化为0。
优选地，所述步骤S3采用：雷管芯片接收到起爆器下发的扫描命令会将扫描命令计数器递增1，同时开始逐位反馈本雷管的UID数据；当当前雷管芯片能将所有UID的数据正常反馈完，并且中途并未退出，则当前扫描命令中反馈的雷管UID就是当前雷管芯片，则当前雷管的扫描计数器的值是当前芯片的编号值，保存在存储器中。
优选地，每位UID数据反馈前，雷管芯片根据二总线上的信号判断是否已经有其他雷管反馈，当已有其他雷管反馈时，则当前雷管退出反馈，等待下一次扫描命令；当没有其他雷管反馈时，则当前雷管继续反馈当前数据位。
优选地，将编号值和UID数据反馈至起爆器，在起爆器中形成UID和编号值的对应列表。
根据本发明提供的一种实现电子雷管快速在线检测的系统，包括：
模块M1：电子雷管芯片正常上电之后进入初始化状态；
模块M2：电子雷管芯片初始化完成后进入待机状态，等待接收起爆器命令；
模块M3：电子雷管芯片接收到起爆器下发的扫描命令，开始对扫描命令进行计数；当当前芯片能完成一次完整的UID扫描反馈，则将扫描计数器的值作为编号值保存在存储器中；
模块M4：电子雷管芯片判断是否是快速在线检测命令，当不是快速在线检测命令，则电子雷管芯片处于待机状态；当是快速在线检测命令，则判断是否已经生成编号值，如果标志位为1，则触发模块M5；否则电子雷管芯片处于待机状态；
模块M5：电子雷管芯片接收起爆器的快速在线检测方波，并将计数器清零；
模块M6：电子雷管芯片内部方波计数器启动进行计数直至计数器计数值与编号值一致；
模块M7：电子雷管芯片输出反馈控制信号，闭合反馈开关，实现对本雷管在线检测的电流反馈。
优选地，起爆器连续下发N次扫描命令，每发雷管芯片上电复位后，会将扫描命令计数器初始化为0。
优选地，所述模块M3采用：雷管芯片接收到起爆器下发的扫描命令会将扫描命令计数器递增1，同时开始逐位反馈本雷管的UID数据；当当前雷管芯片能将所有UID的数据正常反馈完，并且中途并未退出，则当前扫描命令中反馈的雷管UID就是当前雷管芯片，则当前雷管的扫描计数器的值是当前芯片的编号值，保存在存储器中。
优选地，每位UID数据反馈前，雷管芯片根据二总线上的信号判断是否已经有其他雷管反馈，当已有其他雷管反馈时，则当前雷管退出反馈，等待下一次扫描命令；当没有其他雷管反馈时，则当前雷管继续反馈当前数据位。
优选地，将编号值和UID数据反馈至起爆器，在起爆器中形成UID和编号值的对应列表。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、对电子雷管芯片而言，编号值是芯片在扫描过程中自动产生的，不需要起爆器增加额外的专用指令来下发，避免因为写编号值额外引入的大量操作时间；
2、与常规的对所有雷管进行逐发扫描进行判断的方法相比，快速在线检测的时间极短，每发雷管平均耗时约1ms，以几百发雷管组网为例，整体时间可控制在1秒以内，几乎不增加额外的检测时间；
3、由于每发雷管只需要反馈1位信息，通信的数据量大幅减少，因此不仅大幅缩减了现场的操作时间，通信的可靠性也极大幅提高，尽可能地避免了由于线路问题导致的拒爆。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为电子雷管组网示意图。
图2为电子雷管芯片快速在线检测反馈电路图。
图3为编号值生成机理示意图。
图4为电子雷管芯片快速在线检测处理流程图。
图5为自动编号示意图。
图6为起爆器写入编号值示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
根据本发明提供的一种实现电子雷管快速在线检测的方法，包括：
步骤S1：电子雷管芯片正常上电之后进入初始化状态；
步骤S2：电子雷管芯片初始化完成后进入待机状态，等待接收起爆器命令；
步骤S3：电子雷管芯片接收到起爆器下发的扫描命令，开始对扫描命令进行计数；当当前芯片能完成一次完整的UID扫描反馈，则将扫描计数器的值作为编号值保存在存储器中；
步骤S4：电子雷管芯片判断是否是快速在线检测命令，当不是快速在线检测命令，则电子雷管芯片处于待机状态；当是快速在线检测命令，则判断是否已经生成编号值，如果标志位为1，则触发步骤S5；否则电子雷管芯片处于待机状态；
步骤S5：电子雷管芯片接收起爆器的快速在线检测方波，并将计数器清零；
步骤S6：电子雷管芯片内部方波计数器启动进行计数直至计数器计数值与编号值一致；
步骤S7：电子雷管芯片输出反馈控制信号，闭合反馈开关，实现对本雷管在线检测的电流反馈。
具体地，起爆器连续下发N次扫描命令，每发雷管芯片上电复位后，会将扫描命令计数器初始化为0。
具体地，所述步骤S3采用：雷管芯片接收到起爆器下发的扫描命令会将扫描命令计数器递增1，同时开始逐位反馈本雷管的UID数据；当当前雷管芯片能将所有UID的数据正常反馈完，并且中途并未退出，则当前扫描命令中反馈的雷管UID就是当前雷管芯片，则当前雷管的扫描计数器的值是当前芯片的编号值，保存在存储器中。
具体地，每位UID数据反馈前，雷管芯片根据二总线上的信号判断是否已经有其他雷管反馈，当已有其他雷管反馈时，则当前雷管退出反馈，等待下一次扫描命令；当没有其他雷管反馈时，则当前雷管继续反馈当前数据位。
具体地，将编号值和UID数据反馈至起爆器，在起爆器中形成UID和编号值的对应列表。
根据本发明提供的一种实现电子雷管快速在线检测的系统，包括：
模块M1：电子雷管芯片正常上电之后进入初始化状态；
模块M2：电子雷管芯片初始化完成后进入待机状态，等待接收起爆器命令；
模块M3：电子雷管芯片接收到起爆器下发的扫描命令，开始对扫描命令进行计数；当当前芯片能完成一次完整的UID扫描反馈，则将扫描计数器的值作为编号值保存在存储器中；
模块M4：电子雷管芯片判断是否是快速在线检测命令，当不是快速在线检测命令，则电子雷管芯片处于待机状态；当是快速在线检测命令，则判断是否已经生成编号值，如果标志位为1，则触发模块M5；否则电子雷管芯片处于待机状态；
模块M5：电子雷管芯片接收起爆器的快速在线检测方波，并将计数器清零；
模块M6：电子雷管芯片内部方波计数器启动进行计数直至计数器计数值与编号值一致；
模块M7：电子雷管芯片输出反馈控制信号，闭合反馈开关，实现对本雷管在线检测的电流反馈。
具体地，起爆器连续下发N次扫描命令，每发雷管芯片上电复位后，会将扫描命令计数器初始化为0。
具体地，所述模块M3采用：雷管芯片接收到起爆器下发的扫描命令会将扫描命令计数器递增1，同时开始逐位反馈本雷管的UID数据；当当前雷管芯片能将所有UID的数据正常反馈完，并且中途并未退出，则当前扫描命令中反馈的雷管UID就是当前雷管芯片，则当前雷管的扫描计数器的值是当前芯片的编号值，保存在存储器中。
具体地，每位UID数据反馈前，雷管芯片根据二总线上的信号判断是否已经有其他雷管反馈，当已有其他雷管反馈时，则当前雷管退出反馈，等待下一次扫描命令；当没有其他雷管反馈时，则当前雷管继续反馈当前数据位。
具体地，将编号值和UID数据反馈至起爆器，在起爆器中形成UID和编号值的对应列表。
实施例2
实施例2是实施例1的优选例
本发明提出了一种电子雷管组网之后进行快速在线检测的方法，如图1至6所示，包括：利用电子雷管组网之后进行快速在线检测装置进行如下操作：
电子雷管组网第一步就是对在线雷管进行扫描，该扫描命令是广播命令，有多少发雷管就要发送多少次的扫描命令。
电子雷管芯片在接收到扫描命令之后进行反馈的同时，会对接收到的扫描命令进行计数，并在完成反馈之后将该计数值作为雷管的编号值，同时返回给起爆器。
完成组网扫描之后，电子雷管在起爆前通过快速在线检测可以实现对雷管联网情况的快速检查，快速检测的过程包括起爆器先广播发送一个快速在线检测的命令，然后在命令后面紧跟着发送一串连续的方波，方波个数大于组网的雷管发数即可。该方波通常采用1ms的方波，高低电平的占空比可以根据需要进行调整。电子雷管芯片会对收到的方波进行计数，之后只在计数到与自身的编号值相同的那个方波里进行反馈，通知起爆器本发雷管已经被成功检测到。
所述电子雷管组网之后进行快速在线检测装置包括：起爆器以及电子雷管；
所述电子雷管包括整流桥、控制逻辑以及存储器；
所述起爆器通过二总线电路与电子雷管连接；
所述整流桥与所述控制逻辑单元连接；所述控制逻辑单元与所述存储器连接；
所述起爆器完成对电子雷管的起爆控制，包括主控单元、二总线电路(产生A、B总线电源和信号)以及反馈电流采样功能；
所述整流桥实现交流信号到直流信号的转换；
所述控制逻辑接收扫描命令，启动扫描计数器，并形成编号值存储在编号值寄存器内；接收快速在线检测命令，并对A、B信号线输入的方波进行计数，在与雷管存储的编号值相对应的方波里面进行反馈，即控制反馈开关，来实现电流反馈功能；
所述存储器用于保存芯片掉电后不会丢失的数据。
更为具体地，包括：
步骤一：电子雷管芯片正常上电之后，进入初始化。
步骤二：电子雷管芯片初始化完成之后进入待机状态，等待接收起爆器命令
步骤三：电子雷管芯片接收到起爆器下发的扫描命令，开始对扫描命令进行计数。如果当前芯片能完成一次完整的UID扫描反馈，则将扫描计数器的值作为编号值保存在存储器中。
步骤四：电子雷管芯片判断是否是快速在线检测命令，如果不是快速在线检测命令，则进入步骤二处于待机状态；如果是快速在线检测命令，则判断是否已经生成了编号值，如果标志位FLAG为1，则进入步骤五，否则进入步骤二处于待机状态。
步骤五：电子雷管芯片接收起爆器的快速在线检测的方波，并将计数器清零。
步骤六：电子雷管芯片内部方波计数器启动，进行计数。一直等计数器计数值达到与编号值一致。
步骤七：电子雷管芯片输出反馈控制信号，闭合反馈开关，实现对本雷管在线检测的电流反馈。
编号值生成机理采用：起爆器连续下发N次扫描命令，每发雷管芯片上电复位后，会将扫描命令计数器初始化为0；
雷管芯片接收到起爆器下发的扫描命令，会将扫描命令计数器(CNT)递增1，同时开始逐位反馈本雷管的UID数据；
每位数据反馈前，雷管芯片会根据A、B二总线上的信号来判断是否已经有其他雷管反馈，如果已有，则当前雷管退出反馈，等待下一次扫描命令；如果没有，则当前雷管继续反馈当前数据位；
如果当前雷管芯片能将所有UID的数据正常反馈完，而没有中途退出，说明本次扫描命令中反馈的雷管UID就是当前雷管芯片，则当前雷管的扫描计数器(CNT)的值就记录为该芯片编号值，保存在存储器中。
同时编号值也紧跟着UID一起反馈给起爆器，在起爆器里面形成UID和编号值的对应列表。
采用自动编号方式：单个雷管扫描时间需要总计12～15Bytes传输时间。假设数据传输速率1KHz，采用单比特数据传输需要1ms。假设UID采用最短的8Bytes，以500发组网为例，采用自动编号方式因为传输编号值额外增加的时间：500发*2Bytes*8bits/Byte*1ms＝8s，这个时间几乎可以忽略。
采用起爆器写入编号值方式：单个雷管扫描时间需要总计10～15Bytes传输时间；写编号值需要的时间：12～17Bytes。
总计单个雷管需要耗时：22～32Bytes。
假设数据传输速率1KHz，采用单比特数据传输需要1ms。UID采用最短的8Bytes，以500发组网为例,因为增加写编号值额外增加的时间:500发*12Bytes*8bits/Byte*1ms＝48s；如果UID采用最长的15Bytes，则可节省500发*17Bytes*8bits/Byte*1ms＝68s。
比较而言采用自动编号的方式，可以节省40～60s,并且随着组网的雷管数目越多，采用自动编号方式节省的时间越明显。
与常规的对所有雷管进行逐发扫描进行判断的方法相比，快速在线检测的时间极短，每发雷管平均耗时1ms。每发雷管只需要反馈1位信息，不仅大幅缩减了现场的操作时间，也大幅提高了通信的可靠性。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (2)

1.一种实现电子雷管快速在线检测的方法，其特征在于，包括：
步骤S1：电子雷管芯片正常上电之后进入初始化状态；
步骤S2：电子雷管芯片初始化完成后进入待机状态，等待接收起爆器命令；
步骤S3：电子雷管芯片接收到起爆器下发的扫描命令，开始对扫描命令进行计数；当当前电子雷管芯片能完成一次完整的UID扫描反馈，则将扫描命令计数器的值作为编号值保存在存储器中；
步骤S4：电子雷管芯片判断是否是快速在线检测命令，当不是快速在线检测命令，则电子雷管芯片处于待机状态；当是快速在线检测命令，则判断是否已经生成编号值，如果标志位为1，则触发步骤S5；否则电子雷管芯片处于待机状态；
步骤S5：电子雷管芯片接收起爆器的快速在线检测方波，并将方波计数器清零；
步骤S6：电子雷管芯片内部方波计数器启动进行计数直至方波计数器计数值与编号值一致；
步骤S7：电子雷管芯片输出反馈控制信号，闭合反馈开关，实现对本电子雷管在线检测的电流反馈；
起爆器连续下发N次扫描命令，每发电子雷管芯片上电复位后，会将扫描命令计数器初始化为0；
所述步骤S3采用：电子雷管芯片接收到起爆器下发的扫描命令会将扫描命令计数器递增1，同时开始逐位反馈本电子雷管的UID数据；当当前电子雷管芯片能将所有UID的数据正常反馈完，并且中途并未退出，则当前扫描命令中反馈的电子雷管UID就是当前电子雷管芯片，则当前电子雷管的扫描命令计数器的值是当前电子雷管芯片的编号值，保存在存储器中；
每位UID数据反馈前，电子雷管芯片根据二总线上的信号判断是否已经有其他电子雷管反馈，当已有其他电子雷管反馈时，则当前电子雷管退出反馈，等待下一次扫描命令；当没有其他电子雷管反馈时，则当前电子雷管继续反馈当前数据位；
将编号值和UID数据反馈至起爆器，在起爆器中形成UID和编号值的对应列表。
2.一种实现电子雷管快速在线检测的系统，其特征在于，包括：
模块M1：电子雷管芯片正常上电之后进入初始化状态；
模块M2：电子雷管芯片初始化完成后进入待机状态，等待接收起爆器命令；
模块M3：电子雷管芯片接收到起爆器下发的扫描命令，开始对扫描命令进行计数；当当前电子雷管芯片能完成一次完整的UID扫描反馈，则将扫描命令计数器的值作为编号值保存在存储器中；
模块M4：电子雷管芯片判断是否是快速在线检测命令，当不是快速在线检测命令，则电子雷管芯片处于待机状态；当是快速在线检测命令，则判断是否已经生成编号值，如果标志位为1，则触发模块M5；否则电子雷管芯片处于待机状态；
模块M5：电子雷管芯片接收起爆器的快速在线检测方波，并将方波计数器清零；
模块M6：电子雷管芯片内部方波计数器启动进行计数直至方波计数器计数值与编号值一致；
模块M7：电子雷管芯片输出反馈控制信号，闭合反馈开关，实现对本电子雷管在线检测的电流反馈；
起爆器连续下发N次扫描命令，每发电子雷管芯片上电复位后，会将扫描命令计数器初始化为0；
所述模块M3采用：电子雷管芯片接收到起爆器下发的扫描命令会将扫描命令计数器递增1，同时开始逐位反馈本电子雷管的UID数据；当当前电子雷管芯片能将所有UID的数据正常反馈完，并且中途并未退出，则当前扫描命令中反馈的电子雷管UID就是当前电子雷管芯片，则当前电子雷管的扫描命令计数器的值是当前电子雷管芯片的编号值，保存在存储器中；
每位UID数据反馈前，电子雷管芯片根据二总线上的信号判断是否已经有其他电子雷管反馈，当已有其他电子雷管反馈时，则当前电子雷管退出反馈，等待下一次扫描命令；当没有其他电子雷管反馈时，则当前电子雷管继续反馈当前数据位；
将编号值和UID数据反馈至起爆器，在起爆器中形成UID和编号值的对应列表。
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