CN115183638B - 实现起爆控制器级联同步起爆的方法及系统 - Google Patents
实现起爆控制器级联同步起爆的方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种实现起爆控制器级联同步起爆的方法及系统，包括主起爆控制器：操作员直接操作的起爆控制器，通过主起爆控制器控制所有从起爆控制器完成起爆器级联起爆操作；从起爆控制器：连接雷管子网络的起爆控制器，接收主起爆控制器命令，对连接的雷管子网络发送指令；从起爆控制器里面包含CPU处理器；485总线：包含A总线、B总线、GND和一个同步信号线；雷管子网络：连接在每一个起爆器的接线柱上，内部共并行连接N个雷管。本发明解决了起爆控制器级联后由于通信时延导致的每个从起爆控制器向雷管子网络发送起爆指令存在不可控的时间差致使雷管无法严格按照设定时序进行起爆。
Description
技术领域
本发明涉及电子雷管的技术领域，具体地，涉及实现起爆控制器级联同步起爆的方法及系统。
背景技术
电子雷管起爆流程一般为组网点名->设置延时->标定延时时间->下发起爆密码->储能电容高压充电->起爆。在起爆器级联时每个从起爆控制器都要接收主起爆控制器下发的工作命令执行上述流程。主、从起爆控制器一般使用485总线或其他并行总线进行级联，最大通讯距离为1000-2000米，在通讯时不可避免的产生信号衰减和通讯时延。由于通讯时延就会导致从起爆控制器发送起爆指令存在时间差致使雷管起爆顺序出现错误。关键位置的雷管起爆顺序出错将会导致起爆的效果不够理想甚至完全无效。
起爆控制器级联后由于通信时延导致的每个从起爆控制器向雷管子网络发送起爆指令存在不可控的时间差致使雷管无法严格按照设定时序进行起爆。当出现雷管起爆时序错误时可能会导致爆破效果不理想，需要二次爆破，增加人力、物力成本，且危险性极高。
在公告号为CN215832584U的专利文献中公开了一种级联组网通信连接结构，包括通信主干线、多个分线器和多条通信连接通道，多个分线器分布设置在通信主干线上，各条通信连接通道分别通过分线器与通信主干线连接；各条通信连接通道均包括通信分支线和级联插头，通信分支线一端通过分线器与通信主干线连接，另一端连接级联插头。
因此，需要提出一种新的技术方案以改善上述技术问题。
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起爆控制器级联同步起爆的方法及系统。
根据本发明提供的一种实现起爆控制器级联同步起爆的方法，所述方法包括主起爆控制器级联起爆和从起爆控制器级联起爆，所述主起爆控制器级联起爆包括如下步骤：
步骤S1：485总线初始化，同步信号线输出低电平，依次设置从机设备地址；
步骤S2：广播发送组网点名命令，等待一定时间后，轮询从起爆控制器的执行状态；
步骤S3：按照用户设置的延时表，依次对每个从起爆控制器发送相应雷管子网络的延时数据，供从起爆控制器将延时下发到雷管；等待一定时间后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器下发延时完成；
步骤S4：广播发送标定延时命令，等待2秒后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器标定延时完成；
步骤S5：按照雷管授权文件，依次对每个从起爆器控制器发送相应雷管子网络的起爆密码，供从起爆控制器下发起爆密码；等待一定时间后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器下发起爆密码完成；
步骤S6：广播发送充电命令，等待一定时间后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器充电完成；
步骤S7：广播发送预起爆命令，等待500毫秒后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器准备起爆；
步骤S8：将同步信号线拉高，控制从起爆控制器级联起爆。
优选地，所述步骤S2中当从起爆控制器执行完毕时，读出从起爆控制器的点名结果，直至读出所有从起爆控制器的点名结果。
优选地，所述从起爆控制器级联起爆包括如下步骤：
步骤1：485总线初始化，依次响应主起爆控制器获取设备地址；
步骤2：接收到主起爆控制器发送的组网点名命令，对雷管子网络进行点名，点名结束后等待主起爆控制器查询点名执行状态和读取点名结果；
步骤3：根据接收到的延时表，依次对雷管子网络发送相应雷管的写延时指令，执行完成后等待主起爆控制器查询设置延时执行状态；
步骤4：接收到标定延时命令，对雷管子网络标定延时时间，执行完成后等待主起爆控制器查询标定延时执行状态；
步骤5：根据接收的雷管起爆密码，依次对每个雷管发送相应的起爆密码；执行完成后等待主起爆控制器查询下发起爆密码执行状态；
步骤6：接收到充电命令，对雷管子网络发送高压充电指令，执行完成后等待主起爆控制器查询高压充电执行状态；
步骤7：接收预起爆命令，监控同步信号线电平变化；
步骤8：当检测到同步信号线上升沿，对同步信号进行抗干扰滤波处理，确认是有效的起爆同步信号之后对雷管子网络发送起爆指令。
优选地，所述主起爆控制器是操作员直接操作的起爆控制器，通过主起爆控制器控制所有从起爆控制器完成起爆器级联起爆操作。
优选地，所述从起爆控制器是连接雷管子网络的起爆控制器，接收主起爆控制器命令，对连接的雷管子网络发送指令；从起爆控制器里面包含CPU处理器。
优选地，所述485总线包含A总线、B总线、GND和一个同步信号线。
优选地，所述雷管子网络连接在每一个起爆器的接线柱上，内部共并行连接N个雷管。
本发明还提供一种实现起爆控制器级联同步起爆的系统，所述系统包括主起爆控制器级联起爆和从起爆控制器级联起爆，所述主起爆控制器级联起爆包括如下模块：
模块M1：485总线初始化，同步信号线输出低电平，依次设置从机设备地址；
模块M2：广播发送组网点名命令，等待一定时间后，轮询从起爆控制器的执行状态；
模块M3：按照用户设置的延时表，依次对每个从起爆控制器发送相应雷管子网络的延时数据，供从起爆控制器将延时下发到雷管；等待一定时间后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器下发延时完成；
模块M4：广播发送标定延时命令，等待2秒后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器标定延时完成；
模块M5：按照雷管授权文件，依次对每个从起爆器控制器发送相应雷管子网络的起爆密码，供从起爆控制器下发起爆密码；等待一定时间后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器下发起爆密码完成；
模块M6：广播发送充电命令，等待一定时间后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器充电完成；
模块M7：广播发送预起爆命令，等待500毫秒后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器准备起爆；
模块M8：将同步信号线拉高，控制从起爆控制器级联起爆。
优选地，所述模块M2中当从起爆控制器执行完毕时，读出从起爆控制器的点名结果，直至读出所有从起爆控制器的点名结果。
优选地，所述从起爆控制器级联起爆包括如下模块：
模块1：485总线初始化，依次响应主起爆控制器获取设备地址；
模块2：接收到主起爆控制器发送的组网点名命令，对雷管子网络进行点名，点名结束后等待主起爆控制器查询点名执行状态和读取点名结果；
模块3：根据接收到的延时表，依次对雷管子网络发送相应雷管的写延时指令，执行完成后等待主起爆控制器查询设置延时执行状态；
模块4：接收到标定延时命令，对雷管子网络标定延时时间，执行完成后等待主起爆控制器查询标定延时执行状态；
模块5：根据接收的雷管起爆密码，依次对每个雷管发送相应的起爆密码；执行完成后等待主起爆控制器查询下发起爆密码执行状态；
模块6：接收到充电命令，对雷管子网络发送高压充电指令，执行完成后等待主起爆控制器查询高压充电执行状态；
模块7：接收预起爆命令，监控同步信号线电平变化；
模块8：当检测到同步信号线上升沿，对同步信号进行抗干扰滤波处理，确认是有效的起爆同步信号之后对雷管子网络发送起爆指令。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明解决了起爆控制器级联后由于通信时延导致的每个从起爆控制器向雷管子网络发送起爆指令存在不可控的时间差致使雷管无法严格按照设定时序进行起爆；
2、本发明在485总线接口增加一根同步信号线，并利用从起爆器内部处理器的快速中断FIQ来监控该同步信号线的上升沿事件，当同步信号线上升沿出现时，处理器可以以最快的速度响应并发送起爆指令，并且每次中断相应的时间都是固定不变的，从而解决了从起爆器发送起爆指令不同步的问题，实现起爆控制器级联的同步起爆；
3、本发明从设备利用FIQ中断快速响应及响应时间固定的特性来检测主设备发出的同步信号，并且不同于常规的直接将同步信号接到FIQ的实现方法，本方法通过软硬件协同的方式对主设备发出的同步信号进行了严格的同步和消抖的处理，在确认是有效的起爆同步信号之后，才对每个雷管子网络发送起爆指令，从而确保了每一发雷管起爆的起始点都是精确同步的，也就保证了整个雷管网络严格按照操作员设置的时序起爆。
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为本发明设备连接结构图；
图2为本发明主起爆控制器级联起爆流程图；
图3为本发明从起爆控制器级联起爆流程图；
图4为本发明同步电路示意图；
图5为本发明主设备通过同步信号控制从设备同步起爆的示意图。
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起爆控制器级联同步起爆的方法，所述方法包括主起爆控制器级联起爆和从起爆控制器级联起爆，所述主起爆控制器级联起爆包括如下步骤：
步骤S1：485总线初始化，同步信号线输出低电平，依次设置从机设备地址；
步骤S2：广播发送组网点名命令，等待一定时间后，轮询从起爆控制器的执行状态；当从起爆控制器执行完毕时，读出从起爆控制器的点名结果，直至读出所有从起爆控制器的点名结果。扫描指令160ms一个，间隔50ms，N发雷管共需((N+15)*(160+50))ms，即500发即1分钟49秒。其中多15次是扫描连续扫到15次全0才停止，等待时间最多为2分钟。
步骤S3：按照用户设置的延时表，依次对每个从起爆控制器发送相应雷管子网络的延时数据，供从起爆控制器将延时下发到雷管；等待一定时间后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器下发延时完成；写延时指令240ms一个，间隔10ms，N发共需(N*(240+10))ms，即500发共需2分5秒。等待时间最多为2分30秒。
步骤S4：广播发送标定延时命令，等待2秒后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器标定延时完成；
步骤S5：按照雷管授权文件，依次对每个从起爆器控制器发送相应雷管子网络的起爆密码，供从起爆控制器下发起爆密码；等待一定时间后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器下发起爆密码完成；验证起爆密码80ms，N发共需(N*80)ms，即500发共需40秒。等待时间最多45秒。
步骤S6：广播发送充电命令，等待一定时间后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器充电完成；50发以下，等待12秒，100发以下，等待16秒，200发以下，等待20秒，300发以下，等待30秒，400发以下，等待40秒，500发以下，等待60秒。
步骤S7：广播发送预起爆命令，等待500毫秒后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器准备起爆；
步骤S8：将同步信号线拉高，控制从起爆控制器级联起爆。
从起爆控制器级联起爆包括如下步骤：
步骤1：485总线初始化，依次响应主起爆控制器获取设备地址；
步骤2：接收到主起爆控制器发送的组网点名命令，对雷管子网络进行点名，点名结束后等待主起爆控制器查询点名执行状态和读取点名结果；
步骤3：根据接收到的延时表，依次对雷管子网络发送相应雷管的写延时指令，执行完成后等待主起爆控制器查询设置延时执行状态；
步骤4：接收到标定延时命令，对雷管子网络标定延时时间，执行完成后等待主起爆控制器查询标定延时执行状态；
步骤5：根据接收的雷管起爆密码，依次对每个雷管发送相应的起爆密码；执行完成后等待主起爆控制器查询下发起爆密码执行状态；
步骤6：接收到充电命令，对雷管子网络发送高压充电指令，执行完成后等待主起爆控制器查询高压充电执行状态；
步骤7：接收预起爆命令，监控同步信号线电平变化；
步骤8：当检测到同步信号线上升沿，对同步信号进行抗干扰滤波处理，确认是有效的起爆同步信号之后对雷管子网络发送起爆指令。
主起爆控制器是操作员直接操作的起爆控制器，通过主起爆控制器控制所有从起爆控制器完成起爆器级联起爆操作；从起爆控制器是连接雷管子网络的起爆控制器，接收主起爆控制器命令，对连接的雷管子网络发送指令；从起爆控制器里面包含CPU处理器；485总线包含A总线、B总线、GND和一个同步信号线；雷管子网络连接在每一个起爆器的接线柱上，内部共并行连接N个雷管。
实施例2：
实施例2为实施例1的优选例，以更为具体地对本发明进行说明。
本发明还提供一种实现起爆控制器级联同步起爆的系统，所述系统包括主起爆控制器级联起爆和从起爆控制器级联起爆，所述主起爆控制器级联起爆包括如下模块：
模块M1：485总线初始化，同步信号线输出低电平，依次设置从机设备地址；
模块M2：广播发送组网点名命令，等待一定时间后，轮询从起爆控制器的执行状态；当从起爆控制器执行完毕时，读出从起爆控制器的点名结果，直至读出所有从起爆控制器的点名结果。
模块M3：按照用户设置的延时表，依次对每个从起爆控制器发送相应雷管子网络的延时数据，供从起爆控制器将延时下发到雷管；等待一定时间后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器下发延时完成；
模块M4：广播发送标定延时命令，等待2秒后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器标定延时完成；
模块M5：按照雷管授权文件，依次对每个从起爆器控制器发送相应雷管子网络的起爆密码，供从起爆控制器下发起爆密码；等待一定时间后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器下发起爆密码完成；
模块M6：广播发送充电命令，等待一定时间后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器充电完成；
模块M7：广播发送预起爆命令，等待500毫秒后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器准备起爆；
模块M8：将同步信号线拉高，控制从起爆控制器级联起爆。
从起爆控制器级联起爆包括如下模块：
模块1：485总线初始化，依次响应主起爆控制器获取设备地址；
模块2：接收到主起爆控制器发送的组网点名命令，对雷管子网络进行点名，点名结束后等待主起爆控制器查询点名执行状态和读取点名结果；
模块3：根据接收到的延时表，依次对雷管子网络发送相应雷管的写延时指令，执行完成后等待主起爆控制器查询设置延时执行状态；
模块4：接收到标定延时命令，对雷管子网络标定延时时间，执行完成后等待主起爆控制器查询标定延时执行状态；
模块5：根据接收的雷管起爆密码，依次对每个雷管发送相应的起爆密码；执行完成后等待主起爆控制器查询下发起爆密码执行状态；
模块6：接收到充电命令，对雷管子网络发送高压充电指令，执行完成后等待主起爆控制器查询高压充电执行状态；
模块7：接收预起爆命令，监控同步信号线电平变化；
模块8：当检测到同步信号线上升沿，对同步信号进行抗干扰滤波处理，确认是有效的起爆同步信号之后对雷管子网络发送起爆指令。
实施例3：
实施例3为实施例1的优选例，以更为具体地对本发明进行说明。
本发明涉及一种实现起爆控制器级联同步起爆方法。解决了起爆控制器级联后由于通信时延导致的每个从起爆控制器向雷管子网络发送起爆指令存在不可控的时间差致使雷管无法严格按照设定时序进行起爆。当出现雷管起爆时序错误时可能会导致爆破效果不理想，需要二次爆破，增加人力、物力成本，且危险性极高。
电子雷管起爆流程一般为组网点名->设置延时->标定延时时间->下发起爆密码->储能电容高压充电->起爆。在起爆器级联时每个从起爆控制器都要接收主起爆控制器下发的工作命令执行上述流程。主、从起爆控制器一般使用485总线或其他并行总线进行级联，最大通讯距离为1000-2000米，在通讯时不可避免的产生信号衰减和通讯时延。由于通讯时延就会导致从起爆控制器发送起爆指令存在时间差致使雷管起爆顺序出现错误。关键位置的雷管起爆顺序出错将会导致起爆的效果不够理想甚至完全无效。
本方法在485总线接口增加一根同步信号线，并利用从起爆器内部处理器的快速中断FIQ来监控该同步信号线的上升沿事件，当同步信号线上升沿出现时，处理器可以以最快的速度响应并发送起爆指令，并且每次中断相应的时间都是固定不变的，从而解决了从起爆器发送起爆指令不同步的问题，实现起爆控制器级联的同步起爆。
主起爆控制器：操作员直接操作的起爆控制器，通过该起爆控制器控制所有从起爆控制器完成起爆器级联起爆操作。
从起爆控制器：连接雷管子网络的起爆控制器，接收主起爆控制器命令，对连接的雷管子网络发送指令。从起爆控制器里面包含了CPU处理器，且大都是基于ARM内核的处理器，这些处理器支持快速中断FIQ,中断响应时间固定且极快(一般在100微秒以内)，在相同的同步信号触发下，可以保证所以起爆器都是精确同步的。
485接口：每个起爆控制器都有一个485总线连接口，包含A总线，B总线，GND和一个同步信号线。
雷管子网络：雷管子网络连接在每一个起爆器的接线柱上，内部共并行连接N个雷管。
主起爆控制器级联起爆步骤：
步骤一：485总线初始化，同步信号线输出低电平，依次设置从机设备地址。
步骤二：广播发送组网点名命令，等待一定时间后，轮询从起爆控制器的执行状态。当从起爆控制器执行完毕时，读出从起爆控制器的点名结果，直至读出所有从起爆控制器的点名结果。
步骤三：按照用户设置的延时表，依次对每个从起爆控制器发送相应雷管子网络的延时数据，供从起爆控制器将延时下发到雷管。等待一定时间后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器下发延时完成。
步骤四：广播发送标定延时命令，等待一定时间后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器标定延时完成。
步骤五：按照雷管授权文件，依次对每个从起爆器控制器发送相应雷管子网络的起爆密码，供从起爆控制器下发起爆密码。等待一定时间后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器下发起爆密码完成。
步骤六：广播发送充电命令，等待一定时间后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器充电完成。
步骤七：广播发送预起爆命令，等待一定时间后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器准备起爆。
步骤八：将同步信号线拉高，控制从起爆控制器起爆。
从起爆控制器级联起爆步骤：
步骤一：485总线初始化，依次响应主起爆控制器获取设备地址。
步骤二：接收到主起爆控制器发送的组网点名命令，对雷管子网络进行点名，点名结束后等待主起爆控制器查询点名执行状态和读取点名结果。
步骤三：根据接收到的延时表，依次对雷管子网络发送相应雷管的写延时指令，执行完成后等待主起爆控制器查询设置延时执行状态。
步骤四：接收到标定延时命令，对雷管子网络标定延时时间，执行完成后等待主起爆控制器查询标定延时执行状态。
步骤五：根据接收的雷管起爆密码，依次对每个雷管发送相应的起爆密码。执行完成后等待主起爆控制器查询下发起爆密码执行状态。
步骤六：接收到充电命令，对雷管子网络发送高压充电指令，执行完成后等待主起爆控制器查询高压充电执行状态。
步骤七：接收预起爆命令，监控同步信号线电平变化。
步骤八：当检测到同步信号线上升沿，对同步信号进行抗干扰滤波处理，确认是有效的起爆同步信号之后对雷管子网络发送起爆指令。
补充采用FIQ实现同步信号检测的原理：
FIQ(快速中断)和IRQ(普通中断)是ARM处理器里特有的两个中断处理模式。
本质上来说两者都是中断，但是FIQ处理的优先级比IRQ更高，FIQ的相应时间也比IRQ更快，简单来说FIQ就是IRQ里的VIP，享有特权。
在ARM中，一般可以将需要实时响应的中断设置为FIQ，被设置为FIQ的中断在发生时可以插队，可以直接打断当前处理的IRQ。
FIQ模式有自己独有的寄存器，而IRQ需要和其他模式共用寄存器，在中断处理的保护/恢复现场会更快。
在异常向量表中，FIQ处在最末尾。在异常向量表中IRQ只能保存中断处理程序的首地址，在发生IRQ时需要一次跳转；而FIQ处在最末尾，所以可以直接将FIQ模式下的中断处理程序紧接着存放，这样在处理FIQ时就少一次跳转。
本发明中从设备利用FIQ中断快速响应及响应时间固定的特性来检测主设备发出的同步信号，并且不同于常规的直接将同步信号接到FIQ的实现方法，本方法通过软硬件协同的方式对主设备发出的同步信号进行了严格的同步和消抖的处理，在确认是有效的起爆同步信号之后，才对每个雷管子网络发送起爆指令，从而确保了每一发雷管起爆的起始点都是精确同步的，也就保证了整个雷管网络严格按照操作员设置的时序起爆。
针对电子雷管起爆安全的可靠性要求，本方案中对同步信号的同步和消抖处理过程如下：
因为主从设备之间的时钟是完全异步的，为防止异步信号传输引发的逻辑错误，主设备发出的同步信号首先通过两级专用的同步电路实现信号的同步，才作为FIQ信号；其次，在FIQ中断服务程序里面会对FIQ电平进行连续多次读状态确认(至少3次以上)，只有多次状态都为高电平，才认为是有效的同步信号，并发送起爆命令给电子雷管子网络，实现雷管的引爆；否则，认为是信号线的噪声或干扰，直接退出当前中断。
通过两级D触发器的同步锁存，可以消除掉异步信号的亚稳态可能引发的逻辑错误。确保ARM的FIQ信号能被正确的检测到。
主设备发出的同步信号SYNC,进入各从设备(1，2，3,…,n)之后，都会经过两级时钟的同步锁存之后作为ARM处理器的快速中断FIQ信号。从上图中可以看到，不同设备的FIQ信号相对于主设备发出的SYNC信号会引入不同的延时：分别是T1+d1,T2+d2,…,Tn+Dn,其中T1,T2,…Tn分别为每个从设备的ARM处理器时钟周期；而d1，d2,…,dn则分别是每个从设备的时钟上升沿和SYNC信号之间的延时，这是个随机值，但是取值范围是0～Tn(表示延时为0，或最多1个时钟周期)。
每个从设备的时钟的中心频率理论上都是相同的，只是由于各自的晶体振荡器的误差导致T1，T2，…Tn不严格相同，但是最大的差异也不会超过一个时钟周期。
同时ARM FIQ中断服务程序包含了消抖动处理和发送起爆命令，假设时间总长为M*Tn(M为指令执行的周期数，M<1000)。
综合以上分析，不同从设备的起爆指令的延时(Tx+dx+M*Tx)的差异最大也不超过(M+2)个时钟周期。
在起爆器应用中的ARM处理器时钟频率不会低于10MHz，所以M+2个时钟周期最多也就是(M+2)*100ns(M通常<1000)，即所有从设备检测到FIQ中断并在中断服务程序中执行起爆命令的时间差异不会超102us，这个精度远远超过电子雷管本身延期的精度(1ms)。因此可以认为每一发雷管接收到的起爆命令都是精确同步的，整个雷管网络也是严格按照操作员设置的时序起爆的。
部分大型爆破任务需要使用的电子雷管发数过多，组网范围过大，单个起爆器无法完成爆破任务，这时就需要使用起爆控制器级联的方式完成爆破。起爆控制器级联时一台起爆控制器作为主设备由操作员操作，其余起爆控制设备作为从设备分端放置在起爆网络中，每台起爆控制器连接200-500发电子雷管，从设备由主设备控制。
现有的方案是主、从起爆控制器一般使用485总线或其他并行总线进行级联，最大通讯距离为1000-2000米，在通讯时不可避免的产生信号衰减和通讯时延。在起爆前的操作可以通过主起爆控制器查询从起爆控制器的执行状态进行同步，即从起爆控制器在接收到主起爆控制器的操作命令时开始执行相关操作，主起爆控制器会查询从起爆控制器是否执行完成，当主起爆控制器确认所有从起爆控制器都执行完成后，主起爆控制器再发送下个操作的命令，使起爆前每个从起爆控制器控制的雷管子网络在允许的时间范围完成操作的同步。起爆时，从起爆控制器向雷管子网络发送起爆命令，当前网络中的雷管就开始进入起爆前的延期，延期结束后就进行起爆。每个雷管子网络进入延期是以从起爆控制器发送起爆指令为基准的。从起爆控制器由于总线通讯时延导致收到主起爆器的起爆指令会有几个毫秒甚至几十毫秒的时间差。不同的雷管子网络的延时基准就会存在差距，致使不同雷管子网络雷管的起爆顺序出现先后错误。关键位置的雷管起爆顺序出错会导致起爆的效果不够理想甚至本次起爆完全无效。
本发明涉及一种实现起爆控制器级联同步起爆方法。通过该方法，起爆控制器级联时可以排除通讯时延的影响，本发明中从设备利用FIQ中断快速响应及响应时间固定的特性来检测主设备发出的同步信号，并且不同于常规的直接将同步信号接到FIQ的实现方法，本方法通过软硬件协同的方式对主设备发出的同步信号进行了严格的同步和消抖的处理，实现对每个雷管子网络发送起爆指令的精准同步，使整个雷管网络严格按照操作员设置的时序起爆。
应用该发明所提的起爆控制器级联同步起爆方法，可以排除通讯时延的影响，使不同网络的雷管起爆延时的基准同步，严格按照起爆设置时序完成起爆，大幅降低雷管爆破时由于爆破时序出错导致的爆破效果不理想，提高了电子雷管的可靠性和安全性。同时特有的软硬件协同的同步和消抖处理也有利于防止同步信号线上的干扰导致的误起爆。
本领域技术人员可以将本实施例理解为实施例1、实施例2的更为具体的说明。
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及其各个装置、模块、单元以外，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及其各个装置、模块、单元以逻辑门、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功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元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功能的装置、模块、单元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装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块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 (6)
1.一种实现起爆控制器级联同步起爆的方法，其特征在于，所述方法包括主起爆控制器级联起爆和从起爆控制器级联起爆，所述主起爆控制器级联起爆包括如下步骤：
步骤S1：485总线初始化，同步信号线输出低电平，依次设置从机设备地址；
步骤S2：广播发送组网点名命令，等待一定时间后，轮询从起爆控制器的执行状态；
步骤S3：按照用户设置的延时表，依次对每个从起爆控制器发送相应雷管子网络的延时数据，供从起爆控制器将延时下发到雷管；等待一定时间后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器下发延时完成；
步骤S4：广播发送标定延时命令，等待2秒后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器标定延时完成；
步骤S5：按照雷管授权文件，依次对每个从起爆器控制器发送相应雷管子网络的起爆密码，供从起爆控制器下发起爆密码；等待一定时间后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器下发起爆密码完成；
步骤S6：广播发送充电命令，等待一定时间后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器充电完成；
步骤S7：广播发送预起爆命令，等待500毫秒后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器准备起爆；
步骤S8：将同步信号线拉高，控制从起爆控制器级联起爆；
所述从起爆控制器级联起爆包括如下步骤：
步骤1：485总线初始化，依次响应主起爆控制器获取设备地址；
步骤2：接收到主起爆控制器发送的组网点名命令，对雷管子网络进行点名，点名结束后等待主起爆控制器查询点名执行状态和读取点名结果；
步骤3：根据接收到的延时表，依次对雷管子网络发送相应雷管的写延时指令，执行完成后等待主起爆控制器查询设置延时执行状态；
步骤4：接收到标定延时命令，对雷管子网络标定延时时间，执行完成后等待主起爆控制器查询标定延时执行状态；
步骤5：根据接收的雷管起爆密码，依次对每个雷管发送相应的起爆密码；执行完成后等待主起爆控制器查询下发起爆密码执行状态；
步骤6：接收到充电命令，对雷管子网络发送高压充电指令，执行完成后等待主起爆控制器查询高压充电执行状态；
步骤7：接收预起爆命令，监控同步信号线电平变化；
步骤8：当检测到同步信号线上升沿，对同步信号进行抗干扰滤波处理，确认是有效的起爆同步信号之后对雷管子网络发送起爆指令；
所述从起爆控制器是连接雷管子网络的起爆控制器，接收主起爆控制器命令，对连接的雷管子网络发送指令；从起爆控制器里面包含CPU处理器；
所述485总线包含A总线、B总线、GND和一个同步信号线。
2.根据权利要求1所述的实现起爆控制器级联同步起爆的方法，其特征在于，所述步骤S2中当从起爆控制器执行完毕时，读出从起爆控制器的点名结果，直至读出所有从起爆控制器的点名结果。
3.根据权利要求1所述的实现起爆控制器级联同步起爆的方法，其特征在于，所述主起爆控制器是操作员直接操作的起爆控制器，通过主起爆控制器控制所有从起爆控制器完成起爆器级联起爆操作。
4.根据权利要求1所述的实现起爆控制器级联同步起爆的方法，其特征在于，所述雷管子网络连接在每一个起爆器的接线柱上，内部共并行连接N个雷管。
5.一种实现起爆控制器级联同步起爆的系统，其特征在于，所述系统包括主起爆控制器级联起爆和从起爆控制器级联起爆，所述主起爆控制器级联起爆包括如下模块：
模块M1：485总线初始化，同步信号线输出低电平，依次设置从机设备地址；
模块M2：广播发送组网点名命令，等待一定时间后，轮询从起爆控制器的执行状态；
模块M3：按照用户设置的延时表，依次对每个从起爆控制器发送相应雷管子网络的延时数据，供从起爆控制器将延时下发到雷管；等待一定时间后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器下发延时完成；
模块M4：广播发送标定延时命令，等待2秒后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器标定延时完成；
模块M5：按照雷管授权文件，依次对每个从起爆器控制器发送相应雷管子网络的起爆密码，供从起爆控制器下发起爆密码；等待一定时间后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器下发起爆密码完成；
模块M6：广播发送充电命令，等待一定时间后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器充电完成；
模块M7：广播发送预起爆命令，等待500毫秒后，轮询从起爆控制器是否执行完成，确认所有从起爆控制器准备起爆；
模块M8：将同步信号线拉高，控制从起爆控制器级联起爆；
所述从起爆控制器级联起爆包括如下模块：
模块1：485总线初始化，依次响应主起爆控制器获取设备地址；
模块2：接收到主起爆控制器发送的组网点名命令，对雷管子网络进行点名，点名结束后等待主起爆控制器查询点名执行状态和读取点名结果；
模块3：根据接收到的延时表，依次对雷管子网络发送相应雷管的写延时指令，执行完成后等待主起爆控制器查询设置延时执行状态；
模块4：接收到标定延时命令，对雷管子网络标定延时时间，执行完成后等待主起爆控制器查询标定延时执行状态；
模块5：根据接收的雷管起爆密码，依次对每个雷管发送相应的起爆密码；执行完成后等待主起爆控制器查询下发起爆密码执行状态；
模块6：接收到充电命令，对雷管子网络发送高压充电指令，执行完成后等待主起爆控制器查询高压充电执行状态；
模块7：接收预起爆命令，监控同步信号线电平变化；
模块8：当检测到同步信号线上升沿，对同步信号进行抗干扰滤波处理，确认是有效的起爆同步信号之后对雷管子网络发送起爆指令；
所述从起爆控制器是连接雷管子网络的起爆控制器，接收主起爆控制器命令，对连接的雷管子网络发送指令；从起爆控制器里面包含CPU处理器；
所述485总线包含A总线、B总线、GND和一个同步信号线。
6.根据权利要求5所述的实现起爆控制器级联同步起爆的系统，其特征在于，所述模块M2中当从起爆控制器执行完毕时，读出从起爆控制器的点名结果，直至读出所有从起爆控制器的点名结果。
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