CN201429386Y - 基于嵌入式系统的具有总线接口的数码电子雷管起爆器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于ARM的CAN总线接口的数码电子雷管起爆器，其带有用于引爆一组数码电子雷管的电子开关及点火主控电路，该点火主控电路中的微型单片机的输入端连接有按键模块，其输出端连接有显示模块；还具有一存储模块及一为各电路单元提供电源的电源模块；在雷管起爆器的点火主控电路中加有CAN总线模块；主控电路中的微型单片机与CAN总线模块双向通讯，该CAN总线模块与电子开关也保持双向通讯；各电子雷管应带有CAN总线接口，雷管起爆器通过CAN总线对雷管的参数进行设定、对雷管的状态进行巡检。其采用了CAN总线结构，能够对通讯进行校验，确保了数码电子雷管的可靠起爆。
Description
技术领域
本实用新型属于电子雷管技术领域，尤其涉及一种基于具有现场总线接口的数码电子雷管起爆器。
背景技术
近几年来，数码电子雷管技术发展得很快，基于不同种技术因素设计的数码电子雷管也层出不穷，本申请人也曾就本质安全、生物识别方面递交了专利申请(专利申请名称：一种本安型电子雷管起爆系统，申请号：200810227329.6；及专利申请名称：一种基于生物识别技术的数码电子雷管及起爆系统，申请号：200810227330.9)，满足了市场的一定需求。但目前现有的数码电子雷管起爆器系统都是基于485等一些通信网络来实现电子控制，整体控制及管理虽得到了加强，但它的数据通讯还不够可靠、灵活，有待克服。
控制器局部网CAN(CONTROLLER AREA NETWORK)是BOSCH公司为现代汽车应用领先推出的一种多主机局部网，由于其卓越性能现已广泛应用于工业自动化、多种控制设备、交通工具、医疗仪器以及建筑、环境控制等众多部门。控制器局部网将在我国迅速普及推广。如何利用控制器局部网CAN的优势，是广大科技工作者亟待开发的课题。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种基于嵌入式系统Advanced RISC Machines(ARM)的具有总线接口的数码电子雷管起爆器，其采用了CAN总线结构，能够对通讯进行校验，确保了雷管的可靠起爆。
为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案：
一种基于嵌入式系统的具有总线接口的数码电子雷管起爆器，其带有用于引爆一组数码电子雷管的电子开关及点火主控电路，该点火主控电路中的微型单片机的输入端连接有按键模块，其输出端连接有显示模块；还具有一存储模块及一为各电路单元提供电源的电源模块；
在雷管起爆器的点火主控电路中加有CAN总线模块；主控电路中的微型单片机与CAN总线模块双向通讯，该CAN总线模块与电子开关也保持双向通讯；
各数码电子雷管带有CAN总线接口，雷管起爆器通过CAN总线对雷管的参数进行设定、对雷管的状态进行巡检。
所述点火主控电路中的微型单片机的输入端还连接有指纹模块、脸形模块。
所述一组数码电子雷管经组网设置。
所述的CAN属于总线式串行通信网络，由于其设计独特，采用了许多新技术及独特的设计，所以与一般的通讯总线相比，它的数据通讯具有突出的可靠性、实时性和灵活性。其特点可概括如下：
(1)CAN为多主方式工作，网络上任意节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活且无需考虑接收者地址的优先级。利用这一点可方便地构成多机备份系统。
(2)CAN网络上的节点信息分成不同的优先级，可满足不同的实时需要，优先级高的数据最多可在134μs内得到传输。
(3)CAN采用非破坏总线仲裁技术。当多个节点同时向总线发送信息发生冲突时，优先级较低的节点会主动的退出发送，而最高优先级的节点可不受影响的继续传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间。尤其是在网络负载很重的情况下，也不会出现网络瘫痪的情况(以太网则可能)。
(4)CAN节点只需要通过对报文的标识符滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据，无需专门的“调度”。
(5)CAN的直接通信距离最远可达10km(速率5kbps以下)；通信速率最高可达1Mbps(此时通信距离最长为40m)。
(6)CAN上的节点数取决于总线驱动电路，目前可达110个。在标准帧报文标识符有11位，而在扩展帧的报文标识符(29位)的个数几乎不受限制。
(7)报文采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，保证了数据出错率极低。
(8)CAN的每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，具有极好的检错效果。
(9)CAN通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活。
(10)CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响。
CAN总线属于现场总线的范畴，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，具有高性能、高可靠性及独特的设计特点。
本实用新型的优点是：
1、引爆准确性高，通过CAN总线的通讯与校验不仅受干扰概率低且能保证数据出错率极低，避免了误引爆，方便了雷管的安全管理。
2、本便于操作、易于设定；还具有引爆前自动巡查，确定有故障雷管，爆后自动记录被引爆雷管记录的功能，功能更完善、更强大。
3、当被控制引爆的数码电子雷管采用电子延时技术时，延时设定更简便，精度更高。
4、本实用新型可同时引爆数万个采用微电子密码延时器的数码电子雷管，且由于CAN的优秀性能的保证，使得可以达到更远距离的引爆控制，安全且可靠。
5、本实用新型具有引爆准确性高、避免误引爆，延时精度高，便于操作、易于设定的优点，可以满足工业和军用雷管安全使用的需求。
附图说明
图1为本实用新型基于嵌入式系统的具有总线接口的数码电子雷管起爆器构成原理框图。
图2为本实用新型点火主控电路原理图。
具体实施方式
本实用新型基于嵌入式系统的具有总线接口的数码电子雷管起爆器是基于现有的电子数码雷管起爆器改进而来，其主要改进点在于：在雷管起爆器的点火主控电路中加有CAN总线模块。
如图1所示，本实用新型基于ARM的CAN总线接口的数码电子雷管起爆器带有电子开关6及点火主控电路，该点火主控电路中的微型单片机8(可采用多种型号，如：AT89S52，C8051F340，STC89C58等)的输入端连接有按键模块3，其输出端连接有显示模块4；存储模块9为主控电路实现数据的存储与输出；电源模块1经电源转换器2为点火主控电路的各电路单元提供电源；主控电路中的微型单片机与CAN总线模块7双向通讯，该CAN总线模块7与电子开关6也保持双向通讯；爆破现场布控的数码电子雷管亦应带有CAN总线接口，雷管起爆器的电子开关6经两条点火引线5同时与现场布控的多个码电子雷管并联连接。数码电子雷管可以是单支或多发同时进行引爆，如果同时引爆多只雷管，要求所有雷管引线与点火引线5并联连接。当数码电子雷管数量较多时，要对数码电子雷管进行组网，同时要保证组网的可靠性。
在现场布置雷管时，为保证数码电子雷管在设定的时间起爆，把要引爆的数码电子雷管以CAN总线的方式与本实用新型中的电子雷管的起爆器相连接，起爆器通过CAN总线可以对雷管的参数进行设定，如延时时间、雷管ID号等。起爆器通过CAN总线对雷管的状态进行巡检，在所有的雷管全部就绪的状态下，起爆器发出起爆命令，雷管按起爆器所发出的命令进行起爆。
参见图2，所述的电源模块有两路电压输出，一路为高电压12V，直接给电子开关6供电，另一路经电源转换器为单片机8、存储模块9、按键模块3、显示模块4和CAN总线模块提供不同要求的低电压。
亦可采用生物识别技术，在点火主控电路中的微型单片机的输入端还连接有指纹模块、脸形模块，可以给整个系统提供更高的安全性，识别出错的概率大大降低。
本实用新型实施步骤如下：将采用微电子延时器数码电子雷管的引线(即可充电也可做数据和控制信号的传输线)连接在本实用新型基于ARM的CAN总线接口的数码电子雷管起爆器的点火引线5上，如果同时引爆多只雷管，要将所有数码电子雷管引线与点火引线6并联即可。本实用新型起爆器开始对雷管的充电模块充电，充电模块充电后输出给单片机，使雷管中的单片机开始工作，这时通过CAN总线模块通讯读取存储在数码电子雷管中的一些参数值。如果数码电子雷管没有就绪，则将该数码电子雷管的号码输出到显示模块，通知用户该只数码电子雷管不能引爆。当所有并联数码电子雷管均检验完毕，输出信号至显示模块，用户可按动引爆按钮起爆。
本实用新型还可进行引爆前自动巡查功能，如果其中有不能引爆的数码电子雷管，该雷管起爆器将显示对应数码电子雷管的号码，以便于事前排查；引爆后，本雷管起爆器将自动记录所有被引爆的数码电子雷管号码，以备查询或便于在安全型智能数码电子雷管控制系统的数据库中标识已引爆的数码电子雷管。该技术可通过计算机编程程序实现，此处不赘述。
上述各实施例可在不脱离本实用新型的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本实用新型的申请专利范围。
Claims (3)
1、一种基于嵌入式系统的具有总线接口的数码电子雷管起爆器，其带有用于引爆一组数码电子雷管的电子开关及点火主控电路，该点火主控电路中的微型单片机的输入端连接有按键模块，其输出端连接有显示模块；还具有一存储模块及一为各电路单元提供电源的电源模块；其特征在于：
在雷管起爆器的点火主控电路中加有CAN总线模块；主控电路中的微型单片机与CAN总线模块双向通讯，该CAN总线模块与电子开关也保持双向通讯；
各数码电子雷管带有CAN总线接口，雷管起爆器通过CAN总线对雷管的参数进行设定、对雷管的状态进行巡检。
2、根据权利要求1所述的基于嵌入式系统的具有总线接口的数码电子雷管起爆器，其特征在于：所述点火主控电路中的微型单片机的输入端还连接有指纹模块、脸形模块。
3、根据权利要求1所述的基于嵌入式系统的具有总线接口的数码电子雷管起爆器，其特征在于：所述一组数码电子雷管经组网设置。
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