CN201715958U

CN201715958U - 一种基于gps网络的起爆控制装置

Info

Publication number: CN201715958U
Application number: CN2010201685268U
Authority: CN
Inventors: 柳青; 汤兴国
Original assignee: HUBEI RONGBANG ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HUBEI RONGBANG ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2010-04-16
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2020-04-16

Abstract

本实用新型公开了一种基于GPS网络的起爆控制装置，太阳能电池板与信号控制器连接，主控制模块通过外接端口与主接收模块连接，主接收模块通过其外接端口与天线连接，主控制模块通过外接端口与主收发模块连接，主收发模块通过其外接端口与天线连接，起爆模块通过外接端口与从接收模块连接，从接收模块通过其外接端口与天线连接，起爆模块通过外接端口与从收发模块连接，从收发模块通过其外接端口与天线连接；起爆模块通过外接端口与从接收模块连接，从接收模块通过其外接端口与天线连接，起爆模块通过外接端口与从收发模块连接，从收发模块通过其外接端口与天线连接。结构简单，操作简便。具备优良爆破控制功能，实现精准时间序列的爆破控制。

Description

一种基于GPS网络的起爆控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种爆破装置，更具体的说，涉及一种基于GPS网络的起爆控制装置。用于如煤矿开采以及矿山爆破等大多数爆破领域。

背景技术

在爆破施工中，爆破的重点是在装药量一定的情况下追求达到最大破碎效果，另一个更为重要的是要减少由于爆炸产生的地震波对附近设施的影响。通常达到这些目标的方法是，在选定的操作区域内，实现多个炸药按照一定延期序列起爆。现有的起爆控制器主要有如下形式，一类手工操作形式作业过程如下：在确认网络连接好后，先将接起爆器的两根母线短路，再将网络引出的两根雷管脚线分别接于两根母线，并用电工胶布将连接处包缠牢固，然后将短接的两根放炮母线分开，分别将母线牢固的接在起爆器的两个接线柱，打开网络电阻测试开关，确认电阻值正常后，关闭电阻测试开关，确认所有人员撤离至安全地点，打开电源开关，按下充电按钮开关，待指示灯亮后，立即松手起爆，以免高压损坏内部电器元件。这种控制方式对操作人员的要求比较高并且时延性受多方面因素的影响。另外一类具备自动操作形式的作业过程如下：将电雷管组网完成后，将母线牢固的接于起爆器的的两个接线柱，然后进行状态检测，正常后即可将起爆器调置自动状态，设定起爆时间，起爆器进入自动程序执行定时起爆流程。对于上述起爆方式，由于其时基信号的采用所限，其误差较大，难以实现精确时延的控制，也就难以达到预期的要求。

因此，有必要对现有技术进行改进，设计一种能够实现精确时延控制，且能同时控制多个起爆器的控制器。本实用新型既可以实现精确延时控制又具备同时控制多个起爆器进行组网爆破的能力。

发明内容

本实用新型的目的是在于提供了一种基于GPS网络的起爆控制装置，结构简单，操作简便。本实用新型具备精确时间基准信号的采集能力，并且具备时间信号的自动校准功能，具备优良的无线信号双向传输能力，具备优良的组网能力，具备优良的爆破控制功能，操作简洁明了，能够实现精准时间序列的爆破控制。

为实现本实用新型，采用如下技术方案：

一种基于GPS网络的起爆控制装置，包括主站、第一从站、第二从站，GPS信号控制器，其中：

GPS太阳能电池板作为电源与GPS信号控制器连接。

主站由主控制模块、主接收模块、主收发模块、第一GPS天线、第二GPS天线组成，主控制模块通过外接端口一与主接收模块相连接，主接收模块通过其外接端口与第一GPS天线相连接，主控制模块通过外接端口二与主收发模块相连接，主收发模块通过其外接端口与第二GPS天线相连接。

第一从站由第一从收发模块、第一从接收模块、第一起爆模块、第三GPS天线、第四GPS天线组成，第一起爆模块通过外接端口一与第一从接收模块相连接，第一从接收模块通过其外接端口与第三GPS天线相连接，第一起爆模块通过外接端口二与第一从收发模块相连接，第一从收发模块通过其外接端口与第四GPS天线相连接。

第一从站通过第一起爆模块的外接端口三与第一引爆者相连接。

第二从站由第二从收发模块、第二从接收模块、第二起爆模块、第五GPS天线、第六GPS天线组成，第二起爆模块通过外接端口一与第二从接收模块相连接，第二从接收模块通过其外接端口与第五GPS天线相连接，第二起爆模块通过外接端口二与第二从收发模块相连接，第二从收发模块通过其外接端口与第六GPS天线相连接。

第二从站通过第二起爆模块的外接端口三与第二引爆者相连接。

主站包括主控制模块和主接收模块以及主收发模块，主接收模块通过GPS天线接收来自GPS信号控制模块的即时信息并将其传送给主控制模块，主收发模块通过天线与第一从站和第二从站进行双向数据通讯，主控制模块控制主接收模块和主收发模块的工作状态，并通过主接收模块获取GPS信息以便进行即时校准，通过主收发模块控制第一从站和第二从站的状态并接收第一从站和第二从站反馈回来的信息。第一从站包括第一起爆模块和第一从接收模块以及第一从收发模块，第一从接收模块通过GPS天线接收来自GPS信号控制模块的即时信息并将其传送给第一起爆模块，第一从收发模块通过天线与主站进行双向数据通讯，接收来自主站的指令并向主站反馈第一从站的状态等信息，第一从站控制第一从接收模块并接收其传送回来的信息进而以此信息为基准校正内部数据；第一从站控制第一从收发模块并接收处理它们传送回来的信息进而控制第一引爆者。第二从站包括第二起爆模块和第二从接收模块以及第二从收发模块，第二从接收模块通过GPS天线接收来自GPS信号控制模块的即时信息并将其传送给第二起爆模块，第二从收发模块通过天线与主站进行双向数据通讯，接收来自主站的指令并向主站反馈第二从站的状态等信息，第二从站控制第二从接收模块并接收其传送回来的信息进而以此信息为基准校正内部数据；第二从站控制第二从收发模块并接收处理它们传送回来的信息进而控制第一引爆者。

一种基于GPS网络的起爆控制装置起爆操作流程是，首先是录入信息，第一从站和第二从站16的信息；其次是第一从站和第二从站放入预定的地点，并连接第一引爆者和第二引爆者；第三是主站与第一从站和第二从站建立双向通讯，确认彼此的状态，确认是否进入下一步流程；第四是主站定位并确定位置，录入第一引爆者和第二引爆者的预定时间；第五是录入第一引爆者和第二引爆者的预定位置；第六是第一从站和第二从站的GPS信息的计算；第七是主站，第一从站和第二从站时空信息比对；第八是主站12，第一从站和第二从站信息校准；第九是主站确定时基；第十是主站确定基于GPS的起爆时间；第十一是主站传送基于GPS的起爆时间信息给第一从站和第二从站；第十二双向通信验证操作；第十三是从站计算起爆时间；第十四是预期时间到，从站发出起爆指令完成起爆。

本实用新型具有如下优点和效果：

本实用新型具备精确时间基准信号的采集能力，并且具备时间信号的自动校准功能，具备优良的无线信号双向传输能力，具备优良的组网能力，具备优良的爆破控制功能，操作简洁明了，能够实现精准时间序列的爆破控制。

附图说明

图1为起爆装置结构框图

图2为起爆装置操作流程图

其中：

4201-GPS太阳能电池板(单晶硅型)，4202-GPS信号控制器(公知技术，任意型号均可)，12-主站，34-主控制模块(单片机8031)，32-主收发模块(XBEEPRO-900)，36-主接收模块(XBEEPRO-900)，38-第一GPS天线(定位授时天线，频段1570-1580MHz)，39-第二GPS天线(定位授时天线，频段1570---1580MHz)，14-第一从站，44-第一从收发模块(XBEEPRO-900)，46-第一从接收模块(XBEEPRO-900)，50-第一电子起爆模块(IRF9014)，48-第三GPS天线(同上)，49-第四GPS天线(同上)，18-第一引爆者，16-第二从站，54-第二从收发模块(XBEEPRO-900)，56-第二从接收模块(XBEEPRO-900)，60-第二电子起爆模块(IRF9014)，58-第五GPS天线(同上)，59-第六GPS天线(同上)，20-第二引爆者

图2流程图中：

流程102，主站12录入第一从站14和第二从站16的信息

流程104，第一从站14和第二从站16放入预定的地点，第一从站连接第一引爆者18，第二从站16连接第二引爆者20。

流程106，主站12与第一从站14建立双向通讯，确认彼此的工作状态，确认是否进入下一步流程；主站12与第二从站16建立双向通讯，确认彼此的工作状态，确认是否进入下一步流程

流程108，主站12接收GPS信息，确定自己的空间位置信息

流程110，主站12录入第一引爆者18和第二引爆者20的预定时间

流程112，第一从站14接收GPS信息，确定自己的时空信息；第二从站16接收GPS信息，确定自己的时空信息

流程114，主站12分别与第一从站14和第二从站16进行时空信息比对

流程116，主站12，第一从站14和第二从站16信息校准

流程120，主站12确定时间基准信息

流程122，主站确定基于GPS的起爆时间信息

流程124，主站12传送基于GPS的第一起爆时间信息给第一从站14，主站12传送基于GPS的第二起爆时间信息给第二从站16

流程126，主站12与第一从站14进行双向通信验证操作，确定是否进入下一步流程，主站12与第二从站16进行双向通讯验证操作，确定是否进入下一步流程

流程130，第一从站14和第二从站16从站各自计算自己的起爆时间

流程132，第一起爆时间到，第一从站14完成起爆；第二起爆时间到，第二从站16完成起爆

具体实施方式

实施例1：

根据图1可知，一种基于GPS网络的起爆控制装置，包括主站12、第一从站14、第二从站16，GPS信号控制器4202其中：

GPS太阳能电池板4201作为电源与GPS信号控制器4202连接

主站12由主控制模块34、主接收模块36、主收发模块32、第一GPS天线38、第二GPS天线39组成，主控制模块34通过外接端口与主接收模块36相连接，主接收模块36通过其外接端口与第一GPS天线38相连接，主控制模块34通过外接端口二与主收发模块32相连接，主收发模块32通过其外接端口与第二GPS天线39相连接。

第一从站14由第一从收发模块44、第一从接收模块46、第一起爆模块50、第三GPS天线48、第四GPS天线49组成，第一起爆模块50通过外接端口与第一从接收模块46相连接，第一从接收模块46通过其外接端口与第三GPS天线48相连接，第一起爆模块50通过外接端口与第一从收发模块44相连接，第一从收发模块44通过其外接端口与第四GPS天线49相连接。

第一从站14通过第一起爆模块50的外接端口与第一引爆者18相连接。

第二从站16由第二从收发模块54、第二从接收模块56、第二起爆模块60、第五GPS天线58、第六GPS天线59组成，第二起爆模块60通过外接端口与第二从接收模块56相连接，第二从接收模块56通过其外接端口与第五GPS天线58相连接，第二起爆模块60通过外接端口与第二从收发模块54相连接，第二从收发模块54通过其外接端口与第六GPS天线59相连接。

第二从站16通过第二起爆模块60的外接端口与第二引爆者20相连接。

本实用新型起爆装置包括一个主站12和以从站14和从站16为代表的至少一个但通常很多的从站，各从站14和从站16分别连接到各自的引爆者18和引爆者20。主站12，包括为建立各自的通信和传输引爆从站14和从站16的主收发模块32，一个包括微控制器子装置使用户能够控制本装置的主控制模块34，主全球定位装置(GPS)接收模块36。主GPS接收模块36包括一个用于接收GPS卫星42之信号40的GPS天线38。主GPS接收模块36接收来自于GPS42的信号40并以此为基准计算起爆时间。从站14包括一个从收发模块44，一个从GPS接收模块46和一个起爆模块50。从收发模块44与主站12进行通讯并接受主站12发出的第一起爆时间指令，从接收模块46通过GPS天线48接收GPS卫星42发出的信号40，从站14据此确定基于GPS的第一起爆时间。当到达第一起爆时间时，从站14通过起爆模块器50起爆引爆者18。同样，从站16包括一个从收发模块54，一个从GPS接收模块56和一个起爆模块60。从收发模块54与主站12进行通讯并接受主站12发出的第二起爆时间指令，从接收模块56通过GPS天线58接收GPS卫星42发出的信号40，从站16据此确定基于GPS的第二起爆时间。当到达第二起爆时间时，从站16通过起爆模块60起爆引爆者20。借助于主站12与从站14和从站16之间的通讯以及GPS的高精度定位授时，可以实现精确时间序列的起爆。

主接收模块36将天线38接收到的来自于GPS的即时信息传送给主控制模块34，控制主接收模块36并接收处理主接收模块36传来的信息；主收发模块32通过天线39发送信息给从站14和从站16并接收从站14和从站16反馈回来的信息；主控制模块34发送信息给主收发模块32并接收处理主收发模块32传来的信息；主控制模块34即时控制主接收模块36和主收发模块32的运行状态。

从接收模块46通过天线48接收来自GPS的信息并传送给起爆模块50；从收发模块44通过天线49接收来自主站12的信息并将来自起爆模块50的反馈信息发送给主站12；起爆模块50接收并处理来自从接收模块46和从收发模块44的信息；起爆模块50即时控制从接收模块46和从收发模块44的运行状态；起爆模块50检测并控制引爆者18。

从接收模块56通过天线58接收来自GPS的信息并传送给起爆模块60；从收发模块54通过天线59接收来自主站12的信息并将来自起爆模块60的反馈信息发送给主站12；起爆模块60接收并处理来自从接收模块56和从收发模块54的信息；起爆模块60即时控制从接收模块56和从收发模块54的运行状态；起爆模块60检测并控制引爆者20。

实施例2：

利用公知的编程软件进行编程可以顺利实现如图2所示的操作流程。

首先是流程102，主站12开始工作，录入第一从站14和第二从站16的信息；

其次是流程104，第一从站14和第二从站16放入预定的地点，第一从站连接第一引爆者18，第二从站16连接第二引爆者20；

第三是流程106，主站12与第一从站14建立双向通讯，确认彼此的工作状态，确认是否进入下一步流程；主站12与第二从站16建立双向通讯，确认彼此的工作状态，确认是否进入下一步流程；

第四是流程108，主站12接收GPS信息，确定自己的空间位置信息；

第五是流程110，主站12录入第一引爆者18和第二引爆者20的预定时间；

第六是流程112，第一从站14接收GPS信息，确定自己的时空信息；第二从站16接收GPS信息，确定自己的时空信息；

第七是流程114，主站12分别与第一从站14和第二从站16进行时空信息比对；

第八是流程116，主站12，第一从站14和第二从站16信息校准；

第九是流程120，主站12确定时间基准信息；

第十是流程122，主站12确定基于GPS的起爆时间信息；

第十一是流程124，主站12传送基于GPS的第一起爆时间信息给第一从站14，主站12传送基于GPS的第二起爆时间信息给第二从站16；

第十二是流程126，主站12与第一从站14进行双向通信验证操作，确定是否进入下一步流程，主站12与第二从站16进行双向通讯验证操作，确定是否进入下一步流程；

第十三是流程130，第一从站14和第二从站16从站各自计算自己的起爆时间；

第十四是流程132，第一起爆时间到，第一从站14完成起爆；第二起爆时间到，第二从站16完成起爆。

Claims

1.一种基于GPS网络的起爆控制装置，包括主站(12)、第一从站(14)、第二从站(16)，GPS信号控制器(4202)，其特征在于：

GPS太阳能电池板(4201)与GPS信号控制器(4202)连接，主站(12)由主控制模块(34)、主接收模块(36)、主收发模块(32)、第一GPS天线(38)、第二GPS天线(39)组成，主控制模块(34)通过外接端口与主接收模块(36)相连接，主接收模块(36)通过其外接端口与第一GPS天线(38)相连接，主控制模块(34)通过外接端口与主收发模块(32)相连接，主收发模块(32)通过其外接端口与第二GPS天线(39)相连接；

第一从站(14)由第一从收发模块(44)、第一从接收模块(46)、第一起爆模块(50)、第三GPS天线(48)、第四GPS天线(49)组成，第一起爆模块(50)通过外接端口一与第一从接收模块(46)相连接，第一从接收模块(46)通过其外接端口与第三GPS天线(48)相连接，第一起爆模块(50)通过外接端口与第一从收发模块(44)相连接，第一从收发模块(44)通过其外接端口与第四GPS天线(49)相连接；

第二从站(16)由第二从收发模块(54)、第二从接收模块(56)、第二起爆模块(60)、第五GPS天线(58)、第六GPS天线(59)组成，第二起爆模块(60)通过外接端口一与第二从接收模块(56)相连接，第二从接收模块(56)通过其外接端口与第五GPS天线(58)相连接，第二起爆模块(60)通过外接端口二与第二从收发模块(54)相连接，第二从收发模块(54)通过其外接端口与第六GPS天线(59)相连接。

2.如权利要求1所述的一种基于GPS网络的起爆控制装置，其特征在于：第一从站(14)通过第一起爆模块(50)的外接端口与第一引爆者(18)相连接。

3.如权利要求1所述的一种基于GPS网络的起爆控制装置，其特征在于：第二从站(16)通过第二起爆模块(60)的外接端口与第二引爆者(20)相连接。