CN207163329U - 智能云起爆器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能云起爆器，包括用于存储与释放电能的起爆电路、用于锁定起爆电路的闭锁电路、控制起爆电路充电与起爆的中央处理单元，所述中央处理单元连接有用于采集多项安全环境参数的安全环境检测单元、用于中央处理单元与云端服务器通信的信息交互装置及用于将安全环境参数与标准参数进行比较的比较器，中央处理单元分别连接闭锁电路、安全环境检测单元、信息交互装置及比较器，闭锁电路连接起爆电路。本实用新型实现了与云系统的实时无线通讯，保障了各类现场数据上传到云端服务器，供相关机关(公安局等)实时监控爆破作业，通过远程锁定云起爆器，便于相关机关发布的紧急状态指令及时下达，实现真正的远程监控爆破作业。

Description

智能云起爆器

技术领域

本实用新型涉及起爆器领域，具体涉及一种智能云起爆器。

背景技术

我国尚处于大规模建设时期，各种建设和矿山开采都需要大量的爆破作业，例如仅仅青岛市，一年就有200多个爆破工地，需要炸药2万多吨，雷管1亿多发。爆破引起了大量的伤亡事故，爆破事故在煤矿事故中占有很高的比重，重特大事故中占1/3以上，瓦斯与煤尘爆炸事故中占40％以上。引发煤矿爆破事故的主要原因之一就是起爆器技术太落后，都是上世纪60年以前的技术，没有安全闭锁功能，没有对起爆器的监管功能。

引发事故的主要原因有如下几类：

一.不在安全位置、安全区域爆破，引起事故。

二.不在规定时间爆破，引起事故。

三.非专业人员(爆破员、安全员、库管员、技术员、监理)起爆，违规操作，引起事故。

四.短路，引起瓦斯爆炸事故。

五.瓦斯、煤尘超限，引起瓦斯爆炸事故。

六.其他原因引起爆破事故。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种智能云起爆器，能够与云端服务器的数据通信，上传多项安全环境检测参数，或者本地对比检测安全环境检测的实测值是否合规，实现全方位云检测的智能云起爆器。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：

一种智能云起爆器，包括用于存储与释放电能的起爆电路、用于锁定起爆电路的闭锁电路、控制起爆电路充电与起爆的中央处理单元，所述中央处理单元连接有用于采集多项安全环境参数的安全环境检测单元、用于中央处理单元与云端服务器通信的信息交互装置及用于将安全环境参数与标准参数进行比较的比较器，所述中央处理单元分别连接安全环境检测单元、信息交互装置及比较器，所述比较器连接闭锁电路，所述闭锁电路连接起爆电路。

在优选的实施方案中，所述安全环境检测单元包括用于检测环境瓦斯浓度的瓦斯传感器与用于检测环境粉尘浓度的粉尘传感器，所述瓦斯传感器与粉尘传感器分别连接中央处理单元。

在优选的实施方案中，所述安全环境检测单元包括外置的爆破测振仪及用于检测爆破测振仪是否工作正常的测振检测电路，所述中央处理单元连接测振检测电路，所述测振检测电路有线连接爆破测振仪。

在优选的实施方案中，所述安全环境检测单元包括用于检测起爆网络电阻的短路检测电路、用于检测起爆电路储能电路电压及起爆电路输出电压的电压测量电路及用于控制所述起爆电路所能释放冲能能量的冲能测量电路，所述短路检测电路、电压测量电路与冲能测量电路分别连接中央处理单元。

在优选的实施方案中，所述中央处理单元分别连接虹膜采集装置与图像采集装置，所述虹膜采集装置用于采集爆破工艺负责人的虹膜信息，所述图像采集装置用于采集爆破工艺中各步骤的现场影像信息，所述虹膜采集装置与图像采集装置路分别连接中央处理单元。

在优选的实施方案中，所述中央处理单元连接位置检测模块，所述位置检测模块包括GPS模块与FIRD模块，用于检测作业位置及安全距离，所述位置检测模块内嵌模块切换电路，用于判断中央处理单元与云端服务器的连接状态，若未连接或连接超时，则自动切换FIRD模块检测作业位置。

在优选的实施方案中，所述中央处理单元连接内嵌自动校准电路的时钟，当中央处理单元与云端服务器连通后获取云端服务器的时间，自动校准时钟的时间。

在优选的实施方案中，所述中央处理单元与闭锁电路之间设有紧急状态提醒模块，用于接收云端服务器发送的紧急状态信号，向闭锁电路发送闭锁信号，锁定云起爆器。

在优选的实施方案中，所述中央处理单元连接信息存储器，用于储存从云端服务器下载的标准参数，所述信息存储器内设有重置电路，用于初始化所述信息存储器。

在优选的实施方案中，所述中央处理单元内置顺序启动控制电路，用于对安全环境检测单元的多项检测模块进行顺序启动，只有前一顺序检测模块的实测值满足标准参数后才能启动后一顺序的检测模块。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过检测9个安全环境参数及时间信息、位置信息，总共11项指标，上传云端服务器或本地对比11项指标的合规性，克服了原来起爆器功能单一、不能云端监测的缺点，采用智能云管控技术，贯彻落实了爆破作业的不能规定：

1、数量与领用不符，就不能爆破。

2、品类与领用不符，就不能爆破。

3、编号与领用不符，就不能爆破。

4、不在规定的区域，就不能爆破。

5、不在规定时间，就不能爆破。

6、安全距离不够，就不能爆破。

7、不“五(类)人连锁”，就不能爆破。

8、紧急命令下达，就不能爆破。

9、震动超标，下一次就不能爆破。

10、录像不合规，下一次就不能爆破。

本实用新型实现了与云系统的实时无线通讯，保障了各类现场数据上传到云端服务器，供相关机关(公安局等)实时监控爆破作业，通过远程锁定云起爆器，便于相关机关发布的紧急状态指令及时下达，实现真正的远程监控爆破作业。

附图说明

下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型实施例所述的智能云起爆器的结构原理图。

图中：

1、起爆电路；2、闭锁电路；3、中央处理单元；4、安全环境检测单元；5、信息交互装置；6、比较器；7、WiFi通信模块；8、手机通信模块；9、网络通信接口；10、信息存储器；11、重置电路；12、自动校准电路；13、时钟；14、位置检测模块；15、GPS模块；16、FIRD模块；17、瓦斯传感器；18、粉尘传感器；19、爆破测震仪；20、短路检测电路；21、电压测试电路；22、冲能检测电路；23、虹膜摄像头；24、摄像头；25、报警装置；26、紧急状态模块；27、电子密码锁。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常再次处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面将参照附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型实施例的一种智能云起爆器，包括用于存储与释放电能的起爆电路1、用于锁定起爆电路1的闭锁电路2、控制起爆电路1充电与起爆的中央处理单元3(ARM9微处理器)，中央处理单元3用于控制起爆电路1的储能、起爆放电和泄能放电等过程，当进行起爆放电时，所述起爆电路1的储能电压施加到用于连接爆破管引火线路的母线上，使爆破管得到起爆，所述起爆电路1以及中央处理单元3对起爆电路1的控制方式可以采用任意适宜的现有技术实现对起爆电路1的控制，生成对起爆电路1的控制信号，接入起爆电路1。

所述中央处理单元3连接有用于获得多项安全环境参数的安全环境检测单元4、用于与云端服务器通信的信息交互装置5及用于将安全环境参数与标准参数进行比较的比较器6，所述中央处理单元3分别连接比较器6、安全环境检测单元4与信息交互装置5，所述比较器6连接闭锁电路2，所述闭锁电路2连接起爆电路1，闭锁电路2中内嵌电子密码锁27，电子密码锁27与云端服务器中的秘钥同频率变化，实现只能由云端服务器解锁闭锁电路2，便于云端服务器管理。

所述信息交互装置5包括WiFi通信模块7、手机通信模块8中的任意一种或两种，可以包括备用无线通信接口，由此可以通过适应不同状况下的无线通信要求。在没有云的地方，起爆器单独使用时，如井下作业或无信号地区的作业，信息交互装置5还包括能够与云端服务器通信的网络通信接口9，实现与云端服务器的有线信息交互，将数据上传到云端服务器，获取控制中心的指令和数据；或者下载标准参数，所述中央处理单元3连接信息存储器10(如闪存)，用于储存从云端服务器下载的标准参数，所述信息存储器10内设有重置电路11，用于初始化所述信息存储器10，待云端服务器检查标准参数后发布指令重置。

所述中央处理单元3连接内嵌自动校准电路12的时钟13，当中央处理单元3与云端服务器连通后获取云端服务器的时间，自动校准时钟13的时间。具体为当信息交互装置5接收到与云端服务器的联通信号后，下载云端服务器当前的时间信息，并替换云起爆器当前的时间，实现云起爆器与云端服务器的时间同步，便于云端服务器管理，精准检测作业时间是否在规定时间内完成。

所述中央处理单元3连接位置检测模块14，所述位置检测模块14包括GPS模块15与FIRD模块16，用于检测作业位置及安全距离，所述位置检测模块14内嵌模块切换电路，用于判断中央处理单元3与云端服务器的连接状态，若未连接或连接超时，则自动切换FIRD模块16检测作业位置。

云起爆器上传作业时间与作业位置，可下载与作业时间与作业位置相对应的项目信息，即标准参数。该标准参数由作业公司前期申报爆破项目，申报内容包括作业公司、负责人员、作业位置、作业时间、爆破品种类及数量、物流公司、环境标准参数等信息，经过公安机关审批合格，并备案到云端数据库。

安全环境检测单元4用于检测安全距离、瓦斯浓度实测值、粉尘浓度实测值、爆破震动实测值、冲能实测值、电压实测值、虹膜识别及摄像识别，共9项检测。所述中央处理单元3内置顺序启动控制电路，用于对上述多项检测模块进行顺序启动，并分别通过比较器6与标准参数比较，前一顺序检测模块的实测值满足标准参数后才能启动后一顺序的检测模块，全部的检测项均通过后才能完成初始化，进入后续的充电流程。

位置检测模块14检测当前云起爆器的位置信息，并计算出与爆破点位置的相对距离，将该相对距离与标准安全距离进行比较，若低于标准安全距离的范围，则中央处理单元3向闭锁电路2发送锁定信号，终止其下一项检测作业，并启动报警装置25；反之，进行下一项安全环境检测

云起爆器内置瓦斯传感器17与粉尘传感器18，可检测当前瓦斯浓度实测值与粉尘浓度实测值，比较器6将瓦斯浓度实测值与瓦斯标准参数进行比较，将粉尘浓度实测值与粉尘标准参数进行比较，若超出瓦斯标准参数或粉尘标准参数的范围，则中央处理单元3向闭锁电路2发送锁定信号，终止其下一项检测作业，并启动报警装置25；反之，进行下一项安全环境检测。

云起爆器外置爆破测震仪19，用于检测中央处理单元3与云测震仪之间的通信是否正常及云测震仪是否工作正常，云起爆器向震动检测模块发送检测信号，以接收到反馈信号，判断通讯正常，若接收不到反馈信号(超过设定时间)，或者云测震仪工作不正常(爆破测振仪具有自检功能)，则中央处理单元3向闭锁电路2发送锁定信号，终止其下一项检测作业，并启动报警装置25；反之，进行下一项安全环境检测。待后期起爆作业后，爆破测振仪检测爆破振动实测值，云起爆器上传云端服务器，用于云端服务器检测本次爆破振动实测值是否符合标准(将爆破振动实测值与标准振动参数进行比较)，若爆破振动实测值超过标准振动参数，则中央处理单元3向闭锁电路2发送锁定信号，终止其下一次检测作业，并启动报警装置25；若要再次使用，需要向有关部门申请，并通过云端服务器解锁。

云起爆器内置短路检测电路20，用于检测起爆网络的电阻，通过对电阻的检测，分析判断发爆网络构造是否符合要求，以及是否存在短路(电阻实测值过低)、断路(电阻实测值过高)等问题，只有电阻检测合格，才解除电阻检测流程对发爆的锁闭。若实际检测到的上述电阻超出标准电阻参数的范围(低于或高于)，则中央处理单元3向闭锁电路2发送锁定信号，终止其下一项检测作业，并启动报警装置25；反之，进行下一项安全环境检测。

云起爆器内置电压测试电路21，用于检测电源电压、起爆电路1的储能电路电压(例如充电电容或其他储能元件，或者由若干元件组成具有储能功能的电路)、起爆电路1的输出电压，若实际检测到的电压实测值超出标准电压参数的范围(低于或高于)，则中央处理单元3向闭锁电路2发送锁定信号，终止其下一项检测作业，并启动报警装置25；反之，进行下一项安全环境检测。

云起爆器内置冲能检测电路22，用于检测云起爆器储能电路的电压或所存储的电能以及起爆电路1特性计算获得冲能值，默认的冲能标准值是基于煤矿爆破冲能标准8.7-12设定冲能对照标准，若实际检测到的能量值低于冲能对照标准，即不合格，中央处理单元3向闭锁电路2发送锁定信号，终止其下一项检测作业，并启动报警装置25。不同的爆破条件下冲能的对照标准不同，因此需要根据爆破条件不同设置冲能标准，云起爆器控制充电电路对充电电容的充电过程使起爆电路1所能释放的冲能符合对照标准，当达到冲能对照标准的范围时，停止充电并允许进行发爆操作，只有冲能实测值与设定值相符时才解除冲能检测电路22对发爆的锁定、停止报警，进行下一项安全环境检测。

云起爆器内置虹膜摄像头23(虹膜采集装置)，用于采集爆破员、安全员、技术员、安全员、库管员等五类人的虹膜信息，将该虹膜信息逐个与储存在云端数据库中备案的虹膜样本进行比较，若出现比较错误、虹膜信息缺少(即获取的虹膜信息个数少于虹膜样本的个数)，则中央处理单元3向闭锁电路2发送锁定信号，终止其下一项检测作业，并启动报警装置25；反之，进行下一项安全环境检测。

云起爆器内置摄像头24(图像采集装置)，用于采集现场影像信息，通过上传不同分辨率的视频，以检测摄像头24是否工作正常，若上传的视频图像未达到标准视频参数要求(如分辨率不够、图像不清晰等)，则中央处理单元3向闭锁电路2发送锁定信号，终止其下一项检测作业，并启动报警装置25；反之，进行下一项安全环境检测。待后期起爆作业后，若上传的视频个数不够(公安部要求需要上传18个视频)、视频清晰度不够、视频时间不够或者未包含关键内容的视频(如要求含有爆破安装内容、爆破品标识内容等视频)，则中央处理单元3向闭锁电路2发送锁定信号，终止其下一项检测作业，并启动报警装置25；反之，进行下一项安全环境检测。

若安全环境检测全部验证通过后，起爆电路1进入充电状态，冲能检测电路22自动调节冲能能量，充电完成后，云起爆器访问紧急状态模块26，若接收到云端服务器发送的紧急状态命令，则发送闭锁信号，锁定云起爆器，若未发现存在紧急状态指令，则进行起爆作业，然后上传起爆数据，结束爆破作业；所述紧急状态命令由云端服务器发布，紧急状态指令包括天气原因、突发事件(暴乱、群众游行等刚好发生在其周围)、被人告发作假情况等。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种智能云起爆器，其特征在于：包括用于存储与释放电能的起爆电路、用于锁定起爆电路的闭锁电路、控制起爆电路充电与起爆的中央处理单元，所述中央处理单元连接有用于采集多项安全环境参数的安全环境检测单元、用于中央处理单元与云端服务器通信的信息交互装置及用于将安全环境参数与标准参数进行比较的比较器，所述中央处理单元分别连接安全环境检测单元、信息交互装置及比较器，所述比较器连接闭锁电路，所述闭锁电路连接起爆电路。

2.根据权利要求1所述的智能云起爆器，其特征在于：所述安全环境检测单元包括用于检测环境瓦斯浓度的瓦斯传感器与用于检测环境粉尘浓度的粉尘传感器，所述瓦斯传感器与粉尘传感器分别连接中央处理单元。

3.根据权利要求1所述的智能云起爆器，其特征在于：所述安全环境检测单元包括外置的爆破测振仪及用于检测爆破测振仪是否工作正常的测振检测电路，所述中央处理单元连接测振检测电路，所述测振检测电路有线连接爆破测振仪。

4.根据权利要求1所述的智能云起爆器，其特征在于：所述安全环境检测单元包括用于检测起爆网络电阻的短路检测电路、用于检测起爆电路储能电路电压及起爆电路输出电压的电压测量电路及用于控制所述起爆电路所能释放冲能能量的冲能测量电路，所述短路检测电路、电压测量电路与冲能测量电路分别连接中央处理单元。

5.根据权利要求1所述的智能云起爆器，其特征在于：所述中央处理单元分别连接虹膜采集装置与图像采集装置，所述虹膜采集装置用于采集爆破工艺负责人的虹膜信息，所述图像采集装置用于采集爆破工艺中各步骤的现场影像信息，所述虹膜采集装置与图像采集装置路分别连接中央处理单元。

6.根据权利要求1所述的智能云起爆器，其特征在于：所述中央处理单元连接位置检测模块，所述位置检测模块包括GPS模块与FIRD模块，用于检测作业位置及安全距离，所述位置检测模块内嵌模块切换电路，用于判断中央处理单元与云端服务器的连接状态，若未连接或连接超时，则自动切换FIRD模块检测作业位置。

7.根据权利要求1所述的智能云起爆器，其特征在于：所述中央处理单元连接内嵌自动校准电路的时钟，当中央处理单元与云端服务器连通后获取云端服务器的时间，自动校准时钟的时间。

8.根据权利要求1所述的智能云起爆器，其特征在于：所述中央处理单元与闭锁电路之间设有紧急状态提醒模块，用于接收云端服务器发送的紧急状态信号，向闭锁电路发送闭锁信号，锁定云起爆器。

9.根据权利要求1所述的智能云起爆器，其特征在于：所述中央处理单元连接信息存储器，用于储存从云端服务器下载的标准参数，所述信息存储器内设有重置电路，用于初始化所述信息存储器。

10.根据权利要求1所述的智能云起爆器，其特征在于：所述中央处理单元内置顺序启动控制电路，用于对安全环境检测单元的多项检测模块进行顺序启动，只有前一顺序检测模块的实测值满足标准参数后才能启动后一顺序的检测模块。