CN220823070U - 一种雷管半双工通信电路、电子雷管和电子雷管系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电子雷管技术领域，尤其涉及一种雷管半双工通信电路、电子雷管和电子雷管系统，该电路包括：通信模块、控制模块和引爆模块；所述通信模块通过所述控制模块连接所述引爆模块；所述通信模块通过通信端口将接收的通信信号传输至所述控制模块，并将所述控制模块输出的通信信号通过所述通信端口输出；所述控制模块将输出的引爆信号传输至所述引爆模块以进行引爆。本申请有效提高半双工通信在雷管使用过程中的稳定性和便捷性，同时还降低成本。

Description

一种雷管半双工通信电路、电子雷管和电子雷管系统

技术领域

本申请涉及电子雷管技术领域，尤其涉及一种雷管半双工通信电路、电子雷管和电子雷管系统。

背景技术

现有的雷管控制芯片(也可称：控制模块)和雷管控制系统(近端控制器)基本都采用4线制(VCC、TX、RX、GND)才能完成通信，而只有当雷管控制芯片(控制模块)和雷管控制系统(近端控制器)之间通信、自检正常时，雷管才可以顺利的点燃炸药完成起爆，通信线越多，则出现问题的概率越大，而由于通信线长度很长，所以通信线越多还造成较高的成本，因此，如何设计一种新型雷管通信电路来提升电路通信的稳定性和降低成本是亟需解决的问题。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请提出一种雷管半双工通信电路、电子雷管和电子雷管系统。

本申请实施例提出一种雷管半双工通信电路，包括：通信模块、控制模块和引爆模块；

所述通信模块通过所述控制模块连接所述引爆模块；

所述通信模块通过通信端口将接收的通信信号传输至所述控制模块，并将所述控制模块输出的通信信号通过所述通信端口输出；

所述控制模块将输出的引爆信号传输至所述引爆模块以进行引爆。

进一步地，在上述的雷管半双工通信电路中，所述通信模块包括一个电阻、一个二极管和一个三极管；

所述二极管的阳极连接所述通信端口，所述二极管的阴极分别连接所述电阻的一端和所述控制模块，所述电阻的另一端连接所述三极管的基极，所述三极管的发射极连接所述通信端口，所述三极管的集电极连接所述控制模块。

进一步地，在上述的雷管半双工通信电路中，所述三极管为N型三极管。

进一步地，在上述的雷管半双工通信电路中，所述引爆模块包括一个桥丝，所述桥丝的两端连接所述控制模块；

所述桥丝的两端用于分别接收所述控制模块发送的引爆信号。

进一步地，在上述的雷管半双工通信电路中，所述通信模块和所述控制模块还分别连接近端控制器；

所述通信模块通过所述通信端口连接所述近端控制器，所述控制模块分别通过电源端和接地端连接所述近端控制器。

进一步地，在上述的雷管半双工通信电路中，还包括远端控制器，所述远端控制器与所述近端控制器无线连接。

进一步地，在上述的雷管半双工通信电路中，所述远端控制器包括一编码器，所述近端控制器包括一译码器；所述远端控制器将通过所述编码器编码后的电信号传输至所述近端控制器，所述近端控制器通过所述译码器将接收到的电信号进行译码。

进一步地，在上述的雷管半双工通信电路中，所述近端控制器发出寻呼信号至所述控制模块，所述控制模块接收到所述寻呼信号后发送准备信号至所述近端控制器；所述近端控制器接收到所述准备信号后传输引爆信号至所述控制模块，所述控制模块接收到所述引爆信号后，则通过所述通信模块向所述控制模块发送引爆信号，以控制所述引爆模块进行引爆。

本申请的另一实施例还提出一种电子雷管，包括上述的雷管半双工通信电路。

本申请的又一实施例还提出一种电子雷管系统，包括一个远端控制器、m个近端控制器和n个上述的雷管半双工通信电路，其中，m、n均为大于1的整数；所述远端控制器与所述m个近端控制器无线连接，每个所述近端控制器分别与一所述雷管半双工通信电路连接。

本申请的实施例具有以下的有益效果：

本申请实施例提出验证雷管半双工通信电路，该电路包括通信模块、控制模块和引爆模块。通信模块通过控制模块连接引爆模块；通信模块通过通信端口将接收的通信信号传输至控制模块，并将控制模块输出的通信信号通过通信端口输出；控制模块将输出的引爆信号传输至引爆模块以进行引爆。本方案利用通信模块中的同一个通信端口进行接收和输出通信信号，减少了现有的通信传输线，提高了整个电路的稳定性和便捷性，降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对本申请保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。

图1示出了本申请一些实施方式的雷管半双工通信电路的第一结构示意图；

图2示出了本申请一些实施方式的雷管半双工通信电路的第二结构示意图；

图3示出了本申请一些实施方式的雷管半双工通信电路的第三结构示意图；

图4示出了本申请一些实施方式的雷管半双工通信电路的第四结构示意图；

图5示出了本申请一些实施方式的电子雷管系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和示出的本申请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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在下文中，可在本申请的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本申请的各种实施例中被清楚地限定。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

通常地，只有当雷管控制芯片(控制模块)和雷管控制系统(近端控制器)之间通信、自检正常，雷管才可以顺利的点燃炸药完成起爆。当前现有的大部分无线雷管虽然完成起爆的功能，但是也存在一些安全性的问题。例如，通过无线系统对无线雷管进行起爆处理，无线芯片信号连接稳定性对无线雷管起爆起到至关紧要的作用，但由于起爆环境恶劣，无线信号容易受到外部环境干扰因素，容易引起误爆或者不爆，这也就导致雷管在使用的过程中工作人员的人身安全受到了很大的威胁。

因此，为了解决上述问题，本申请提出一种应用于雷管技术领域和相关领域的雷管半双工通信电路。

请参照图1，为本申请实施例提出的雷管半双工通信电路的一种结构示意图。示范性地，该雷管半双工通信电路应用于电子雷管中。

在一些实施方式中，如图1所示，该雷管半双工通信电路，包括：通信模块110、控制模块120和引爆模块130，通信模块110通过控制模块120连接引爆模块130。

具体地，通信模块110通过通信端口TRX将接收的通信信号传输至控制模块120，并将控制模块120输出的通信信号通过通信端口TRX输出。控制模块120将输出的引爆信号传输至引爆模块130以进行引爆。控制模块120还分别连接外部的电源端VCC和接地端GND，用于分别向控制模块120内部供电和放电。

在一些实施方式的雷管半双工通信电路中，如图2所示，通信模块110包括一个电阻R、一个二极管D和一个三极管Q。二极管D的阳极连接通信端口TRX，二极管D的阴极分别连接电阻R的一端和控制模块120，电阻R的另一端连接三极管Q的基极，三极管Q的发射极连接通信端口TRX，三极管Q的集电极连接控制模块120。

具体地，电阻R的作用是使得产生偏置电压，这样才能给三极管Q基极提供一个合适的静态工作点。控制模块120包括信号接收端RX和信号输出端TX，信号输出端TX分别连接电阻R的一端和二极管D的阴极，信号接收端RX连接三极管Q的集电极。二极管D的作用是防倒流，当三极管Q导通时防止控制模块120的信号输出端TX的信号影响通信端口TRX的信号。可选择的是，电阻R可选用RC0402JR-071K型号的电阻，二极管D可选择使用RB520S-40型号，三极管Q可选择使用MMST3904型号。

本方案中，优选地，三极管Q为N型三极管，控制模块120在空闲状态时，会将信号输出端TX设置为高电平，当通信端口TRX输入的电信号为低电平时，则三极管Q导通，即控制模块120的接收端的波形和通信端口TRX的波形保持一致。当控制模块120在工作时，则会将信号输出端TX都安排拉低。三极管Q截止，控制模块120的信号接收端RX不受影响。因此，可以看到控制模块120的信号接受端和信号输出端TX信号完全隔离。

在本实施例中，通信模块110只有一个对外的通信端口TRX，因此只需要连接一根通信导线。因为雷管所处环境经常是非常恶劣的，因此，在工作的过程中，若一根导线传输故障，则会导致整个雷管失效，导线越多，出现故障的几率越大，因此，减少一根导线能较大降低信号传输出错的概率，而且雷管在地下深埋时，每一根导线所需长度都非常长，因此，少一根线会大大节省成本开支。

当然，若三极管Q为N型三极管时，对应的电路结构和控制每个端口的电平随之改变。

在一些实施方式的雷管半双工通信电路中，如图2所示，引爆模块130包括一个桥丝F，桥丝F的两端连接控制模块120；桥丝F的两端用于分别接收控制模块120发送的引爆信号。

具体地，当控制模块120接收端接收到引爆信号时，则通过连接引爆模块130的两个端口间产生一定的电压，使得引爆模块130工作，从而产生高温引燃外部设置的火药。可选择的是，该引爆模块130可以为一个桥丝F，也可以为其它的点火电阻R等能引燃外部设置火药的元器件，这里不做限制。可选择的是，桥丝F可选用DHDZ0805L6R00G63A型号。

在一些实施方式的雷管半双工通信电路中，如图3所示，通信模块110和控制模块120还分别连接近端控制器140；

通信模块110通过通信端口TRX连接近端控制器140，控制模块120分别通过电源端VCC和接地端GND连接近端控制器140。

具体地，近端控制器140包括三个端口，分别为通信端、接地端GND和电源端VCC。所以近端控制器140的上述三个接口分别对应连接通信模块110的通信端口TRX、控制模块120的接地端GND和电源端VCC。近端控制器140也叫近端起爆器，用于通过控制该近端控制器140连接的雷管，从而对该雷管接触的火药进行引爆。

在一些实施方式的雷管半双工通信电路中，还包括远端控制器150，远端控制器150与近端控制器140无线连接。

具体地，当然，有时候需要进行远距离引爆，这样才能达到一定的安全程度和更加的方便，因此，上述的近端控制器140还可以与远端控制器150进行无线连接，这样可以适用于各种场景，又能近距离引爆又能远距离引爆，增加使用场景。

在一些实施方式的雷管半双工通信电路中，远端控制器150包括一编码器，近端控制器140包括一译码器；远端控制器150将通过编码器编码后的电信号传输至近端控制器140，近端控制器140通过译码器将接收到的电信号进行译码。

具体地，为了使得周边其它的信号干扰，以及被其它不法分子利用进行不必要的引爆，需要将远端控制器150和近端控制器140之间的信号传输进行加密处理，从而保障引爆的安全性，以及准确性。

可选择地，该编码器可采用二进制编码、格雷码编码、BCD编码等。

在一些实施方式的雷管半双工通信电路中，近端控制器140发出寻呼信号至控制模块120，控制模块120接收到寻呼信号后发送准备信号至近端控制器140；近端控制器140接收到准备信号后传输引爆信号至控制模块120，控制模块120接收到引爆信号后，则通过通信模块110向控制模块120发送引爆信号，以控制引爆模块130进行引爆。

具体地，由于本电路是半双工通信电路，因此，近端控制器140发出信号时是无法同时接收控制模块120发出的信号，并且控制模块120在发出信号时也无法同时接收近端控制器140发出的信号。因此，在信号传输的过程中，将近端控制器140和控制模块120传输的信号中增加结束指令，用于当控制器接收到该结束指令时，不再继续进行接收，而是针对接收到的信号进行相应的反馈。

双方通信过程的步骤为：

步骤一：近端控制器140端寻呼，控制模块120端收到对应寻呼；

步骤二：控制模块120端收到对应寻呼，建立与近端控制器140端通讯准备；

步骤三：近端控制器140端通过信号发送端发送信号给控制模块120端，此时控制模块120端被禁止发送信号给近端控制器140端；

步骤四：近端控制器140端发送信号完成后，发送信号结束指令给控制模块120端；

步骤五：控制模块120端收到信号结束指令后，通过信号发送端发送信号信息给近端控制器140端，此时近端控制器140端被禁止发送信号信息给控制模块120端；

步骤六：控制模块120端发送信号信息完成后，信号发送端发送信号信息结束指令给近端控制器140端；

步骤七：近端控制器140端和控制模块120端根据上述步骤在发送和接收信号之间轮流通信，双方不能同时发送信号。

本申请提出一种雷管半双工通信电路，该电路不同于传统的雷管通信电路，传统的雷管控制芯片(控制模块120，控制芯片的型号可以选择使用STM32F030K6T6TR)和雷管控制系统(近端控制器140)之间通信需要4根线(VCC、TX、RX、GND)才能完成通信，而本申请雷管半双工通信电路只要3根线(VCC、TRX、GND)就能完成通信。可以减少网络通信带宽的使用，降低网络通信成本，可以提高数据的实时性和准确性。只有当雷管控制芯片(控制模块120)和雷管控制系统(近端控制器140)之间通信、自检正常，雷管才可以顺利的点燃炸药完成起爆。

当前现有的大部分无线雷管虽然完成起爆的功能存在一些安全性的问题。例如，通过无线系统对无线雷管进行起爆处理，而无线芯片信号连接的稳定性会对无线雷管起爆起到至关紧要的作用，但由于起爆环境恶劣，无线信号容易受到外部环境干扰因素，容易引起误爆或者不爆，这也就导致了雷管在使用的过程中工作人员的人身安全受到很大的威胁。

因此，本申请提出验证雷管半双工通信电路，利用通信模块110中的同一个通信端口TRX进行接收和输出通信信号，减少了现有的通信传输线，提高了整个电路的稳定性和便捷性，降低了成本。

本申请的另一实施例还提出一种电子雷管，包括上述的雷管半双工通信电路。

本申请的另一实施例还提出一种电子雷管系统200，包括一个上述的远端控制器150、m个上述的近端控制器140和n个上述的雷管半双工通信电路，其中，m、n均为大于1的整数。

具体地，如图5所示，当m和n相等时，则每个近端控制器140都仅仅只控制一个通信模块110、控制模块120和引爆模块130。所有近端控制器140可同时被远端控制器150给控制。这样，可以使得当需要时，针对不同的地方同时或者先后进行远程引爆操作，使得更加方便，提高引爆效率。

当m小于n时(未示出)，此时，每个近端控制器140连接若干个通信模块110，每个通信模块110连接一个控制模块120，每个控制模块120连接一个引爆模块130，这样每个近端控制器140可与多个通信模块110进行通讯，可以先后控制多个引爆模块130进行引爆操作。

可以理解，本实施例的方法步骤对应于上述实施例中的雷管半双工通信电路，其中，上述雷管半双工通信电路的可选项同样适用于本实施例，这里不再重复描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种雷管半双工通信电路，其特征在于，包括：通信模块、控制模块和引爆模块；

所述通信模块通过所述控制模块连接所述引爆模块；

所述通信模块通过通信端口将接收的通信信号传输至所述控制模块，并将所述控制模块输出的通信信号通过所述通信端口输出；

所述控制模块将输出的引爆信号传输至所述引爆模块以进行引爆。

2.根据权利要求1所述的雷管半双工通信电路，其特征在于，所述通信模块包括一个电阻、一个二极管和一个三极管；

所述二极管的阳极连接所述通信端口，所述二极管的阴极分别连接所述电阻的一端和所述控制模块，所述电阻的另一端连接所述三极管的基极，所述三极管的发射极连接所述通信端口，所述三极管的集电极连接所述控制模块。

3.根据权利要求2所述的雷管半双工通信电路，其特征在于，所述三极管为N型三极管。

4.根据权利要求1所述的雷管半双工通信电路，其特征在于，所述引爆模块包括一个桥丝，所述桥丝的两端均连接所述控制模块；

所述桥丝的两端用于分别接收所述控制模块发送的引爆信号。

5.根据权利要求1所述的雷管半双工通信电路，其特征在于，所述通信模块和所述控制模块还分别连接近端控制器；

所述通信模块通过所述通信端口连接所述近端控制器，所述控制模块分别通过电源端和接地端连接所述近端控制器。

6.根据权利要求5所述的雷管半双工通信电路，其特征在于，还包括远端控制器，所述远端控制器与所述近端控制器无线连接。

7.根据权利要求6所述的雷管半双工通信电路，其特征在于，所述远端控制器包括一编码器，所述近端控制器包括一译码器；所述远端控制器将通过所述编码器编码后的电信号传输至所述近端控制器，所述近端控制器通过所述译码器将接收到的电信号进行译码。

8.根据权利要求5所述的雷管半双工通信电路，其特征在于，所述近端控制器发出寻呼信号至所述控制模块，所述控制模块接收到所述寻呼信号后发送准备信号至所述近端控制器；所述近端控制器接收到所述准备信号后传输引爆信号至所述控制模块，所述控制模块接收到所述引爆信号后，则通过所述通信模块向所述控制模块发送引爆信号，以控制所述引爆模块进行引爆。

9.一种电子雷管，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的雷管半双工通信电路。

10.一种电子雷管系统，其特征在于，包括一个远端控制器、m个近端控制器和n个权利要求1至权利要求8任一项所述的雷管半双工通信电路，其中，m、n均为大于1的整数；所述远端控制器与所述m个近端控制器无线连接，每个所述近端控制器分别与一所述雷管半双工通信电路连接。