WO2021237893A1 - 烟花点火装置 - Google Patents

Abstract

一种烟花点火装置，包括控制单元（400）、中继信号转发单元（300）、终端接口单元（200）和点火头单元（100），控制单元只有在检测到中继信号转发单元的地址在预设地址列表中时，才会将点火指令发送至中继信号转发单元，因此控制装置可以区分该中继转发单元是否为待控的中继信号转发单元，避免误启动，且终端接口单元只有在检测到与点火指令对应的地址信息满足预设匹配条件时才会使点火头单元通电引燃烟花，即终端接口单元只能接受地址信息满足预设匹配条件的中继信号转发单元控制，经过中继信号转发单元和终端接口单元的双重验证，可以有效避免器件误触造成烟花误点，提高了烟花点火装置的安全性能。

Description

烟花点火装置 技术领域

本申请涉及烟花技术领域，特别是涉及一种烟花点火装置。

背景技术

烟花爆竹广泛应用于娱乐和庆典活动等，传统的烟花燃放是通过用户靠近烟花后点火，点燃烟花引线，但这样很容易发生安全事故。保证燃放过程中的人身安全，避免事故发生是非常重要的。

为了避免用户近距离燃放烟花，点火装置得到了应用。点火装置包括有线点火装置和无线点火装置两种，由于无线点火装置不需要点火前布线，且不受线材长度影响，方便携带，因此得到了广泛的应用。传统的无线点火装置大都采用遥控器控制点火终端开关开启，点火终端接通电池电源给常规小红头通电，点燃常规小红头后再引燃引线。然而这种方式控制简单，当出现误触时，如误触点火终端开关时，点火终端也会给小红头通电，容易危及人身安全，安全系数低。

发明内容

基于此，有必要针对传统的点火装置安全系数低的问题，提供一种烟花点火装置。

一种烟花点火装置，包括控制单元、中继信号转发单元、终端接口单元和点火头单元，所述控制单元连接所述中继信号转发单元，所述中继信号转发单元连接所述终端接口单元，所述终端接口单元连接所述点火头单元；

所述控制单元在检测到所述中继信号转发单元的地址在预设地址列表中时，将点火指令发送至所述中继信号转发单元，所述中继信号转发单元将所述点火指令转发至所述终端接口单元，所述终端接口单元用于在检测到与所述点火指令对应的地址信息满足预设匹配条件时，接通所述点火头单元的电源，以使所述点火头单元引燃烟花。

上述烟花点火装置，包括控制单元、中继信号转发单元、终端接口单元和点火头单元，控制单元连接中继信号转发单元，中继信号转发单元连接终端接口单元，终端接口单元连接点火头单元，控制单元在检测到中继信号转发单元的地址在预设地址列表中时，将点火指令发送至中继信号转发单元，中继信号转发单元将点火指令转发至终端接口单元，终端接口单元用于在检测到与点火指令对应的地址信息满足预设匹配条件时，接通点火头单元的电源，以使点火头单元引燃烟花。控制单元只有在检测到中继信号转发单元的地址在预设地址列表中时，才会将点火指令发送至中继信号转发单元，因此控制装置可以区分该中继转发单元是否为待控的中继信号转发单元，避免误启动，且终端接口单元只有在检测到与点火指令对应的地址信息满足预设匹配条件时才会使点火头单元通电引燃烟花，即终端接口单元只能接受地址信息满足预设匹配条件的中继信号转发单元控制，经过中继信号转发单元和终端接口单元的双重验证，可以有效避免器件误触造成烟花误点，提高了烟花点火装置的安全性能。

在其中一个实施例中，所述点火头单元包括电热丝点火头、电弧点火头和红头点火头中的至少一种。

在其中一个实施例中，当所述点火头单元包括电热丝点火头时，所述电热丝点火头包括密封电热丝点火头和/或镂空电热丝点火头。

在其中一个实施例中，所述终端接口单元和所述点火头单元可插拔连接。

在其中一个实施例中，所述终端接口单元包括采样电路和控制器，所述采样电路和所述控制器均连接所述点火头单元，所述采样电路连接所述控制器，所述控制器连接所述中继信号转发单元；

所述采样电路用于采集所述点火头单元的电参数并发送至所述控制器，所述控制器用于根据所述电参数识别点火头类型，并在检测到与所述点火指令对应的地址信息满足预设匹配条件时，发送与所述点火头类型对应的通电信号至所述点火头单元。

在其中一个实施例中，所述控制器还用于在检测到所述电参数超过安全阈值范围时，发送自检错误信息至所述信号中继转发单元。

在其中一个实施例中，所述终端接口单元还包括电源开关、负载开关和电源，所述控制器通过所述负载开关连接所述点火头单元，所述控制器连接所述电源开关，所述电源开关连接所述电源，所述电源连接所述点火头单元；

所述控制器用于根据检测到的所述负载开关的工作状态，调节输出至所述电源开关的信号的占空比。

在其中一个实施例中，所述控制器还用于根据接收到的点火命令信息调节输出至所述电源开关的信号的占空比。

在其中一个实施例中，所述终端接口单元和所述中继信号转发单元外形尺寸一致，且均被阻燃外壳包覆。

在其中一个实施例中，所述控制单元与所述中继信号转发单元通过蓝牙连接，所述中继信号转发单元和所述终端接口单元通过局域网连接，所述终端接口单元与所述点火头单元有线连接。

附图说明

图1为一个实施例中烟花点火装置的结构框图；

图2为另一个实施例中烟花点火装置的结构框图；

图3为一个实施例中烟花点火装置的结构示意图；

图4为一个实施例中电弧点火头的结构及尺寸示意图；

图5为一个实施例中电弧点火头结构的正视图；

图6为一个实施例中电弧点火头结构的侧视图；

图7为一个实施例中密封电热丝点火头结构的正视图；

图8为一个实施例中密封电热丝点火头结构的侧视图；

图9为一个实施例中镂空电热丝点火头结构的正视图；

图10为一个实施例中镂空电热丝点火头结构的侧视图；

图11为一个实施例中密封电热丝点火头的结构及尺寸示意图；

图12为一个实施例中镂空电热丝点火头的结构及尺寸示意图；

图13为一个实施例中中继信号转发单元的结构及尺寸示意图；

图14为一个实施例中终端接口单元的结构及尺寸示意图；

图15为一个实施例中中继信号转发单元结构的正视图；

图16为一个实施例中中继信号转发单元结构的侧视图；

图17为一个实施例中终端接口单元结构的正视图；

图18为一个实施例中终端接口单元结构的侧视图；

图19为一个实施例中终端接口单元的点火自检流程图；

图20为一个实施例中终端接口单元的点火自检电路图；

图21为一个实施例中终端接口单元的防误触发点火保护流程图；

图22为一个实施例中终端接口单元的防误触发点火保护电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行更加全面的描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在一个实施例中，请参见图1和图3，提供一种烟花点火装置，包括控制单元400、中继信号转发单元300、终端接口单元200和点火头单元100，控制单元400连接中继信号转发单元300，中继信号转发单元300连接终端接口单元200，终端接口单元200连接点火头单元100。控制单元400在检测到中继信号转发单元300的地址在预设地址列表中时，将点火指令发送至中继信号转发单元300，中继信号转发单元300将点火指令转发至终端接口单元200，终端接口单元200用于在检测到与点火指令对应的地址信息满足预设匹配条件时，接通点火头单元100的电源，以使点火头单元100引燃烟花。

具体地，控制单元400的类型并不是唯一，可以为手机或电脑等带有控制功能的终端设备，以实现对烟花点火的远程控制，使用便捷。在本实施例中，以控控制单元400为移动设备控制单元400为例，移动设备控制单元400安装有对应平台操作系统的APP控制程序，用户可通过APP控制程序编辑音乐节点的点火时间信息，然后发送点火指令至中继信号转发单元300，中继信号转发单元300将接收到的点火指令传输至终端接口单元200，终端接口单元200接收到点火指令后接通点火头单元100的电源，以使点火头单元100引燃烟花。

请参见图2，终端接口单元200的数量并不是唯一的，当终端接口单元200的数量为两个以上时，各终端接口单元200可以均连接同一个中继信号转发单元300，可由中继信号转发信号实现对多个终端接口单元200的同步或异步的信号转发，工作效率高，各终端接口单元200的地址不同，便于区分，也可以提 高控制的准确性。或者，也可以采用多个中继信号转发单元300实现对不同终端结构单元的信号转发，以减轻每个中继信号转发单元300的工作负荷。可扩展地，点火头单元100的数量也不是唯一的，每一个终端结构单元可以连接一个或多个点火头单元100，从而实现根据烟花燃放的要求调整烟花点火装置的数量和布局，提高了烟花点火装置的使用灵活性。

预设地址列表的形成方式并不是唯一的，例如中继信号转发单元300的地址可以由控制单元400提前设置，控制单元400设置好中继信号转发单元300的地址后，将地址存储在数据库中形成地址列表，可以理解，控制单元400可以设置多个中继信号转发单元300的地址。或者，预设地址列表也可以由用户提前设置到控制单元400中。控制单元400在发送点火指令至中继信号转发单元300之前，先检测该中继信号转发单元300的地址信息，若该地址信息在预设地址列表中，则正常传输数据，控制单元400还能显示该中继信号转发单元300的地址信息，以便于用户对地址信息进行确认，防止将点火指令发送到其中中继信号转发单元300或其他器件中，提高数据传输的安全性。

此外，预设匹配条件并不是唯一的，例如预设匹配条件可以为中继信号转发单元300的地址列表，控制单元400可以将获取到的中继信号转发单元300的地址列表发送至终端接口单元200，在终端接口单元200接收到点火指令后，获取发送点火指令的中继信号转发单元300的地址，若该地址在预设地址列表中，则判断满足预设匹配条件，从而接通点火头单元100的电源，以使所述点火头单元100引燃烟花。预设匹配条件还可以为与终端接口单元200有数据传输记录的中继信号转发单元300的地址列表，控制单元400可以通过中继信号转发单元300设置终端接口单元200的地址，从而使中继信号转发单元300和终端接口单元200存在数据传输记录，终端接口单元200存储与其有数据传输 记录的中继信号转发单元300的地址，终端接口单元200在接收到点火指令后，获取发送点火指令的中继信号转发单元300的地址信息，若判断该中继信号转发单元300之前与其有过数据传输记录，则判断满足预设匹配条件，从而控制点火头单元100引燃烟花。终端接口单元200只能接受地址信息满足预设匹配条件的中继信号转发单元300控制，可以避免终端接口单元200的误触发，提高了烟花燃放的安全性。进一步地，当控制单元400为移动设备控制单元400时，移动设备控制单元400安装的APP程序采用流水线型交互式终端地址设计方式，引导用户逐步设置地址，简化用户操作流程。

在一个实施例中，点火头单元100包括电热丝点火头、电弧点火头和红头点火头中的至少一种。点火头单元100可以为电热丝点火头、电弧点火头和红头点火头的任意一种，还可以同时包括多个相同类型或不同类型的点火头，可根据烟花燃放需求调整点火头的类型和数量，提高了点火终端接口单元200的兼容性和扩展性。

点火头单元100与烟花引线的连接方式并不是唯一的，在本实施例中，请参见图3，点火头单元100设计成鳄鱼夹夹持方式与烟花引线固定连接，便于调整更换。根据点火头单元100的类型不同，引燃烟花引线的方式也不一样，当点火头单元100包括电热丝点火头时，电热丝点火头通电后，电热丝夹子发热部分急速升温引燃烟花引线进入燃放，电热丝点火头成本低。当点火头单元100包括电弧点火头时，电弧点火头通电后，电弧点火头陶瓷极对尖端放电产生高温电弧引燃引线进入燃放，电弧点火头功耗低，寿命长。当点火头单元100包括红头点火头时，通电后点燃红头点火头引燃引线，红头点火头技术成熟，使用广泛。

进一步地，电弧点火头的结构并不是唯一的，在本实施例中，请参见图4， 电弧点火头尺寸为60mm*22mm*27mm，请参见图5及图6，电弧点火头包括：半金属电弧夹上盖1201、变压器1202、PCB板1203、点火头1204、滚花销1205、半金属电弧夹底盖1206、扭簧1207、金属头1208、半金属电弧夹压盖1209、ST2.2自攻螺丝1210以及线缆1211，各部分的设置关系及结构图可参见图5及图6，在此不再赘述。电弧点火头采用双弧面波浪形杠杆方式打开鳄鱼夹口，弧面贴合成人大拇指外形，符合人体舒适设计。结合扭簧1207和滚花销1205配合，可自由控制鳄鱼夹口打开角度，便于夹持粗细不同的烟花引线。扭簧1207采用锰钢或不锈钢材料，具备防锈功能，电弧点火头的引线夹持部分采用外置耐高温金属材质设计，避免了引线燃烧时产生的高温对夹持部分的烧损，同时也避免了引线燃烧过程中产生的残渣积累，延长了电弧点火头的使用寿命。电弧点火头的其他部位采用塑料开模，重量轻，方便点火头夹持在引线上。塑料部分与金属夹持部分采用金属件含倒刺插入塑料部分，保证了连接的稳固。金属夹持部分可采用铝、锌或不锈钢材料；金属夹持部分含一对圆孔，方便陶瓷电弧电极的引出。电弧点火头采用金属与塑料件嵌套方式，避免点燃引线时对塑料件的烧损，又可减低点火头本身的重量。点燃引线外置，可延长点火头的使用寿命。可以理解，在其他实施例中，电弧点火头也可以为其他结构，只要本领域技术人员认为可以实现即可。

在一个实施例中，当点火头单元100包括电热丝点火头时，电热丝点火头包括密封电热丝点火头和/或镂空电热丝点火头。电热丝点火头的类型并不是唯一的，可以为密封电热丝点火头或镂空电热丝点火头，还可以同时包括密封电热丝点火头和镂空电热丝点火头，具体可根据实际需求选择，使用便捷。

密封电热丝点火头的结构并不是唯一的，在本实施例中，请参见图7及图8，密封电热丝点火头包括：点火头下板201、电热丝202、点火头上板203、点火 下胶垫204、点火上胶垫205、滚花销206、扭簧207及线缆208，各部分的设置关系及结构图可参见图7及图8，在此不再赘述。密封电热丝点火头采用隔热橡胶垫将电热丝及引线与点火头塑料机身隔离，避免引线燃烧时烧损塑料机身。

镂空电热丝点火头的结构也不是唯一的，在本实施例中，请参见图9及图10，镂空电热丝点火头包括：点火头下板101、电热丝102、点火头上板103、点火下胶垫104、点火上胶垫105、滚花销106、扭簧107及线缆108，各部分的设置关系及结构图可参见图9及图10，在此不再赘述。

镂空电热丝点火头的电热丝102夹持固定部分采用镂空设计，在电热丝102的上下和两侧开孔，镂空部分不设置隔离橡胶垫，利于引线燃烧时产生的高温及时散热，同时也利于引线燃烧过程中产生的残渣排放，能实现延长点火头的使用寿命。密封电热丝点火头和所述镂空电热丝点火头外尺寸可以一样，请参见图11及图12，为40mm*18.1mm*22mm，均利用弧面杠杆方式打开鳄鱼夹口，符合人体舒适性设计要求。镂空电热丝点火头具备镂空防过热功能，可延长电热丝点火头的使用寿命。可以理解，在其他实施例中，电热丝点火头也可以为其他结构，只要本领域技术人员认为可以实现即可。

在一个实施例中，终端接口单元200和点火头单元100可插拔连接。终端接口单元200和点火头单元100可插拔连接便于调整终端结构单元和点火头单元100的连接关系，也便于实现终端接口单元200或点火头单元100的更换，使用便捷。

具体地，可插拔连接的方式并不是唯一的，在本实施例中，点火头单元100连接线与终端接口单元200通过DC插座可拔插连接，需要断开连接时直接拔掉即可，操作简单。点火头单元100由终端接口单元200提供电能，当点火头单元100在在通电工作时，也可以通过拔出的方式断开与终端接口单元200的连 接，实现点火头单元100的可带电更换，使用方便。

在一个实施例中，终端接口单元200包括采样电路和控制器，采样电路和控制器均连接点火头单元100，采样电路连接控制器，控制器连接中继信号转发单元300。采样电路用于采集点火头单元100的电参数并发送至控制器，控制器用于根据电参数识别点火头类型，并在检测到与点火指令对应的地址信息满足预设匹配条件时，发送与点火头类型对应的点火指令至点火头单元100。

点火头单元100的类型并不是唯一的，采样电路可采集与终端接口单元200连接的点火头单元100的电参数并发送至控制器，控制器根据电参数判断点火头单元100的类型，在检测到与点火指令对应的地址信息满足预设匹配条件时，说明点火指令的来源正确，发送与点火头类型对应的点火指令至点火头单元100，可以实现自动识别点火头类型，根据点火头类型进行相应的点火控制。具体地，电参数的类型并不是唯一的，例如可以为阻值，以点火头单元100的类型为电热丝点火头或电弧点火头为例，电热丝点火头的阻值约为1-2Ω，而电弧点火头的阻值可达到几十Ω或几百KΩ，相差较大，因此可根据阻值判断点火头类型，从而实现相应的控制，提高控制的准确性。可扩展地，控制器连接中继信号转发单元300，并将点火头类型通过中继信号转发单元300传输至控制单元400，当控制单元400为远程控制单元400，或者控制单元400包含显示装置时，可以将识别出来的点火头类型展示给用户，方便用户核对点火头，匹配燃放的烟花。终端接口单元200可兼容电热丝点火头、电弧点火头及常规的小红头，具备自动检测点火头类型，上传并进行对应的相关控制功能，增加控制的灵活性。

在一个实施例中，控制器还用于在检测到电参数超过安全阈值范围时，发送自检错误信息至信号中继转发单元。当检测到点火头单元100的电参数超过 安全阈值范围时，发送自检错误信息至信号中继转发单元，中继信号转发单元300可将自检错误信息转发至控制单元400，当控制单元400为远程控制单元400，或者控制单元400包含显示装置时，可以及时提醒用户点火头单元100的异常情况，以便于及时排除故障，提高烟花点火装置的使用可靠性。

终端接口单元200具有点火头自检故障功能，当点火头单元100出现短路、开路损坏等异常问题时，采样电路检测到的电参数会发生变化，超过安全阈值范围，终端接口单元200的控制器检测到点火头单元100的电参数超过安全阈值范围时，发送自检错误信息至信号中继转发单元，中继转发单元将自检错误信息传输至控制单元400以告知用户点火头的非正常状态信息。可扩展地，控制器同时将锁定故障点火头通道，避免因点火头故障出现误点火动作，保障燃放的安全性。终端接口单元200带点火头自检故障功能，安全性高，可避免因干扰或器件故障导致的误点烟花事故。

在一个实施例中，终端接口单元200还包括电源开关、负载开关和电源，控制器通过负载开关连接点火头单元100，控制器连接电源开关，电源开关连接电源，电源连接点火头单元100，控制器用于根据检测到的负载开关的工作状态，调节输出至电源开关的信号的占空比。

具体地，终端接口单元200具有PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)限流保护功能，控制器检测负载开关的工作状态，当检测到负载开关短路，不收控制器控制时，控制器缩小输出至电源开关的信号的占空比，受到PWM限流影响，点火头单元100接收到的电源电流减小，无法点燃烟花引线，避免了因开关元件的损坏而导致误点火动作，保障燃放的安全性。

在一个实施例中，控制器还用于根据接收到的点火命令信息调节输出至电源的开关信号的占空比。

具体地，终端接口单元200具有限流保护功能，可以根据接收到的点火命令信息调节输出至电源开关的信号的占空比。在点火头单元100不工作时，控制器把输出至电源开关的信号的占空比设置的比较小，从而降低点火头单元100的功耗。在接收到点火命令信息时，控制器首先判断接收到的点火命令信息是否符合要求，例如发送信息的地址信息是否在预设地址列表内，当检测到接收到的点火命令信息不正确时，维持或进一步减小输出至电源开关的信号的占空比，以使电源不输出或少输出电流，使点火头单元100不工作。只有在控制器收到正确的点火命令信息时，PWM限流才会解锁完全打开，此时控制器调大输出至电源开关的信号的占空比，以使电源持续输出电流，使点火头单元100工作，点燃烟花引线。因电源部分受PWM限流驱动，接收到错误的点火命令信息时，点火头因电源电流的减小无法驱动点火头，避免了因异常的干扰信号而导致误点火动作，保障燃放的安全性。终端接口单元200带PWM电源控制功能，可降低终端接口单元200的待机功耗。

进一步地，当点火头单元100包括电弧点火头时，电弧点火头可包括电压采样电路、电源和中控器，电压采样电路和中控器均连接电源，电压采样电路连接中控器，电压采样电路用于检测电源电压并发送至中控器，中控器设置有PWM恒流闭环反馈控制，根据电池使用过程中电压的变化，结合引线点燃对电弧强度的需求，自适应调整PWM占空比，始终保证烟花点燃电弧强度的稳定性，以实现烟花点火的可靠性。

在一个实施例中，终端接口单元200和中继信号转发单元300外形尺寸一致，且均被阻燃外壳包覆。终端接口单元200和中继信号转发单元300外形尺寸一致，便于收纳，均被阻燃外壳包覆，可以避免燃放烟花时火星跌落，损坏终端接口单元200和中继信号转发单元300，起到保护作用。进一步地，终端接 口单元200和中继信号转发单元300的外形尺寸并不是唯一的，在本实施例中，请参见图13及图14，尺寸可以为107mm*95mm*35mm，且采用同样的包装盒，整洁好收纳。此外，终端接口单元200和点火头单元100均采用人体仿真流线型设计，体积小巧，满足手握舒适感，两端弧面带波纹设计，手持不易滑落，提高了使用的安全性。

请参见图15及图16，中继信号转发单元300包括中继上盖301、中继下盖302、天线柱303、电源开关304、数码管305、指示灯306、操作按键307、电池308、PCB板309及电池盖310，各部分的设置关系及结构图可参见图15及图16，在此不再赘述。请参见图17及图18，终端接口单元200包括终端上盖401、终端下盖402、数码管403、电源开关404、天线柱405、PCB板406、电池盖407和电池408，各部分的设置关系及结构图可参见图17及图18，在此不再赘述。正常点火时，APP连接中继蓝牙，程序设置完成后，在APP应用程序界面，点down下载燃放序列，点Fire按键，终端接收命令点火。

中继盒需先将LOCK开关置于ON位置，LOCK LED显示红色，再长按FIRE按键，数码管显示FA发出点火命令，终端接收命令点火。

在一个实施例中，控制单元400与中继信号转发单元300通过蓝牙连接，中继信号转发单元300和终端接口单元200通过局域网连接，终端接口单元200与点火头单元100有线连接。

采用两级无线组网控制，控制单元400与中继信号转发单元300采用通用的蓝牙通信，适用大部分的控制单元400，尤其是移动设备控制单元400，中继信号转发单元300和终端接口单元200采用自组局域网方式，通信距离远，方便现场烟花摆放。进一步地，无线传输协议采用针对烟花燃放产品设计的私有协议，确保通讯信息的安全性，避免不同燃放系统之间的互相干扰而导致误触 发点火动作，以保障燃放的安全性。点火头单元100内通常设置有电池，点火头单元100与终端接口单元200采用有线连接方式，实现含电池的终端接口单元200与燃放的烟花产品保持一定的安全距离，更能保障终端接口单元200以及现场燃放的安全性。

为了更好地理解上述实施例，以下结合一个具体的实施例进行详细的解释说明。在一个实施例中，控制单元400为移动设备控制单元400，例如可以为手机。烟花点火装置包括移动设备控制单元400、中继信号转发单元300、终端接口单元200和点火头单元100，移动设备控制单元400安装有对应平台操作系统的APP控制程序，用户可通过APP控制程序编辑音乐节点的点火时间信息发放至中继信号转发单元300。中继信号转发单元300将接收到的移动设备控制单元400命令通过无线通讯传输至对应地址的终端接口单元200。终端接口单元200接收到点火命令信息，控制对应通道接口点火头单元100的电源。点火头单元100设计成鳄鱼夹夹持方式与烟花引线固定连接，点火头单元100连接线与终端接口单元200通过DC插座可拔插连接，点火头单元100通电后，电热丝夹子发热部分急速升温引燃烟花引线进入燃放，或者电弧点火头陶瓷极对尖端放电产生高温电弧引燃引线进入燃放，或者点燃常规小红头引燃引线。

终端接口单元200和点火头单元100的数量均可以为多个，若干终端接口单元200的地址不同，便于区分，每个终端接口单元200的地址可由移动设备控制单元400通过中继信号转发单元300设置，中继信号转发单元300的地址由移动设备控制单元400设置和显示，以区分是否为待控的中继信号转发单元300，避免误启动。终端接口单元200只能接受设置其地址的中继信号转发单元300控制。点火头单元100有电热丝点火头、电弧点火头、常规小红头等方式。电热丝点火头包括密封电热丝点火头和镂空电热丝点火头两种。

中继信号转发单元300与终端接口单元200外形尺寸一致，为107mm*95mm*35mm，包装盒一样，方便收纳，采用人体仿真流线型设计，满足手握舒适感；两端弧面带波纹设计，手持不易滑落。外壳采用阻燃材料，避免燃放烟花时火星跌落损坏。

终端接口单元200与点火头单元100设计成DC插座可拔插连接，实现点火头单元100的可带电更换，可根据用户需求兼容低成本的电热丝点火头单元100、长寿命低功耗的电弧点火头单元100和常规小红头单元。点火头单元100与终端接口单元200采用有线连接方式，实现含电池的终端接口单元200与燃放的烟花产品保持一定的安全距离，更能保障终端接口单元200以及现场燃放的安全性。

终端接口单元200可同时接入三个相同类型或者不同类型的点火头，内部AD采样电路可自动识别点火头类型，根据点火头类型进行相应的点火控制，并将点火头类型标识通过中继信号转发单元300传输至移动设备控制单元400以展示给用户，方便用户核对点火头，匹配燃放的烟花。

终端接口单元200设计点火头自检故障功能，请参见图19，当点火头出现短路、开路损坏异常问题，终端接口单元200将自检错误信息通过中继信号转发单元300传输至移动设备控制单元400以告知用户点火头的非正常状态信息，同时将锁定故障点火头通道，避免因点火头故障出现误点火动作，保障燃放的安全性。

图20为终端接口单元200的点火自检电路，具体为点火头控制电路的其中一路，DC1为外接点火头插座，是终端接口单元200与点火头单元100的连接接口，U1为电子负载开关，Ignitor_fire1为负载开关的控制IO口，Ignitor_State1为单片机AD采样输入口，R8为ADC采样端口的上拉电阻，D2 为隔离二极管，R57为负载匹配电阻。其它标注了NC字符的元件都为预留空置器件。

当DC1未接点火头时，采样电路的电流回路为3.3V→R8→D2→R60→R57//R1→GND,当DC1外接电热丝点火头时，电热丝阻值为2Ω，近似短路，采样电流回路为3.3V→R8→D2→DC1→电热丝→GND。当DC1外接电弧点火头时，电弧点火头未正常工作时的内阻约为1KΩ，采样电流回路为3.3V→R8→D2→DC1→电弧驱动电路→GND。当电子负载开关U1的1#与6#短路损坏时，通过U1的6#→R60→D2负极，3.3V通过R8加至D2的正极，因D2负极电压大于正极电压，故D2为反向截止状态。

自检流程为：开机后软件初始化完成，先检测Ignitor_State1AD值，AD值<1.1V，则判断有外部点火头接入，AD值>3V，则判断电子负载开关短路击穿，开关工作状态异常，自检不通过，若1.2V<AD值<1.6V，则判断外部无点火头接入，电子负载开关无击穿短路，进入下一步，单片机Ignitor_fire1输出高电平，再次判断AD值，如AD值<1.6V，则判断电子负载开关开路，开关工作状态异常，自检不通过，如AD值>3V，则判断电子负载开关控制正常，进入下一步。

终端接口单元200电路电源开关部分设计PWM限流保护功能，请参见图21，当终端接口单元200控制点火头接口的电子开关元件短路损坏不受MCU控制时，电源部分开关管驱动将受PWM限流，点火头因电源电流的减小无法点燃烟花引线，避免了因电子开关元件的损坏而导致误点火动作，保障燃放的安全性。

终端接口单元200电路电源开关部分设计PWM限流保护功能，只有在MCU收到正确的点火命令信息时，PWM限流才会解锁完全打开。当终端接口单元200的MCU控制点火部分出现干扰导致点火头接口的电子开关误触发导通时，因电源部分开关管受PWM限流驱动，点火头因电源电流的减小无法驱动点火头，避 免了因异常的干扰信号而导致误点火动作，保障燃放的安全性。

图22为终端接口单元200的防误触发点火保护电路，具体为电源电子开关控制部分原理图，P1外接6V电池，S1为电源开关，Power on为单片机控制IO口，配置为PWM模式，开机时输出8KHz 15％占空比PWM波，点火时占空比为100％，关机时占空比为0％。

电源开关控制部分，开机时，单片机IO口Power on输出8KHz 15％占空比PWM波，Q2为不完全导通状态，允许连续电流为5V供电时400mA左右，负载超过此电流，Q2压降增大，VCC减小直到单片机复位自动关机。单片机IO口Power on只有在通讯协议里解析到正确的点火命令时，即接收到的点火命令信息符合要求时，才会变为100％高电平输出，Q2同时也进入完全导通状态，此时点火头才能得到足够的负载电流正常工作。经过以上开机自检检测电路配合电源开关电路的限流设计，可以预防硬件电路故障导致的误点火问题，确保用户的燃放安全。

密封电热丝点火头采用隔热橡胶垫将电热丝及引线与点火头塑料机身隔离，避免引线燃烧时烧损塑料机身。镂空电热丝点火头的发热片夹持固定部分采用镂空设计，在发热片的上下和两侧开孔，镂空部分不设置隔离橡胶垫，利于引线燃烧时产生的高温及时散热，同时也利于引线燃烧过程中产生的残渣排放，能实现延长点火头的使用寿命。密封电热丝点火头和镂空电热丝点火头外尺寸一样，为40mm*18.1mm*22mm，利用弧面杠杆方式打开鳄鱼夹口，符合人体舒适性设计要求。

电弧点火头驱动电路采用PWM恒流闭环反馈控制，根据电池使用过程中电压的变化，结合引线点燃对电弧强度的需求，自适应调整PWM占空比，始终保证烟花点燃电弧强度的稳定性，以实现烟花点火的可靠性。电弧点火头尺寸为 60mm*22mm*27mm，采用双弧面波浪形杠杆方式打开鳄鱼夹口，弧面贴合成人大拇指外形，符合人体舒适设计；结合扭簧和滚花销配合，可自由控制鳄鱼夹口打开角度，便于夹持粗细不同的烟花引线。扭簧采用锰钢或不锈钢材料，具备防锈功能；电弧点火头的引线夹持部分采用外置耐高温金属材质设计，避免了引线燃烧时产生的高温对夹持部分的烧损，同时也避免了引线燃烧过程中产生的残渣积累，延长了电弧点火头的使用寿命。电弧点火头的其他部位采用塑料开模，重量轻，方便点火头夹持在引线上。塑料部分与金属夹持部分采用金属件含倒刺插入塑料部分，保证了连接的稳固。金属夹持部分可采用铝、锌或不锈钢材料；金属夹持部分含一对圆孔，方便陶瓷电弧电极的引出。

移动设备控制单元400安装的APP程序，采用流水线型交互式终端地址设计方式，简化用户操作流程。同时无线传输协议采用针对烟花燃放产品设计的私有协议，确保通讯信息的安全性，避免不同燃放系统之间的互相干扰而导致误触发点火动作，以保障燃放的安全性。

上述烟花点火装置，包括控制单元400、中继信号转发单元300、终端接口单元200和点火头单元100，控制单元400连接中继信号转发单元300，中继信号转发单元300连接终端接口单元200，终端接口单元200连接点火头单元100，控制单元400在检测到中继信号转发单元300的地址在预设地址列表中时，将点火指令发送至中继信号转发单元300，中继信号转发单元300将点火指令转发至终端接口单元200，终端接口单元200用于在检测到与点火指令对应的地址信息满足预设匹配条件时，接通点火头单元100的电源，以使点火头单元100引燃烟花。控制单元400只有在检测到中继信号转发单元300的地址在预设地址列表中时，才会将点火指令发送至中继信号转发单元300，因此控制装置可以区 分该中继转发单元是否为待控的中继信号转发单元300，避免误启动，且终端接口单元200只有在检测到与点火指令对应的地址信息满足预设匹配条件时才会使点火头单元100通电引燃烟花，即终端接口单元200只能接受地址信息满足预设匹配条件的中继信号转发单元300控制，经过中继信号转发单元300和终端接口单元200的双重验证，可以有效避免器件误触造成烟花误点，提高了烟花点火装置的安全性能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1. 一种烟花点火装置，其特征在于，包括控制单元、中继信号转发单元、终端接口单元和点火头单元，所述控制单元连接所述中继信号转发单元，所述中继信号转发单元连接所述终端接口单元，所述终端接口单元连接所述点火头单元；

   所述控制单元在检测到所述中继信号转发单元的地址在预设地址列表中时，将点火指令发送至所述中继信号转发单元，所述中继信号转发单元将所述点火指令转发至所述终端接口单元，所述终端接口单元用于在检测到与所述点火指令对应的地址信息满足预设匹配条件时，接通所述点火头单元的电源，以使所述点火头单元引燃烟花。
2. 根据权利要求1所述的烟花点火装置，其特征在于，所述点火头单元包括电热丝点火头、电弧点火头和红头点火头中的至少一种。
3. 根据权利要求2所述的烟花点火装置，其特征在于，当所述点火头单元包括电热丝点火头时，所述电热丝点火头的尺寸为40mm*18.1mm*22mm，所述电热丝点火头包括密封电热丝点火头和/或镂空电热丝点火头。
4. 根据权利要求1所述的烟花点火装置，其特征在于，所述终端接口单元和所述点火头单元可插拔连接。
5. 根据权利要求1所述的烟花点火装置，其特征在于，所述终端接口单元包括采样电路和控制器，所述采样电路和所述控制器均连接所述点火头单元，所述采样电路连接所述控制器，所述控制器连接所述中继信号转发单元；

   所述采样电路用于采集所述点火头单元的电参数并发送至所述控制器，所述控制器用于根据所述电参数识别点火头类型，并在检测到与所述点火指令对应的地址信息满足预设匹配条件时，发送与所述点火头类型对应的通电信号至所述点火头单元。
6. 根据权利要求5所述的烟花点火装置，其特征在于，所述控制器还用于在检测到所述电参数超过安全阈值范围时，发送自检错误信息至所述信号中继转发单元。
7. 根据权利要求5所述的烟花点火装置，其特征在于，所述终端接口单元还包括电源开关、负载开关和电源，所述控制器通过所述负载开关连接所述点火头单元，所述控制器连接所述电源开关，所述电源开关连接所述电源，所述电源连接所述点火头单元；

   所述控制器用于根据检测到的所述负载开关的工作状态，调节输出至所述电源开关的信号的占空比。
8. 根据权利要求7所述的烟花点火装置，其特征在于，所述控制器还用于根据接收到的点火命令信息调节输出至所述电源开关的信号的占空比。
9. 根据权利要求1所述的烟花点火装置，其特征在于，所述终端接口单元和所述中继信号转发单元外形尺寸一致，且均被阻燃外壳包覆，所述终端接口单元和所述中继信号转发单元的尺寸为107mm*95mm*35mm。
10. 根据权利要求1所述的烟花点火装置，其特征在于，所述控制单元与所述中继信号转发单元通过蓝牙连接，所述中继信号转发单元和所述终端接口单元通过局域网连接，所述终端接口单元与所述点火头单元有线连接。

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