[發明專利]一種交互式數字化無線遙控起爆器及其設計和控制方法

在審

• 申請號: 201710164709.9
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN106707905A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 孫偉
• 申請（專利權）人: 北京恒衛科技有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;F42C13/04
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理事務所(普通合伙)11457
• 代理人: 黃云鐸

技術領域

本發明涉及爆破控制領域，尤其涉及一種交互式數字化無線遙控起爆器。

背景技術

21世紀是技術成熟并逐步應用的時代，信息技術、光電技術、電子技術等迅猛發展，無線遙控技術也相應的發展成熟。無線遙控設備分為遠程控制器5和受控端兩部分，遠程控制器5把控制命令以某種特定編碼的方式形成易于傳輸的信號，通過無線傳輸，在受控端經解碼等處理并完成相應的控制操作。目前，無線遙控技術被廣泛地應用于軍事、生活的各個領域。然而，國內現有的起爆方式仍以有線控制為主，無線遙控在這方面還處于剛剛起步階段。有線控制方式存在靈活性差、資源浪費、操作復雜、繁瑣等缺點。部分公司產品實現了簡單的無線引爆功能，其引爆方式采用簡單的射頻通信方式，控制功能單一，只能實現一發一收的簡單工作。這種方式缺點明顯：首先，控制端與受控端不能進行實時通信，控制端對受控端的當前狀態不能監控，包括受控端開機狀態、接線狀態、起爆狀態等；其次，控制技術簡單，可靠性差，這在爆破工程里邊就意味著安全性差；最后，這種控制方式屬于點對點通信，即一臺控制機對應一臺受控機，使用過程仍然存在諸多不便；對于多點起爆的場所，其應用更加繁瑣。

發明內容

本發明的目的是通過遠程控制器與現場控制器之間穩定有效地相互通信，能夠免疫周圍復雜環境干擾和設備相互之通信干擾，實現一個控制中心同時對多個分散式分機執行機構的控制起爆任務，實現快速的爆破準備，并通過時間同步的無線控制方式實現不同起爆點的同步起爆。本發明的另一個目的是提供一種通過復雜的加密處理、控制方法及通信方法，從而克服復雜環境下實現同一臺遠程控制器對現場端多臺控制機的實時高效地控制；并將這種可靠的無線通信技術成功的應用到遙控起爆設備中，與傳統起爆方式相結合的，達到遠程遙控起爆的目的。

本發明的技術方案是提供一種交互式數字化無線遙控起爆系統，包括多個起爆執行模塊、多個現場控制器、電源模塊、無線通信模塊、遠程控制器，其特征在于:

起爆執行模塊，用于向其相連的雷管輸出起爆電流，引爆爆炸裝置；

現場控制器，用于等待接收遠程控制器的操作命令，并作出相應的動作，控制電源模塊輸出恒定電流信號，控制起爆執行模塊的繼電器輸出電流信號至外接雷管，同時將現場控制器的狀態實時發送回遠程控制器；

電源模塊用于為起爆執行模塊、現場控制器、無線通信模塊、遠程控制器提供穩定的5V、3.3V和1.2A電源；

無線通訊模塊采用TRS4463芯片，用于發送遠程控制器的操作指令，并接收現場控制器傳回的系統狀態信息；同時無線通訊模塊還用于發送現場控制器的狀態信息，并接收遠程控制器的操作指令。

進一步地，本發明還提供了一種用于交互式數字化無線遙控起爆系統的硬件電路的設計方法：

步驟1、進行交互式數字化無線遙控起爆系統CPU設計，交互式數字化無線遙控起爆系統的CPU采用STM32單片機；

步驟2、進行無線傳輸模塊的設計，無線傳輸模塊選用與遠程控制器相同的收發模塊，并與遠程控制器配套使用；通過8位的撥碼開關設定現場控制器的無線收發頻率與同組內的遠程控制器的收發頻率保持一致；通過另外的8位撥碼開關控制現場控制器的序號，與其他同組別的現場控制器相互區分開，從而使遠程控制器對各個現場控制器能夠獨立地控制；

步驟3、進行引爆功能模塊設計，具體包括：

步驟3.1、在供電電源一側，升壓芯片的使能信號與電源輸入信號采用聯動控制方式，通過一組控制信號同時實現對以上兩個被控量的通斷控制。做到升壓電路工作同時電壓信號供電電路，在升壓電路不工作時從源頭上切斷電壓信號，增加電路安全性；

步驟3.2，輸出電流到達雷管前，必須經過兩個單刀雙擲的繼電器開關，并對兩路繼電器分開控制，從而對電源信號和回路信號同時控制，只有當電源能供電并且兩個繼電器開關同時打開時，才能夠在雷管電阻上流過1.2A的電流，完成引爆工；

步驟4、進行電源模塊設計：

現場控制器需要根據實際需要，安裝在靠近引爆點的地方，其電源選用電池組供電電源；電池組電壓通過可控電壓變換芯片MP2303將電池組的9V電壓降到6V和5V電壓，供交互式數字化無線遙控起爆系統中的PA繼電器使用；再通過低壓差電壓調節器LM1117-3.3將電壓降到3.3V，供交互式數字化無線遙控起爆系統中的CPU和無線通訊模塊使用。

進一步地，本發明還提供了一種用于交互式數字化無線遙控起爆系統的控制方法，具體包括以下步驟：