技术领域
[0001] 本
发明实施例涉及起爆器技术领域，具体涉及一种数码电子雷管多功能起爆工艺及起爆系统。
背景技术
[0002] 工业雷管产品的种类主要有：电雷管、导爆管雷管、数码电子雷管、特种雷管等类型的产品，电雷管和导爆管雷管具有结构简单，性能稳定，价格便宜，使用操作极其简单的特点，使其市场使用总量占到全部各类雷管产品使用总量的95％以上。
[0003] 数码电子雷管鉴于其网路连接和起爆操作需要专有起爆设备及其通信协议和自带起爆密码的特点，公安部实施对工业电子雷管三码绑定的技术监管方案，使其成为市场应用和安全监管的一种趋势。而常规应用的工业电雷管、工业导爆管雷管等至今还没有一种安全有效的监管技术方案。作为市场主体份额的电雷管和导爆管雷管的起爆装置，由于其起爆控制
电路结构过于简单，难于实现类似带有密码管理控制功能的数码电子雷管的起爆方式，致使在市场广泛应用或作为主流市场应用的雷管产品和技术，面临市场应用所要求的工业雷管技术安全监管需求的窘迫局面。
[0004] 现有的数码电子雷管由于生产或使用原因，导致种类繁多，但根据起爆工艺分类有两种型式：
[0005] 一种是无蓄能起爆功能的数码雷管，需要起爆器具有蓄能功能，使用起爆器蓄能模
块放电引爆数码雷管。而
煤矿爆破由于其重要性及危险性，防止瓦斯爆炸，因此使用的数码雷管不具有蓄能功能，需要起爆器冲能起爆。
[0006] 二种是具有小容量蓄能起爆功能的数码雷管，起爆之前起爆器会数码雷管的蓄能模块充电蓄能，起爆器发出起爆指令，数码雷管读时后蓄能模块释放
能量，引爆数码雷管。
[0007] 随着社会发展，起爆项目的复杂性与爆破规模都在逐渐增加，因此对于起爆管控的需求也逐渐增加，现有的起爆器都是具有单一起爆功能，即每种起爆工艺对应一种起爆器，导致起爆器的种类多，工程爆破中若需要不同起爆工艺的数码雷管，就需要对多个起爆器同时监管，且起爆器之间的通讯联通进行设定，而不管是监管，还是起爆器之间的通讯均成本高、出错率高，因此起爆系统也要根据需求同步升级。
发明内容
[0008] 为此，本发明实施例提供一种数码电子雷管多功能起爆工艺及起爆系统，以解决
现有技术中由于起爆器功能单一而导致监管难度大、起爆工程设限的问题。
[0009] 为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
[0010] 一种数码电子雷管多功能起爆工艺，包括以下步骤：
[0011] 采集爆品识别信息，下载与爆品识别信息对应的爆品
属性信息；
[0012] 根据爆品属性信息识别起爆工艺，并将爆品识别信息发送给对应起爆工艺的起爆模块，得到第一识别信息组；
[0013] 起爆前，起爆模块采集连入起爆网络数码雷管的爆品识别信息，得到第二识别信息组，起爆模块对第一识别信息组与第二识别信息组进行比对，若比对成功，则进行起爆工艺。
[0014] 进一步地，所述起爆器将第一识别信息组与起爆器识别信息一并上传
云端
服务器，云端服务器
访问公安民爆管理系统，公安民爆管理系统验证爆品识别信息，验证通过后将与爆品识别信息对应的爆品属性信息反馈给云端服务器，云端服务器根据起爆器识别信息将爆品属性信息发送给起爆器。
[0015] 进一步地，所述起爆器接收爆品属性信息后调至解析得到用于起爆操作的属性信息，所述起爆器根据属性信息识别出数码雷管的起爆工艺，将数码雷管的爆品识别信息发送给对应起爆工艺的起爆模块，所述起爆模块包括内蓄能起爆模块与外蓄能起爆模块。
[0016] 进一步地，所述内蓄能起爆模块连接的爆破总线上
串联或并联数码雷管或煤矿用电雷管，所述数码雷管或煤矿用电雷管不设有蓄能电容，所述起爆器通过爆破总线与数码雷管双向通讯，并向数码雷管发送控制
信号或起爆信号，所述起爆器端设置大容量电容器，利用大容量电容器瞬间放电提供起爆能量从而引爆数码雷管，采用振荡电路将电源提供的直流电变为交流电，经过升压整流后对电容器充电，待充电
电压达到额定值后接通电路，电容器放电引爆数码雷管。
[0017] 进一步地，所述外蓄能起爆模块连接的爆破总线上并联连接带有小容量蓄能电容的数码雷管，所述起爆器与数码雷管通过爆破总线双向通讯，并向数码雷管发送
控制信号、蓄能信号或起爆信号，起爆器与数码雷管双向通讯时，向数码雷管保持低压供电，当起爆器发送蓄能信号后，向数码雷管保持＜50V的供电总线电压，对储能电容器充电，待储能电容器电压达到额定之后，起爆器发出起爆信号，数码雷管的
微处理器接收起爆信号后进行读时，到达
指定时间后控制在电子引火元件上放电发火，引燃起爆。
[0018] 进一步地，起爆之前，所述内蓄能起爆模块或外蓄能起爆模块均会采集连入爆破总线内全部数码雷管的爆品识别信息，得到第二识别信息组，所述内蓄能起爆模块或外蓄能起爆模块比对第一识别信息组与第二识别信息组，若第一识别信息组或第二识别信息组中出现未匹配的爆破识别信息，则程序死机，报警。
[0019] 进一步地，在起爆之前，所述起爆器会采集起爆电容的电压值，对起爆电容的电压值进行检测，若电容器的电压低于设定值，则程序死机、报错。
[0020] 进一步地，在定时起爆时，实时检测起爆电容的电压，在倒计时结束前的设定时间内若出现起爆电容的电压超过满电电压上限时，则程序死机、报错。
[0021] 进一步地，起爆器设有起爆授权器，云端服务器连接公安民爆密码系统，起爆授权器与公安民爆密码系统双向通信，起爆授权器与起爆器双向通信，起爆授权器上传爆破识别信息，向公安民爆密码系统
申请与爆破识别信息对应的数码雷管密码，然后向起爆器发送数码雷管密码，起爆器向电子雷管发送数码雷管密码，数码雷管在没有收到数码雷管密码时禁止接收起爆信号，从而禁止打开高压
开关管。
[0022] 一种使用数码电子雷管多功能起爆工艺的起爆系统，包括起爆器与云端服务器，所述起爆器与云端服务器双向通讯，所述云端服务器通讯连接公安民爆管理系统，所述起爆器设有中央
控制器、内蓄能起爆模块、外蓄能起爆模块、电源控
制模块、云端通讯模块、起爆器
存储器，所述中央控制器分别连接内蓄能起爆模块、外蓄能起爆模块、电源
控制模块、云端通讯模块、起爆器存储器；
[0023] 所述内蓄能起爆模块包括第一控制子模块、高压电源、大容量电容器、蓄能开关、电压检测子模块、第一点火开关、第一接线
端子、第一存储器、第一比较子模块，所述第一点火子模块与中央控制器之间双向通讯，所述第一控制子模块分别连接蓄能开关的控制端、电压检测子模块、第一点火开关的控制端、第一存储器、第一比较子模块，所述蓄能开关的两端分别连接高压电源与大容量电容器，所述第一点火开关的两端分别连接大容量电容器与第一接线端子，所述第一接线端子连接爆破总线，所述第一接线端子的通讯端连接第一比较子模块，所述大容量电容器与第一控制子模块之间设有电压检测子模块。所述大容量电容器的一端并联有放电模块，所述放电模块的控制端连接第一控制子模块；
[0024] 所述外蓄能起爆模块包括第二控制子模块、电源、第二点火开关、第二接线端子、第二存储器、第二比较子模块，所述第二控制子模块与中央控制器之间双向通讯，所述第二控制子模块分别连接第二点火开关的控制端、第二存储器、第二比较子模块，所述电源连接第二点火开关，所述第二点火开关连接第二接线端子，所述第二比较子模块连接第二接线端子的通讯端。
[0025] 本发明实施例具有如下优点：
[0026] 本发明实施例所述的数码电子雷管多功能起爆工艺及起爆系统结合了两种传统起爆器的功能，实现了同一起爆器能够起爆不同起爆工艺的数码雷管，且对于不同起爆工艺进行有效管控，实现本质安全。起爆器对与爆破总线连接不同的接线端子，实现对每个起爆网络的
数据采集及指令下放，不会出现指令混乱的情况，有效实现不同起爆工艺的进行，使起爆控制符合煤矿爆破管控系统的技术要求。
附图说明
[0027] 为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
[0028] 本
说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
[0029] 图1为本发明实施例1提供的一种数码电子雷管多功能起爆工艺的工艺
流程图；
[0030] 图2为图1的进一步的工艺流程图；
[0031] 图3a为本发明实施例2提供的起爆系统的系统结构图；
[0032] 图3b为本发明实施例2提供的另一种起爆系统的系统结构图；
[0033] 图3c为本发明实施例2提供的另一种起爆系统的系统结构图；
[0034] 图4为图1中内蓄能起爆模块的电路原理图；
[0035] 图5为图1中外蓄能起爆模块的电路原理图。
[0036] 图中：
[0037] 1、云端服务器；2、起爆器；3、中央控制器；4、内蓄能起爆模块；5、外蓄能起爆模块；6、电源控制模块；7、云端通讯模块；8、起爆器存储器；9、第一控制子模块；10、高压电源；11、大容量电容器；12、蓄能开关；13、电压检测子模块；14、第一点火开关；15、第一接线端子；
16、第一存储器；17、第一比较子模块；18、放电模块；19、第二控制子模块；20、电源；21、第二点火开关；22、第二接线端子；23、第二存储器；24、第二比较子模块；25、
生物采集模块；26、环境采集模块；27、起爆授权器；28、项目授权器；29、起爆模块电子
锁。
具体实施方式
[0038] 以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0039] 实施例一
[0040] 如图1所述，一种数码电子雷管多功能起爆工艺，包括以下步骤：
[0041] 采集第一爆品识别信息，根据第一爆品识别信息下载爆品信息；
[0042] 根据爆品信息识别起爆工艺，并将第一爆品识别信息发送给对应起爆工艺的起爆模块；
[0043] 起爆前，起爆模块采集连入起爆网络的数码雷管的第二爆品识别信息，起爆模块对第二爆品识别信息与第一爆品识别信息进行比对，若比对成功，则进行起爆工艺。
[0044] 下面以数码雷管为例，结合实施例具体说明上述各个步骤的实现方法及功能：
[0045] 如图2所述，数码雷管中数控芯片中存有爆品识别信息，还可设置存有爆品识别信息的电子标签或二维码等便于外部采集装置，因此采集爆品识别信息包括起爆器2有线通讯采集、二维码采集、基于
射频识别的电子标签采集中的任意一种，具体如下：
[0046] 所述起爆器2有线通迅采集中，爆品识别信息存储在数码雷管的数控芯片内，当数码雷管与起爆器2连接或连入起爆模块后，起爆器2读取数控芯片的信息，调至解码后可提取爆品识别信息。
[0047] 或者，起爆器2设有二维码摄像头或者使用带有二维码采集功能的手持端采集数码雷管上二维码标签的图像信息，解析二维码图像后提取二维码信息中的爆品识别信息。
[0048] 或者，起爆器2设有电子标签采集装置或使用带有电子标签采集功能的辅助手持端扫描电子标签，获得电子标签信息，对电子标签信息解析后提取爆品识别信息。
[0049] 起爆器2采集数码雷管的爆品识别信息，将爆品识别信息与起爆器2识别信息一并上传云端服务器1，云端服务器1访问公安民爆管理系统。民爆装置出厂前均会在公安民爆管理系统注册备案，注册信息包括民爆装置的参数信息、生产厂家、出厂日期等，公安民爆管理系统根据爆品识别信息可对照出库信息、物流信息或项目申报信息等验证，并将与爆品识别信息对应的爆品属性信息反馈给云端服务器1，云端服务器1根据起爆器2识别信息将爆品属性信息发送给起爆器2。爆品属性信息中至少包括民爆装置种类、起爆方式、炸药容量、点火头
电阻、安全电压等信息。
[0050] 起爆器2接收爆品属性信息后，爆品属性信息使用代码表示不同的信息内容，如单位代码0与1或多位代码abc与bcd等等，若爆破属性信息为多个，则使用多组识别代码分别表示，便于起爆器2识别后进行对应的起爆操作，如充爆破属性信息的充能属性中该属性代码+识别码0代表不具有充能功能，该属性代码+识别码1代表具有充能功能，起爆器2读取后能够识别出该数码雷管是否具有充能功能。
[0051] 基于上述方法爆品属性信息中还包含电容电压范围、电容容量等信息识别，起爆器2识别数码雷管是否带有起爆充能功能(可通过检测是否具有电容容量或电容电压等参数)后分组储存，每个分组均带有用于识别的组标签，组标签与起爆模块一一对应，全部爆品识别信息分组完毕后多个信息组形成第一识别信息组。或者，起爆器2识别数码雷管是否带有起爆充能功能后，将爆品识别信息发送给对应的起爆模块，起爆模块单独储存，从而实现爆品识别信息的分组，即得到第一识别信息组。
[0052] 前述中的起爆模块包括内蓄能起爆模块4与外蓄能起爆模块5，具体如下：
[0053] a、内蓄能起爆模块4
[0054] 内蓄能起爆模块4连接的爆破总线上串联或并联数码雷管或电子雷管，所述数码雷管或电子雷管不设有蓄能电容，起爆器2通过爆破总线与数码雷管双向通讯，并向数码雷管发送控制信号或起爆信号。起爆方式是直接使用动
力电引爆整个数码雷管网络，需要起爆器2端设置大容量电容器11，利用大容量电容器11瞬间放电提供起爆能量从而引爆数码雷管，采用振荡电路将电源20提供的直流电变为交流电，经过升压整流后对电容器充电，待充电电压达到额定值后接通电路，电容器放电引爆爆破总线上的数码雷管或电子雷管。
[0055] b、外蓄能起爆模块5连接的爆破总线上并联连接带有小容量电容器的数码雷管，起爆器2与数码雷管通过爆破总线双向通讯，并向数码雷管发送控制信号、蓄能信号或起爆信号。起爆器2与数码雷管双向通讯时，向数码雷管保持低压供电(如不超过5V)，用于保证本质安全。数码雷管内设有电子引火原件，电子引火元件是一种正负
电极之间
焊接细电阻丝后包覆敏感引火药剂，细电阻丝采用康
铜或镍铬材料，细丝直径≤0.02mm，康铜丝的阻值为0.7-1.5Ω，镍铬丝的阻值为2.0-3.5Ω，当电子引火元件两电极接入
电流大于0.15A，电阻丝电压降大于1V时，电阻丝加热敏感引火药剂就会被点燃发火。
[0056] 起爆器2发送蓄能信号后，向数码雷管保持＜50V的供电总线电压，对储能电容器充电，待储能电容器电压达到额定之后，起爆器2发出起爆信号，数码雷管的微处理器接收起爆信号后进行读时，到达指定时间后控制在电子引火元件上放电发火，引燃起爆。数码雷管的储能电容器提供电子引火元件放电发火，其储能电容器是一种小型化可以装入雷管壳内(内径为6mm)的贴片电容器，其电容容量≤10μf，耐压＜50V。
[0057] 在起爆器2上电后，如果一定时间段内(如60秒内)，起爆器2无任何操作，则可以判定当前为空操作，自动关闭程序。起爆之前，起爆器2会采集大容量蓄能电容或小容量蓄能电容的电压值，可以对起爆电容的电压值进行检测。若电容器的电压低于设定值(如20V)，说明电容器充电不够，无法确保起爆成功，则程序死机、报错，便于收集报错数据分析未起爆的具体原因，同时也有利于处理未爆时间时进行安全评估。在定时起爆时，实时检测起爆电容的电压，在倒计时结束前一定时间(如8秒)内的任一时刻起爆电容的电压超过满电电容电压(如8V)时，则说明起爆电容有异常充电的情况发生，则程序死机、报错，确保不会因外界干扰情况下异常升压导致误爆。
[0058] 起爆之前，内蓄能起爆模块4或外蓄能起爆模块5均会采集连入爆破总线内全部数码雷管的爆品识别信息，爆品识别信息采集完毕后形成于起爆模块相对应的多个识别信息组，形成第二识别信息组。第一识别信息组与第二识别信息组中的各个识别信息组均带有起爆模块相对应的组标签，将相同组标签的第二识别信息组分别与第一识别信息组比对，若第一识别信息组或第二识别信息组中出现未匹配的爆破识别信息，则说明有未注册的数码雷管掺入其中，或者有漏用数码雷管的情况发生，则程序死机，报警。本方法能够实现同一起爆器2同时起爆不同种类、起爆方式的民爆装置，能够大幅度降低起爆成本，并且为多类型起爆奠定
基础。
[0059] 实施例二
[0060] 如图3a所示，一种应用数码电子雷管多功能起爆工艺的起爆系统，包括起爆器2与云端服务器1，所述起爆器2与云端服务器1双向通讯，所述云端服务器1通讯连接公安民爆管理系统，所述起爆器2设有中央控制器3、内蓄能起爆模块4、外蓄能起爆模块5、电源控制模块6、云端通讯模块7、起爆器存储器8，所述中央控制器3分别连接内蓄能起爆模块4、外蓄能起爆模块5、电源控制模块6、云端通讯模块7、起爆器存储器8。所述中央控制器3的产品型号为LPC17S8FBD80。
[0061] 起爆器2设有生物采集模块25，所述生物采集模块25为虹膜摄像头、人面摄像头、指纹采集器、掌纹采集器中的至少一种。起爆器2启动之后进行人员检测，起爆器2设有采集工作人员生物识别信息的生物采集模块25，如虹膜摄像头、人面摄像头、指纹采集器等，起爆器2上传人员信息，云端服务器1进行比对认证，认证通过后反馈通过信息，起爆器2解锁；或，起爆器2上传账号密码，云端服务器1进行比对认证，认证通过后反馈通过信息，起爆器2解锁，二中认证可结合使用，提高解锁难度。
[0062] 起爆器2设有环境采集模块26，所述环境采集模块26包括瓦斯
传感器、粉尘传感器、GPS
定位器、
风俗检测器中的至少一种。起爆蓄能之前设有环境检测功能，起爆器2上传环境检测信息，云端服务器1对环境检测信息进行比对认证，全部环境检测信息认证通过后，云端服务器1会发送起爆环境允许信号，起爆器2可进行后续的起爆步骤。环境检测信息包括瓦斯信息、粉尘信息、起爆器2
位置信息。
[0063] 如图3b所示，起爆器2设有起爆授权器27，本发明中起爆授权器27为工业(防爆)PDA预装专用的APP
软件，云端服务器1连接公安民爆密码系统，起爆授权器27与公安民爆密码系统双向通信，起爆授权器27与起爆器2双向通信。起爆授权器27上传爆破识别信息，云端服务器1访问公安民爆密码系统，向公安民爆密码系统申请与爆破识别信息对应的数码雷管密码，然后向起爆器2发送数码雷管密码，起爆器2向电子雷管发送数码雷管密码，数码雷管在没有收到数码雷管密码时禁止接收起爆信号，从而禁止打开高压开关管。公安民爆密码系统存储所有爆破识别信息和与之对应的数码雷管密码，数码雷管内置密码起爆逻辑，没有密码比对无法起爆。
[0064] 如图3c所示，起爆器2设有项目授权器28与起爆模块电子锁29，本发明中项目授权器28为工业(防爆)PDA预装专用的APP软件，项目授权器28与公安民爆密码系统双向通信，起爆模块电子锁29与起爆模块一一对应，分别设置在起爆模块与中央控制器3之间，用于断开或联通起爆模块与中央控制器3的通信。所述起爆器2上传项目识别信息，云端服务器1访问公安民爆密码系统，向公安民爆密码系统申请与项目识别信息对应的项目密码组，项目密码组里包括至少1个项目密码，项目授权器28根据项目密码向对应的起爆模块电子锁29发送开锁信号，从而打开对应的起爆模块电子锁29。用于防止部分起爆工程使用禁止的起爆工艺，如煤矿爆破中必须使用起爆器2充能起爆工艺。
[0065] 如图4所述，所述内蓄能起爆模块4包括第一控制子模块9、高压电源10、大容量电容器11、蓄能开关12、电压检测子模块13、第一点火开关14、第一接线端子15、第一存储器16、第一比较子模块17，所述第一点火子模块与中央控制器3之间双向通讯，所述第一控制子模块9的产品型号为STM32F103RET6。所述第一控制子模块9分别连接蓄能开关12的控制端、电压检测子模块13、第一点火开关14的控制端、第一存储器16、第一比较子模块17，第一控制子模块9接收中央控制器3发送的蓄能信号与起爆信号，第一控制子模块9控制蓄能开关12启动，所述蓄能开关12的两端分别连接高压电源10与大容量电容器11，高压电源10为大容量电容器11充电蓄能。所述大容量电容器11与第一控制子模块9之间设有电压检测子模块13，电压检测子模块13实时检测大容量电容器11的电容电压。待电容电压达到标准后第一控制子模块9控制第一点火开关14启动，所述第一点火开关14的两端分别连接大容量电容器11与第一接线端子15，所述第一接线端子15连接爆破总线，所述大容量电容器11的一端并联有放电模块18，所述放电模块18的控制端连接第一控制子模块9，控制大容量电容器11放电、起爆。所述第一接线端子15的通讯端连接第一比较子模块17，起爆前第一比较子模块17通过第一接线端子15采集第二识别信息组，并调取第一识别信息组进行比较，并向第一控制子模块9发送比较结果。
[0066] 如图5所述，所述外蓄能起爆模块5包括第二控制子模块19、电源20、第二点火开关21、第二接线端子22、第二存储器23、第二比较子模块24，所述第二控制子模块19与中央控制器3之间双向通讯，第二控制子模块19接收中央控制器3发送的蓄能信号与点火信号，所述第二控制子模块19分别连接第二点火开关21的控制端、第二存储器23、第二比较子模块
24，所述第二控制子模块19的产品型号为STM32F103RET6。所述电源20连接第二点火开关
21，电源20可为低压电源20，输出低压电，或者电源20为高低压切换电源20，高低压切换电源20的控制端连接第二控制子模块19，高低压切换电源20的高低压输出端均连接第二点火开关21，实现输出可切换的用于点火的高压电源10或用于通讯、蓄能、点火的低压电源20，所述第二点火开关21连接第二接线端子22，第二控制子模块19接收蓄能信号后控制第二点火开关21启动，为数码雷管充电蓄能，待接收到数码雷管反馈的蓄能完毕信号后，再发出起爆信号，若需要高压起爆的，则第二控制子模块19接收起爆信号后，控制高低压切换开关切换高压输出。所述第二比较子模块24连接第二接线端子22的通讯端，起爆前第二比较子模块24通过第二接线端子22采集第二识别信息组，并调取第一识别信息组进行比较，并向第一控制子模块9发送比较结果。
[0067] 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些
修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
