一种无线起爆系统及控制方法 |
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| 申请号 | CN202410075598.4 | 申请日 | 2024-01-18 | 公开(公告)号 | CN117906452A | 公开(公告)日 | 2024-04-19 |
| 申请人 | 杭州晋旗电子科技有限公司; | 发明人 | 吴志永; 何锦; 李叶森; 韩世全; 汤炜; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种无线起爆系统及控制方法，涉及无线起爆技术领域。该无线起爆系统，包括安全管理模 块 和合规控 制模 块，所述安全管理模块和合规 控制模块 连接有远程控制模块，所述远程控制模块连接有起爆器控制模块，所述起爆器控制模块连接有 母线 连接模块。采用智能化远程控制 电子 雷管 系统，配备 频谱 分析仪器，用以实时监测工作区域的无线电频谱使用状况。根据频谱分析结果，系统能够选择适宜的频段进行通信，规避已被其他设备占用或存在干扰的频段。同时，运用动态频谱 访问 技术，配备频谱及环境 感知 功能，以及多路径传输技术，成功解决干扰和频谱管理问题，从而提升远程控制操作的安全性、 稳定性 和可靠性。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种无线起爆系统，包括安全管理模块(5)和合规控制模块(7)，其特征在于：所述安全管理模块(5)和合规控制模块(7)连接有远程控制模块(6)，所述远程控制模块(6)连接有起爆器控制模块(4)，所述起爆器控制模块(4)连接有母线连接模块(3)，所述母线连接模块(3)连接有电子雷管组网模块(2)，所述电子雷管组网模块(2)连接有多个电子雷管单元(1)。 |
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| 说明书全文 | 一种无线起爆系统及控制方法技术领域[0001] 本发明涉及无线起爆技术领域，具体为一种无线起爆系统及控制方法。 背景技术[0002] 无线起爆是一种利用无线通讯技术来实现起爆的方法。通过无线起爆系统，可以远程控制爆破作业，提高爆破作业的安全性和效率。无线起爆系统通常由无线遥控器、无线起爆器和爆破装置组成，可以实现对爆破装置的远程控制和触发。这种技术在矿山爆破、建筑爆破、地质勘探等领域得到广泛应用。 [0003] 现有技术中，起爆环境通常复杂错乱，在一些频段上，可能存在其他无线设备的干扰，导致通信质量下降或连接不稳定，此外，频谱管理也可能成为一些无线通信协议的挑战，特别是在复杂的工业环境中，并且在某些地区，使用无线起爆系统可能受到法规的限制，需要满足一定的法规要求和标准，增加了使用的限制和复杂度。 发明内容[0004] (一)解决的技术问题 [0005] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种无线起爆系统及控制方法，解决了导致通信质量下降，连接不稳定以及增加了使用限制和复杂度的问题。 [0006] (二)技术方案 [0007] 为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种无线起爆系统，包括安全管理模块和合规控制模块，所述安全管理模块和合规控制模块连接有远程控制模块，所述远程控制模块连接有起爆器控制模块，所述起爆器控制模块连接有母线连接模块，所述母线连接模块连接有电子雷管组网模块，所述电子雷管组网模块连接有多个电子雷管单元。 [0008] 优选的，所述电子雷管组网模块包括系统初始化，所述系统初始化连接有远程指令下发，所述远程指令下发连接有指令分发执行，所述指令分发执行连接有远程控制操作记录，所述远程控制操作记录连接有状态监测报告，所述状态监测报告连接有异常处理报警，所述异常处理报警连接有系统维护更新。 [0009] 优选的，所述起爆器控制模块包括远程信号发送单元，所述远程信号发送单元连接有远程信号接收单元，所述远程信号接收单元连接有远程信号处理单元，所述远程信号发送单元、远程信号接收单元和远程信号处理单元连接有协议管理单元，所述协议管理单元连接有远程触发器单元，所述远程信号处理单元连接到远程触发器单元，所述远程触发器单元连接有起爆器触发单元，所述远程触发器单元和起爆器触发单元连接有系统状态反馈单元。 [0010] 优选的，所述协议管理单元包括频谱分析选择单元和安全通信协议单元，所述频谱分析选择单元连接有动态频谱访问单元、频谱感知适应单元和环境感知适应单元，所述动态频谱访问单元、频谱感知适应单元和环境感知适应单元连接有多路径传输单元，所述安全通信协议单元连接到多路径传输单元。 [0011] 优选的，所述合规控制模块包括合规评估单元和定期审查单元，所述合规评估单元和定期审查单元连接有安全管理单元，所述安全管理单元包括加密通信单元、许可认证单元和监管遵从单元。 [0012] 一种无线起爆系统控制方法，具体包括以下步骤： [0013] S1.系统初始化与配置 [0014] 在系统部署前，进行基站和雷管节点的初始化配置，包括通信参数和身份验证信息； [0015] S2.远程控制指令下发 [0016] 远程控制中心通过安全认证后，向基站发送起爆指令，包括起爆时间和起爆顺序一些信息，基站接收指令后进行解析和验证，确保指令合法； [0017] S3.指令分发与执行 [0019] S4.状态监测与报告 [0020] 雷管节点执行起爆操作后，将执行结果反馈给基站，包括起爆是否成功和电量消耗的信息，基站汇总各个雷管节点的执行结果，并向远程控制中心发送起爆状态报告； [0021] S5.异常处理与报警 [0022] 如果出现雷管节点执行异常和通信异常的情况，基站将发出警报并记录异常信息； [0023] S6.操作记录与审计 [0024] 系统记录远程控制指令的下发时间、执行结果和异常情况的信息，形成操作日志； [0025] S7.系统维护与更新 [0027] (三)有益效果 [0028] 本发明提供了一种无线起爆系统及控制方法。具备以下有益效果： [0029] 1、本发明提供了一种无线起爆系统及控制方法，本无线起爆系统中电子雷管通过脚线进行并联组网，再通过母线连接到起爆器上，使得爆破系统会更加灵活、高效和集成化，并且在起爆器控制模块中，设置了智能化远程控制电子雷管系统，具体配备频谱分析仪器，用于监测当前工作区域的无线电频谱使用情况。基于频谱分析的结果，系统可以选择最适合的频段进行通信，避开已被其他设备占用或存在干扰的频段，同时采用动态频谱访问，以及配备了频谱和环境感知功能，以及多路径传输技术，最终解决了干扰和频谱管理问题，提高了远程控制操作的安全性、稳定性和可靠性。 [0030] 2、本发明提供了一种无线起爆系统及控制方法，本系统首先对法规合规性评估，了解当前所处地区的相关法规和规定，包括无线电频谱使用规定、通信加密标准和远程控制操作许可方面的规定，系统需要确保设计和操作符合当地的法规要求，同时还需要获取符合法规要求的通信许可，最终确保了远程控制操作符合法规要求，同时保障操作的安全性和可靠性，同时提高了爆破流程的效率。附图说明 [0031] 图1为本发明的总系统流程示意图； [0032] 图2为本发明电子雷管组网模块的系统流程示意图； [0033] 图3为本发明起爆器控制模块的系统流程示意图； [0034] 图4为本发明协议管理单元的系统流程示意图； [0035] 图5为本发明合规控制模块的系统流程示意图。 [0036] 其中，1、电子雷管单元；2、电子雷管组网模块；3、母线连接模块；4、起爆器控制模块；5、安全管理模块；6、远程控制模块；7、合规控制模块；201、系统初始化；202、远程指令下发；203、指令分发执行；204、远程控制操作记录；205、状态监测报告；206、异常处理报警；207、系统维护更新；401、系统状态反馈单元；402、协议管理单元；403、远程触发器单元； 404、起爆器触发单元；405、远程信号发送单元；406、远程信号接收单元；407、远程信号处理单元；408、频谱分析选择单元；409、多路径传输单元；410、安全通信协议单元；411、动态频谱访问单元；412、频谱感知适应单元；413、环境感知适应单元；701、加密通信单元；702、许可认证单元；703、监管遵从单元；704、合规评估单元；705、安全管理单元；706、定期审查单元。 具体实施方式[0037] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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。 [0038] 实施例： [0039] 本发明实施例提供一种无线起爆系统，如图1所示，包括安全管理模块5和合规控制模块7，安全管理模块5和合规控制模块7连接有远程控制模块6，远程控制模块6连接有起爆器控制模块4，起爆器控制模块4连接有母线连接模块3，母线连接模块3连接有电子雷管组网模块2，电子雷管组网模块2连接有多个电子雷管单元1； [0040] 具体地说，在上述具体实施例中，首先，多个电子雷管通过脚线进行并联组网，形成一个电路网络，并且这些电子雷管可以根据实际需求进行布置，以满足不同的爆破作业需求，接着组网后的电子雷管通过母线连接到起爆器上，母线是一种电缆或导线，用于将多个电子雷管的信号集中到一个起爆器上，实现对多个雷管的集中控制和管理，起爆器是用来对电子雷管进行触发的装置，通过连接到母线，可以实现对多个电子雷管的集中控制和管理，在整个流程中，需要严格遵守安全规程和操作流程，确保电子雷管的组网、连接和起爆操作都符合安全要求，以降低爆破作业的风险。 [0041] 如图2所示，电子雷管组网模块2包括系统初始化201，系统初始化201连接有远程指令下发202，远程指令下发202连接有指令分发执行203，指令分发执行203连接有远程控制操作记录204，远程控制操作记录204连接有状态监测报告205，状态监测报告205连接有异常处理报警206，异常处理报警206连接有系统维护更新207； [0042] 具体地说，在上述具体实施例中，结合了远程控制指令下发、指令执行、状态监测与报告、异常处理与报警的功能，以及系统维护与更新的环节，能够有效地实现对电子雷管的远程控制和监控。 [0043] 如图3‑4所示，起爆器控制模块4包括远程信号发送单元405，远程信号发送单元405连接有远程信号接收单元406，远程信号接收单元406连接有远程信号处理单元407，远程信号发送单元405、远程信号接收单元406和远程信号处理单元407连接有协议管理单元 402，协议管理单元402连接有远程触发器单元403，远程信号处理单元407连接到远程触发器单元403，远程触发器单元403连接有起爆器触发单元404，远程触发器单元403和起爆器触发单元404连接有系统状态反馈单元401； [0044] 具体地说，在上述具体实施例中，操作人员首先设置远程触发器或控制器，确保它们与爆破系统进行连接并进行通信协议的设置，接着通过远程触发器或控制器发送远程信号，爆破系统接收到远程信号后，进行验证和解析，确保信号的合法性和准确性，并且根据接收到的远程信号，进行相应的处理，一旦远程信号被验证并处理完成，起爆器根据信号进行触发操作，从而引爆电子雷管，实现对爆破作业的控制，最后爆破系统向远程触发器或控制器发送状态反馈信息，包括信号接收确认、起爆器触发确认等信息，以便操作人员了解系统状态。 [0045] 协议管理单元402包括频谱分析选择单元408和安全通信协议单元410，频谱分析选择单元408连接有动态频谱访问单元411、频谱感知适应单元412和环境感知适应单元413，动态频谱访问单元411、频谱感知适应单元412和环境感知适应单元413连接有多路径传输单元409，安全通信协议单元410连接到多路径传输单元409； [0046] 具体地说，在上述具体实施例中，系统首先可以配备频谱分析仪器，用于监测当前工作区域的无线电频谱使用情况。基于频谱分析的结果，系统可以选择最适合的频段进行通信，避开已被其他设备占用或存在干扰的频段，接着采用动态频谱访问技术，允许系统在一定范围内动态地选择可用频谱资源，以避开干扰并提高通信质量，并且系统内配备频谱感知功能，通过感知周围环境的频谱利用情况，实时调整自身的工作频率和信道，以应对突发的干扰或频谱变化，同时集成环境感知模块，实时监测周围环境的无线电磁干扰情况，通过自适应控制算法对通信参数进行调整，以最大程度地减小干扰对系统性能的影响，最后采用多路径传输技术，提高了远程控制操作的安全性、稳定性和可靠性。 [0047] 如图5所示，合规控制模块7包括合规评估单元704和定期审查单元706，合规评估单元704和定期审查单元706连接有安全管理单元705，安全管理单元705包括加密通信单元701、许可认证单元702和监管遵从单元703； [0048] 具体地说，在上述具体实施例中，使得本系统合规性强，并且安全可靠，确保了远程控制操作符合法规要求，同时保障操作的安全性和可靠性。 [0049] 一种无线起爆系统控制方法，具体包括以下步骤： [0050] S1.系统初始化与配置 [0051] 在系统部署前，进行基站和雷管节点的初始化配置，包括通信参数和身份验证信息，确保基站和雷管节点之间建立起稳定的通信连接； [0052] S2.远程控制指令下发 [0053] 远程控制中心通过安全认证后，向基站发送起爆指令，包括起爆时间和起爆顺序一些信息，基站接收指令后进行解析和验证，确保指令合法； [0054] S3.指令分发与执行 [0055] 基站根据指令内容，将起爆指令分发给对应的雷管节点，雷管节点接收指令后，进行身份验证，并在指定的时间和顺序执行起爆操作； [0056] S4.状态监测与报告 [0057] 雷管节点执行起爆操作后，将执行结果反馈给基站，包括起爆是否成功和电量消耗的信息，基站汇总各个雷管节点的执行结果，并向远程控制中心发送起爆状态报告； [0058] S5.异常处理与报警 [0059] 如果出现雷管节点执行异常和通信异常的情况，基站将发出警报并记录异常信息，基站向远程控制中心发送异常报警信息，以便及时处理异常情况； [0060] S6.操作记录与审计 [0061] 系统记录远程控制指令的下发时间、执行结果和异常情况的信息，形成操作日志，便于后续审计和分析； [0062] S7.系统维护与更新 [0063] 定期对系统进行维护和更新，包括软件升级、安全补丁更新和法规合规性审查，对系统进行性能监测和故障预测，确保系统稳定可靠运行。 [0064] 具体地说，在上述具体实施例中，通过初始化配置，确保基站和雷管节点能够建立稳定的通信连接，为后续的远程控制操作提供基础保障，通过安全认证后下发指令，确保指令的合法性和安全性，防止未经授权的操作，基站能够将指令准确分发给对应的雷管节点，确保指令的及时性和准确性，还能够及时获取雷管节点的执行结果，实现对起爆状态的实时监测和报告，确保起爆操作的可靠性，系统能够及时发现雷管节点的异常情况，并向远程控制中心发送报警信息，有助于及时处理异常情况，提高系统的安全性和稳定性，系统还能够记录操作日志，便于后续审计和分析，有助于发现潜在问题并进行改进，提高系统的可靠性和安全性，最后再通过定期维护和更新系统，有助于保持系统的稳定性和安全性。 |
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