一種基於gps網絡的起爆控制裝置的製作方法
2023-06-01 02:14:11
專利名稱：一種基於gps網絡的起爆控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種爆破裝置，更具體的說，涉及一種基於GPS網絡的起爆控制 裝置。用於如煤礦開採以及礦山爆破等大多數爆破領域。
背景技術：
在爆破施工中，爆破的重點是在裝藥量一定的情況下追求達到最大破碎效果，另 一個更為重要的是要減少由於爆炸產生的地震波對附近設施的影響。通常達到這些目標的 方法是，在選定的操作區域內，實現多個炸藥按照一定延期序列起爆。現有的起爆控制器主 要有如下形式，一類手工操作形式作業過程如下在確認網絡連接好後，先將接起爆器的兩 根母線短路，再將網絡引出的兩根雷管腳線分別接於兩根母線，並用電工膠布將連接處包 纏牢固，然後將短接的兩根放炮母線分開，分別將母線牢固的接在起爆器的兩個接線柱，打 開網絡電阻測試開關，確認電阻值正常後，關閉電阻測試開關，確認所有人員撤離至安全地 點，打開電源開關，按下充電按鈕開關，待指示燈亮後，立即鬆手起爆，以免高壓損壞內部電 器元件。這種控制方式對操作人員的要求比較高並且時延性受多方面因素的影響。另外一 類具備自動操作形式的作業過程如下將電雷管組網完成後，將母線牢固的接於起爆器的 的兩個接線柱，然後進行狀態檢測，正常後即可將起爆器調置自動狀態，設定起爆時間，起 爆器進入自動程序執行定時起爆流程。對於上述起爆方式，由於其時基信號的採用所限，其 誤差較大，難以實現精確時延的控制，也就難以達到預期的要求。因此，有必要對現有技術進行改進，設計一種能夠實現精確時延控制，且能同時控 制多個起爆器的控制器。本實用新型既可以實現精確延時控制又具備同時控制多個起爆器 進行組網爆破的能力。
發明內容本實用新型的目的是在於提供了一種基於GPS網絡的起爆控制裝置，結構簡單， 操作簡便。本實用新型具備精確時間基準信號的採集能力，並且具備時間信號的自動校 準功能，具備優良的無線信號雙向傳輸能力，具備優良的組網能力，具備優良的爆破控制功 能，操作簡潔明了，能夠實現精準時間序列的爆破控制。為實現本實用新型，採用如下技術方案一種基於GPS網絡的起爆控制裝置，包括主站、第一從站、第二從站，GPS信號控制 器，其中GPS太陽能電池板作為電源與GPS信號控制器連接。主站由主控制模塊、主接收模塊、主收發模塊、第一 GPS天線、第二 GPS天線組成， 主控制模塊通過外接埠一與主接收模塊相連接，主接收模塊通過其外接埠與第一 GPS 天線相連接，主控制模塊通過外接埠 二與主收發模塊相連接，主收發模塊通過其外接端 口與第二 GPS天線相連接。第一從站由第一從收發模塊、第一從接收模塊、第一起爆模塊、第三GPS天線、第
3四GPS天線組成，第一起爆模塊通過外接埠一與第一從接收模塊相連接，第一從接收模 塊通過其外接埠與第三GPS天線相連接，第一起爆模塊通過外接埠 二與第一從收發模 塊相連接，第一從收發模塊通過其外接埠與第四GPS天線相連接。第一從站通過第一起爆模塊的外接埠三與第一引爆者相連接。第二從站由第二從收發模塊、第二從接收模塊、第二起爆模塊、第五GPS天線、第 六GPS天線組成，第二起爆模塊通過外接埠一與第二從接收模塊相連接，第二從接收模 塊通過其外接埠與第五GPS天線相連接，第二起爆模塊通過外接埠二與第二從收發模 塊相連接，第二從收發模塊通過其外接埠與第六GPS天線相連接。第二從站通過第二起爆模塊的外接埠三與第二引爆者相連接。主站包括主控制模塊和主接收模塊以及主收發模塊，主接收模塊通過GPS天線接 收來自GPS信號控制模塊的即時信息並將其傳送給主控制模塊，主收發模塊通過天線與第 一從站和第二從站進行雙向數據通訊，主控制模塊控制主接收模塊和主收發模塊的工作狀 態，並通過主接收模塊獲取GPS信息以便進行即時校準，通過主收發模塊控制第一從站和 第二從站的狀態並接收第一從站和第二從站反饋回來的信息。第一從站包括第一起爆模塊 和第一從接收模塊以及第一從收發模塊，第一從接收模塊通過GPS天線接收來自GPS信號 控制模塊的即時信息並將其傳送給第一起爆模塊，第一從收發模塊通過天線與主站進行雙 向數據通訊，接收來自主站的指令並向主站反饋第一從站的狀態等信息，第一從站控制第 一從接收模塊並接收其傳送回來的信息進而以此信息為基準校正內部數據；第一從站控 制第一從收發模塊並接收處理它們傳送回來的信息進而控制第一引爆者。第二從站包括第 二起爆模塊和第二從接收模塊以及第二從收發模塊，第二從接收模塊通過GPS天線接收來 自GPS信號控制模塊的即時信息並將其傳送給第二起爆模塊，第二從收發模塊通過天線與 主站進行雙向數據通訊，接收來自主站的指令並向主站反饋第二從站的狀態等信息，第二 從站控制第二從接收模塊並接收其傳送回來的信息進而以此信息為基準校正內部數據；第 二從站控制第二從收發模塊並接收處理它們傳送回來的信息進而控制第一引爆者。一種基於GPS網絡的起爆控制裝置起爆操作流程是，首先是錄入信息，第一從站 和第二從站16的信息；其次是第一從站和第二從站放入預定的地點，並連接第一引爆者和 第二引爆者；第三是主站與第一從站和第二從站建立雙向通訊，確認彼此的狀態，確認是否 進入下一步流程；第四是主站定位並確定位置，錄入第一引爆者和第二引爆者的預定時間； 第五是錄入第一引爆者和第二引爆者的預定位置；第六是第一從站和第二從站的GPS信息 的計算；第七是主站，第一從站和第二從站時空信息比對；第八是主站12，第一從站和第二 從站信息校準；第九是主站確定時基；第十是主站確定基於GPS的起爆時間；第十一是主站 傳送基於GPS的起爆時間信息給第一從站和第二從站；第十二雙向通信驗證操作；第十三 是從站計算起爆時間；第十四是預期時間到，從站發出起爆指令完成起爆。本實用新型具有如下優點和效果本實用新型具備精確時間基準信號的採集能力，並且具備時間信號的自動校準功 能，具備優良的無線信號雙向傳輸能力，具備優良的組網能力，具備優良的爆破控制功能， 操作簡潔明了，能夠實現精準時間序列的爆破控制。
圖1為起爆裝置結構框圖圖2為起爆裝置操作流程圖其中4201-GPS太陽能電池板(單晶矽型)，4202-GPS信號控制器(公知技術，任意型號 均可)，12-主站，34-主控制模塊(單片機8031)，32-主收發模塊(XBEEPR0-900)，36-主 接收模塊(XBEEPR0-900)，38-第一 GPS天線(定位授時天線，頻段1570_1580MHz)，39-第 二 GPS天線(定位授時天線，頻段1570—1580MHz)，14-第一從站，44-第一從收發模塊 (XBEEPR0-900)，46-第一從接收模塊(XBEEra0-900)，50-第一電子起爆模塊(IRF9014)， 48-第三GPS天線(同上)，49_第四GPS天線(同上)，18-第一引爆者，16-第二從站， 54-第二從收發模塊(XBEEPR0-900)，56-第二從接收模塊(XBEEPR0-900)，60-第二電子起 爆模塊(IRF9014)，58-第五GPS天線(同上)，59-第六GPS天線(同上)，20-第二引爆者圖2流程圖中流程102，主站12錄入第一從站14和第二從站16的信息流程104，第一從站14和第二從站16放入預定的地點，第一從站連接第一引爆者 18，第二從站16連接第二引爆者20。流程106，主站12與第一從站14建立雙向通訊，確認彼此的工作狀態，確認是否進 入下一步流程；主站12與第二從站16建立雙向通訊，確認彼此的工作狀態，確認是否進入 下一步流程流程108，主站12接收GPS信息，確定自己的空間位置信息流程110，主站12錄入第一引爆者18和第二引爆者20的預定時間流程112，第一從站14接收GPS信息，確定自己的時空信息；第二從站16接收GPS 信息，確定自己的時空信息流程114，主站12分別與第一從站14和第二從站16進行時空信息比對流程116，主站12，第一從站14和第二從站16信息校準流程120，主站12確定時間基準信息流程122，主站確定基於GPS的起爆時間信息流程124，主站12傳送基於GPS的第一起爆時間信息給第一從站14，主站12傳送 基於GPS的第二起爆時間信息給第二從站16流程126，主站12與第一從站14進行雙向通信驗證操作，確定是否進入下一步流 程，主站12與第二從站16進行雙向通訊驗證操作，確定是否進入下一步流程流程130，第一從站14和第二從站16從站各自計算自己的起爆時間流程132，第一起爆時間到，第一從站14完成起爆；第二起爆時間到，第二從站16 完成起爆
具體實施方式
實施例1 根據圖1可知，一種基於GPS網絡的起爆控制裝置，包括主站12、第一從站14、第 二從站16，GPS信號控制器4202其中[0038]GPS太陽能電池板4201作為電源與GPS信號控制器4202連接主站12由主控制模塊34、主接收模塊36、主收發模塊32、第一 GPS天線38、第二 GPS天線39組成，主控制模塊34通過外接埠與主接收模塊36相連接，主接收模塊36通 過其外接埠與第一 GPS天線38相連接，主控制模塊34通過外接埠 二與主收發模塊32 相連接，主收發模塊32通過其外接埠與第二 GPS天線39相連接。第一從站14由第一從收發模塊44、第一從接收模塊46、第一起爆模塊50、第三 GPS天線48、第四GPS天線49組成，第一起爆模塊50通過外接埠與第一從接收模塊46 相連接，第一從接收模塊46通過其外接埠與第三GPS天線48相連接，第一起爆模塊50 通過外接埠與第一從收發模塊44相連接，第一從收發模塊44通過其外接埠與第四GPS 天線49相連接。第一從站14通過第一起爆模塊50的外接埠與第一引爆者18相連接。第二從站16由第二從收發模塊54、第二從接收模塊56、第二起爆模塊60、第五 GPS天線58、第六GPS天線59組成，第二起爆模塊60通過外接埠與第二從接收模塊56 相連接，第二從接收模塊56通過其外接埠與第五GPS天線58相連接，第二起爆模塊60 通過外接埠與第二從收發模塊54相連接，第二從收發模塊54通過其外接埠與第六GPS 天線59相連接。第二從站16通過第二起爆模塊60的外接埠與第二引爆者20相連接。本實用新型起爆裝置包括一個主站12和以從站14和從站16為代表的至少一個 但通常很多的從站，各從站14和從站16分別連接到各自的引爆者18和引爆者20。主站 12，包括為建立各自的通信和傳輸引爆從站14和從站16的主收發模塊32，一個包括微控制 器子裝置使用戶能夠控制本裝置的主控制模塊34，主全球定位裝置(GPS)接收模塊36。主 GPS接收模塊36包括一個用於接收GPS衛星42之信號40的GPS天線38。主GPS接收模 塊36接收來自於GPS42的信號40並以此為基準計算起爆時間。從站14包括一個從收發 模塊44，一個從GPS接收模塊46和一個起爆模塊50。從收發模塊44與主站12進行通訊 並接受主站12發出的第一起爆時間指令，從接收模塊46通過GPS天線48接收GPS衛星42 發出的信號40，從站14據此確定基於GPS的第一起爆時間。當到達第一起爆時間時，從站 14通過起爆模塊器50起爆引爆者18。同樣，從站16包括一個從收發模塊54，一個從GPS 接收模塊56和一個起爆模塊60。從收發模塊54與主站12進行通訊並接受主站12發出的 第二起爆時間指令，從接收模塊56通過GPS天線58接收GPS衛星42發出的信號40，從站 16據此確定基於GPS的第二起爆時間。當到達第二起爆時間時，從站16通過起爆模塊60 起爆引爆者20。藉助於主站12與從站14和從站16之間的通訊以及GPS的高精度定位授 時，可以實現精確時間序列的起爆。主接收模塊36將天線38接收到的來自於GPS的即時信息傳送給主控制模塊34， 控制主接收模塊36並接收處理主接收模塊36傳來的信息；主收發模塊32通過天線39發 送信息給從站14和從站16並接收從站14和從站16反饋回來的信息；主控制模塊34發送 信息給主收發模塊32並接收處理主收發模塊32傳來的信息；主控制模塊34即時控制主接 收模塊36和主收發模塊32的運行狀態。從接收模塊46通過天線48接收來自GPS的信息並傳送給起爆模塊50 ；從收發模 塊44通過天線49接收來自主站12的信息並將來自起爆模塊50的反饋信息發送給主站12 ；起爆模塊50接收並處理來自從接收模塊46和從收發模塊44的信息；起爆模塊50即時控 制從接收模塊46和從收發模塊44的運行狀態；起爆模塊50檢測並控制引爆者18。從接收模塊56通過天線58接收來自GPS的信息並傳送給起爆模塊60 ；從收發模 塊54通過天線59接收來自主站12的信息並將來自起爆模塊60的反饋信息發送給主站12 ； 起爆模塊60接收並處理來自從接收模塊56和從收發模塊54的信息；起爆模塊60即時控 制從接收模塊56和從收發模塊54的運行狀態；起爆模塊60檢測並控制引爆者20。實施例2 利用公知的編程軟體進行編程可以順利實現如圖2所示的操作流程。首先是流程102，主站12開始工作，錄入第一從站14和第二從站16的信息；其次是流程104，第一從站14和第二從站16放入預定的地點，第一從站連接第一 引爆者18，第二從站16連接第二引爆者20 ；第三是流程106，主站12與第一從站14建立雙向通訊，確認彼此的工作狀態，確認 是否進入下一步流程；主站12與第二從站16建立雙向通訊，確認彼此的工作狀態，確認是 否進入下一步流程；第四是流程108，主站12接收GPS信息，確定自己的空間位置信息；第五是流程110，主站12錄入第一引爆者18和第二引爆者20的預定時間；第六是流程112，第一從站14接收GPS信息，確定自己的時空信息；第二從站16接 收GPS信息，確定自己的時空信息；第七是流程114，主站12分別與第一從站14和第二從站16進行時空信息比對；第八是流程116，主站12，第一從站14和第二從站16信息校準；第九是流程120，主站12確定時間基準信息；第十是流程122，主站12確定基於GPS的起爆時間信息；第—^一是流程124，主站12傳送基於GPS的第一起爆時間信息給第一從站14，主 站12傳送基於GPS的第二起爆時間信息給第二從站16 ；第十二是流程126，主站12與第一從站14進行雙向通信驗證操作，確定是否進入 下一步流程，主站12與第二從站16進行雙向通訊驗證操作，確定是否進入下一步流程；第十三是流程130，第一從站14和第二從站16從站各自計算自己的起爆時間；第十四是流程132，第一起爆時間到，第一從站14完成起爆；第二起爆時間到，第 二從站16完成起爆。
權利要求一種基於GPS網絡的起爆控制裝置，包括主站(12)、第一從站(14)、第二從站(16)，GPS信號控制器(4202)，其特徵在於GPS太陽能電池板(4201)與GPS信號控制器(4202)連接，主站(12)由主控制模塊(34)、主接收模塊(36)、主收發模塊(32)、第一GPS天線(38)、第二GPS天線(39)組成，主控制模塊(34)通過外接埠與主接收模塊(36)相連接，主接收模塊(36)通過其外接埠與第一GPS天線(38)相連接，主控制模塊(34)通過外接埠與主收發模塊(32)相連接，主收發模塊(32)通過其外接埠與第二GPS天線(39)相連接；第一從站(14)由第一從收發模塊(44)、第一從接收模塊(46)、第一起爆模塊(50)、第三GPS天線(48)、第四GPS天線(49)組成，第一起爆模塊(50)通過外接埠一與第一從接收模塊(46)相連接，第一從接收模塊(46)通過其外接埠與第三GPS天線(48)相連接，第一起爆模塊(50)通過外接埠與第一從收發模塊(44)相連接，第一從收發模塊(44)通過其外接埠與第四GPS天線(49)相連接；第二從站(16)由第二從收發模塊(54)、第二從接收模塊(56)、第二起爆模塊(60)、第五GPS天線(58)、第六GPS天線(59)組成，第二起爆模塊(60)通過外接埠一與第二從接收模塊(56)相連接，第二從接收模塊(56)通過其外接埠與第五GPS天線(58)相連接，第二起爆模塊(60)通過外接埠二與第二從收發模塊(54)相連接，第二從收發模塊(54)通過其外接埠與第六GPS天線(59)相連接。
2.如權利要求1所述的一種基於GPS網絡的起爆控制裝置，其特徵在於第一從站 (14)通過第一起爆模塊(50)的外接埠與第一引爆者(18)相連接。
3.如權利要求1所述的一種基於GPS網絡的起爆控制裝置，其特徵在於第二從站 (16)通過第二起爆模塊(60)的外接埠與第二引爆者(20)相連接。
專利摘要本實用新型公開了一種基於GPS網絡的起爆控制裝置，太陽能電池板與信號控制器連接，主控制模塊通過外接埠與主接收模塊連接，主接收模塊通過其外接埠與天線連接，主控制模塊通過外接埠與主收發模塊連接，主收發模塊通過其外接埠與天線連接，起爆模塊通過外接埠與從接收模塊連接，從接收模塊通過其外接埠與天線連接，起爆模塊通過外接埠與從收發模塊連接，從收發模塊通過其外接埠與天線連接；起爆模塊通過外接埠與從接收模塊連接，從接收模塊通過其外接埠與天線連接，起爆模塊通過外接埠與從收發模塊連接，從收發模塊通過其外接埠與天線連接。結構簡單，操作簡便。具備優良爆破控制功能，實現精準時間序列的爆破控制。
文檔編號G08C17/02GK201715958SQ20102016852
公開日2011年1月19日 申請日期2010年4月16日 優先權日2010年4月16日
發明者柳青, 湯興國 申請人:湖北榮邦電子科技有限公司