CN102252569B - 一种电子***身份识别及延时时间设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及火工品起爆控制技术领域，尤其涉及一种电子***身份识别及延时时间设计方法。本发明解决现有技术中电子***使用存在不安全、且管理效率低的问题，提供一种电子***身份识别设计方法，结合现有的商品条形码管理技术，通过对电子***ID号及延时时间的编码设计打印条码信息，置于电子***脚线，实现电子***ID号及延时时间信息快速、准确、安全的录入电子***起爆装置。本发明主要应用于火工品起爆控制技术领域电子***ID号及延时时间管理领域。

Description

一种电子***身份识别及延时时间设计方法

技术领域

本发明涉及火工品起爆控制技术领域，尤其涉及一种电子***身份识别及延时时间设计方法。

背景技术

每一只电子***都具有唯一的ID身份码。工程***时，需要采用电子***注册器（获取电子***ID身份号），连接每只***的延时控制电路，通过对每只***逐一加电发送控制命令，获得其ID身份码，根据实际需要设定其***延时时间，形成工程***文件（***文件由“序号+炮孔号+***ID号+延期时间”组成），存储于专用的电子***注册器中。工程***时还需使用电子***起爆装置，将电子***注册器中的工程***文件，通过有线方式传输到电子***起爆装置中，通过该起爆装置完成对电子***的检测、延时控制、延时时间校准等工作，最后由该电子***起爆装置完成对电子***的起爆。

目前，现场***使用电子***必需配备专用的电子***注册器，用以完成对电子***ID身份码读取和***延期时间的设定。由于电子***注册器必需与每只电子***逐只连接并进行加电操作造成了不安全隐患，给操作者的人身安全和***工程的安全带来风险。也由于工程***需要电子***注册器与电子***起爆装置配合，才能完成电子***的起爆，导致***成本较高、操作使用也不方便。

发明内容

本发明的目的是：针对目前工程***中使用电子***存在的不安全隐患、配备电子***注册器使用成本较高、***操作不方便的实际问题，提供一种电子***身份识别及延时时间设计方法，实现了工程***中不用配备电子***注册器，只采用电子***起爆装置，就能快速、准确、安全地完成对电子***的起爆，大大简化了***流程。

本发明采用的技术方案如下：

一种电子***身份识别及延时时间设计方法，包括

第一步、使用电子***注册器，获取所用各只未装药电子***的ID身份码和延时时间信息；

第二步、若电子***的延时时间是固定的，依据所获取的各只电子***的ID身份码和延时时间信息，使用具有编辑功能的处理器，进行编码生成含有电子***ID身份码和延时时间信息的条码；若电子***的延时时间不固定，使用所述处理器，对电子***的ID身份码进行编码，生成含有ID身份码信息的条码；

第三步、使用所述处理器将编辑好的各电子***的条码编码信息发送给条码打印机，打印出各电子***的条码标签；

笫四步、将打印的各电子***条码标签，贴于各对应的电子***的脚线或者电子***表面，得到标记有不同条码标签方便识别其身份及延时时间的电子***。

所述步骤二中的编码方式，包括采用code128A编码、code128B编码、code39编码、EAN13编码、UPC A编码或者RPS128编码。

当电子***的延时时间是固定的，其编码格式为ID身份号、延时时间；当电子***的延时时间是可编程的，其编码格式为ID身份号。

所述编码格式，还包括电子***的脚线长度、生产日期编码。

本发明的有益效果是：

1.在现场***时，由于不采用电子***注册器，而是直接使用带有条码扫描功能的专用电子***起爆装置，对电子***脚线上的条码标签进行扫描，获取电子***的编码信息、控制对电子***的起爆，从而避免了使用电子***注册器带电作业带来的不安全隐患，确保了现场***使用电子***的安全性。

2.对电子***的ID身份码、延时时间，采用code128A编码、code128B编码、code39编码、EAN13编码、UPC A编码或者RPS128编码形成的条码，标注在电子***脚线标签上，能很容易的被电子***起爆装置所识别。

3.采用电子***起爆装置，对电子***包含有ID身份码、延时时间信息的条码签进行扫描，能准确、快捷地获取电子***的ID码、延期时间信息，极大地提高电子***的使用方便性。

4.通过对电子***延时时间条码标注的方法，根据实际需要把延时时间可编程的电子***，当作“固定延时”的电子***使用，不仅给有该种需求的实际应用者带来极大地使用方便性，还给电子***生产企业的生产带来很大的方便，电子***生产企业只需生产延时时间可编程的电子***即可。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1电子***起爆装置原理框图；

图2 电子***起爆装置电压转换模块电路原理图；

图3电子***起爆装置信号调理模块电路原理图；

图4电子***起爆装置起爆双键电路原理图；

图5是本发明电子***ID号条形码标识；

图6是本发明电子***ID号及固定延时时间条形码。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

优选实施例

本发明中使用的电子***起爆装置设计过程（设计过程中，所述电子***为根据本发明设计方法得到的电子***，即电子***脚线或者表面贴有***ID身份及延时时间信息条码的电子***）：如图1所示，包括电源模块、人机交互控制模块、显示控制模块、验证模块、电压转换电路、电压输出控制模块、信号调理模块、扫描装置，微处理器控制模块分别与人机交互控制模块一个端口、信号调理模块第一端口双向通讯连接；微处理器控制模块分别电压输出控制模块一个输入端口、扫描装置输出端、显示控制模块一个端口、验证模块输出端连接；电源模块一个端口分别与人机交互控制模块另一个端口、信号调理模块第三端口连接；电源模块另一个端口通过电压转换电路与电压输出控制模块第二端口连接，电压输出控制模块输出端与信号调理模块第二端口连接，扫描装置输入端与电子***输出端连接，信号调理模块与电子***输入端连接。

电源模块为起爆装置供电，使用外部电源供电，电源转换模块将交流电源提供的电压经滤波、稳压后，输出低电压(电压范围为5V-7.8V)和模块供电电压两路电压，电源模块一个端口输出模块供电电压，即为人机交互控制模块、显示控制装置、微处理器控制模块、信号调理模块提供工作电压；电源模块另一个端口输出低电压（电压范围5V-7.8V），即为电压转换电路输入端口提供输入电压。

 电压转换电路如图2所示，包括升压芯片U、第一电阻R1、第二电阻R2、电阻RS、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、二极管D、电感L、Vin端口、Vout1端口，其中升压芯片U第三管脚作为升压电路模块输入端与Vin端口连接，升压芯片U第三管脚与电阻RS一端、第一电容C1一端共点连接，电阻RS另一端、升压芯片U第二管脚、升压芯片U第一管脚、电感L一端连接，电感L另一端、二极管D阳极、升压芯片U第八管脚共点连接，升压芯片U第七管脚接地，升压芯片U第六管脚接第二电容C2一端，第二电容另一端接地，升压芯片U第五管脚接地，升压芯片U的第四管脚分别与第一电阻R1一端、第二电阻R2一端连接，第一电阻R1另一端接地，第二电阻R2另一端、二极管D阴极、第三电容C3一端共点连接，第三电容C3另一端接地，第二电阻R2另一端、二极管D阴极、第三电容C3一端共点与Vout1端口连接，Vout1端口作为电压转换电路的输出端，Vin端口作为电压转换电路输入端与电源模块另一个输出端连接，电压转换电路的输出端与电压输出控制模块另一个输入端连接。电源模块另一个端口接升压芯片U第三端口 与Vin端口连接，为电压转换电路提供输入电压(5V-7.8V), 电压转换电路的输出端(即Vout1)与电压输出控制电路连接。可以将Vin端口输入的(5V-7.8V)电压升压到Vout1端口，其输出电压定义为Vout(10V-30V)，通过调节R1、R2阻值大小，输出不同的电压值。

如电压转换电路将输入的低电压转换为高电压（10V-30V），R1、R2大小与输出电压关系:Vout=1.25(1+R2/R1)

1)    若要Vout=10V,根据10=1.25(1+R2/R1)，

所以取R1=1.6 kΩ，R2= 11kΩ，输出Vout约为10V；

2)    若要Vout=23V，根据23=1.25（1+R2/R1）

所以: R2/R1=17.4,取R1=2.2 kΩ,R2=39 kΩ，输出Vout约为23V；

3)    若Vout=30V，根据30=1.25(1+R2/R1)，

所以取R1=1.0 kΩ，R2= 24kΩ，输出Vout为30V。

总之，根据Vout=1.25(1+R2/R1)关系式，取得合理的电阻R1、R2的阻值。使其输出电压范围为10V-30V。

电压输出控制模块对电压转换电路输出的高电压，通过微处理器控制模块进行高通断控制；并且将输出的高电压与电源模块提供的低电压选择性的输出，高电压是电子***延时时间校准所需的电压和起爆电压，低电压是电子***进行通讯、检测电压，低电压和高电压输出在微处理器控制模块程序控制下，可以进行切换。本装置中，电子***是脚线上带有自身ID号及延时时间信息条型码的电子***(若是延时时间固定，则电子***脚线上还包括延时时间信息；若延时时间不固定，则不包括延时时间信息)。

信号调理模块包括信号发送模块、信号接收模块、Vin1端口、in端口、Out+端口、Out-端口、Vout2端口，电路如图3所示，其中信号发送模块包括第一功率模块、第二功率模块；信号接收模块包括取样电阻（5～10Ω）、放大器、滤波电路、整流电路；所述电压输出控制模块输出端与Vin1端口连接、所述微处理器控制模块输出端与in端口连接，所述Vin1端口与第一功率模块第二端口、所述第二功率模块第二端口连接，所述in端口与所述第一功率模块第一端口、所述第二功率模块第一端口连接；所述第一功率模块第三端口与取样电阻连接，所述放大器（集成运算电源放大器，主要功能是对电子***反馈的信号进行放大处理，获取一个起爆控制装置容易识别和控制的信号，例如采用AD623或者类似放大器）第一端口（输入端）、所述放大器第二端口（输入端）跨接在取样电阻两端，放大器第三端口（输出端）与滤波电路（功能是过滤电子***反馈的一些干扰信号，提取有用信号，电子***反馈给起爆控制装置的电信号是在一定的电压范围内，通过对这个范围的取舍实现信号的过滤处理）、整形电路（功能是过滤后的信号进行整形处理，使起爆控制装置可靠接收处理）、Vout2端口顺序连接，取样电阻另一端与Out+端口连接，第二功率模块第三端口与Out-端口连接，所述Vin1端口、所述in端口作为信号调理模块输入端，所述Vout2端口作为输出端口与微处理器控制模块连接，所述Out+端口、所述Out-端口共同作为所述信号调理模块另一个输出端，所述信号调理模块另一个输出端串联1个或者多个电子***。信号发送模块对微处理器控制模块（in端）发送的指令信息进行处理，输出一个差分信号（通过Out+、Out-两个端口）给电子***(装配有电子延时点火装置的电子***，实现功能是监测电子***工作状态，接收电子***状态回读、在线巡检、延期时间校准、起爆等检测命令并将相关信息回复给微处理器控制模块，使得电子***起爆更加安全，电子***脚线有标识电子***ID号及延时时间信息的条形码)内的集成芯片模块。信号接收模块将电子***通过信号线反馈的数据和信息进行放大、整形和滤波处理后，输出一个稳定规则的信号通过Vout2端口返回给微处理器控制模块。信号接收模块输入端通过信号接收模块内的放大器正负两个脚并联到取样电阻两端。信号调理模块通过直流载波通讯方式同时与多个电子***起爆装置进行通讯。

扫瞄装置包括条码扫描仪、条码阅读器或者条码扫描枪，扫瞄装置通过扫描电子***脚线上条码，获得电子***ID及延时时间信息，并将获取的信息通过USB数据连接发送给微处理器控制模块，微处理器在进行数据存储时，依次对多个电子***设置孔号，对多个电子***依次扫描，孔号递增。如果对已经存储在***内的***延期时间进行修改，可以重新扫描一次电子***脚线的条码并通过人机交互控制模块修改延期时间并确认，通过人机交互控制模块进行查找、修改、删除和添加新ID号等操作。***ID信息录入好后，可以将通讯母线连接起爆装置，进行在线检测、延期时间校准、起爆等操作。

验证模块包括双键控制模块和授权验证模块。起爆装置加电后，将存储有授权密匙的存储卡***起爆装置上USB接口，微处理器控制模块与存储卡进行身份信息验证，通过微处理内部程序自动读取存储卡存储的密匙信息自动判断密码正确性；在经过一系列的***初始化及身份信息验证操作正确、起爆时序正确后，按下双键控制模块（包括两个独立起爆双键控制电路），起爆双键控制模块是发出起爆信号，将发送一个起爆信号给微处理器控制模块，微处理器控制模块收到起爆信号后，才能向电子***发送起爆指令。双键控制模块包括两个双键起爆电路，电路如图4所示，双键起爆电路包括第三电阻R3、第四电阻R4、开关K、电容C、电源Vcc，第三电阻R3一端接电源Vcc；第三电阻R3另一端、开关K一端、第四电阻R4一端、电容C一端共点连接，并作为双键起爆电路输出端；开关K另一端、第四电阻R4另一端、电容C另一端共地连接，双键起爆电路输出端与微处理器控制模块连接。

显示控制模块包括液晶显示装置和按键，电源模块一个端口对液晶显示装置（液晶显示屏）供电，微处理器控制模块与液晶显示装置、按键连接。按键配合液晶显示屏工作。

人机交互控制模块通过PC机实现，与微处理器控制模块通过RS232、485协议进行数据传输双向通讯，人机交互控制模块将电子***起爆控制信息（包括电子***ID号、电子***延时信息等）下载到起爆装置的微处理器控制模块，微处理器控制模块将接收到的电子***相关信息回复到上位机控制模块。

微处理器控制模块是起爆装置的核心控制部件通过ARM、单片机等微处理器实现，作用：

首先通过验证模块的授权验证模块进行授权密匙判断；  

第二：是通过条码扫描仪获取电子***的ID号与延时信息（若延时信息可编程，则通过人机交互控制模块进行延时时间设置），并且在存储时设置电子***的孔号，通过液晶显示装置显示，通过人机交互控制模块对其进行延时时间的更改；

第三：同人机交互控制模块进行信息交换；

第四：控制液晶显示屏、按键正常工作；

第五：通过向电压输出模块发送控制信号，使电压输出模块通过信号调理模块、并根据不同控制信号输出电子***工作需要的低电压和高电压；

第六：向信号调理模块发送指令信息和接收处理信号调理模块反馈的数据。通过信号调理模块与电子***之间通讯，完成电子***ID号录入、延期时间修改、电子***通讯检测、桥丝通断检测、延期时间校准等操作。通过信号调理模块对电子***接收的信息同发送的信息进行比对，判断电子***是否正确写入延期时间；

第七：接收起爆双键发出的起爆信号后，向电子***发送起爆指令；

第八：微处理器控制模块控制信号调理模块通过直流载波通讯方式同时与多发电子***进行通讯。

电子***工作过程： 

步骤一，电源供电及身份验证过程：首先起爆装置电源模块提供供电电压，其中电源模块第一路输出模块工作电压为人机交互控制模块、显示控制装置、信号调理模块提供能是其正常工作的工作电压。电源模块第二路输出低电压，然后通过微处理器控制模块的控制软件对存储有授权密匙的存储卡(通过将存储卡***授权验证接口模块)进行，若密钥验证通过，则执行步骤二，若不通过，则从新进行授权密钥的验证。。

步骤二，电子***信息录入：通过条码扫描装置依次获取多个电子***的ID及延时时间信息（若延时时间固定则可以获取，若延时时间不固定则不需要获取），将获得的信息通过USB等通讯方式，发送给微处理器控制模块进行存储。扫描电子***依次进行，获取一个电子***信息后，将ID号及延时时间（若延时时间固定则可以获取，若延时时间不固定则不需要获取）按照电子***孔号依次递增进行存储，并通过上位机控制模块进行信息确认，如果对已经存储在微处理器控制模块的电子***延期时间进行修改，可以重新扫描一次并修改延期时间，确认后将覆盖之前电子***信息；也可通过人机交互控制模块进行查找、修改、删除和添加新ID号等操作，***ID信息录入好后，可以将电子***通过通讯母线与起爆装置的信号调理电路连接（进而与微处理器控制模块连接，为在线检测、延期时间校准、起爆等操作做准备），执行步骤三。

步骤三，起爆命令的设置：

通过人机交互控制模块设置电子***起爆时间，并发送控制信息给微处理控制模块，微处理器模块接收人机交互控制模块发送的控制命令，并将其与存储于微处理器控制模块的相应电子***ID号、相应的延迟时间。通过按键控制液晶显示屏，查看并修改存储于微处理器控制模块的多个电子***ID号、延期时间及相关起爆信息，执行步骤四。

步骤四：电子***检测及起爆控制

通过信号调理模块来控制相应的电子***，在低电压下对多个电子***分别进行检测，多个电子***将信息反馈给微处理器控制模块，将电子***状态通过液晶显示装置进行显示，然后根据检测结果对多个电子***进行排错。完成后通过电压转换电路将电源模块输出的低电压转换为高电压。电压输出控制模块根据微处理器控制模块发出的控制信号对高低压输出模块输入端高电压和低电压进行选择性的输出（高电压是电子***延时时间校准所需的电压和起爆电压，低电压是对电子***进行通讯、检测的电压。起爆装置负载能力可同时起爆与之配套的最多500发电子***，安全起爆距离超过1500米），输出地高电压对多个电子***进行延期时间校准，校准结束后，进入起爆状态，在经过起爆密码判断（通过验证装置进行密码验证）和电子***充电后，同时按下起爆双键产生起爆信号，微处理器控制模块根据起爆信号，向电子***发送起爆指令，各个电子***接收到起爆装置发送的起爆指令后，开始延时，延时结束后电子***（安装有电子延时装置，电子延时装置电容快速放电）上点火头发火，完成电子***起爆。

以下为电子***身份识别及延时时间设计方法的设计过程。

设计思路:结合现在成熟的商品条形码技术，将电子***ID身份信息及延时时间信息通过编码，以一维或二维条形码形式打印到标签纸上，再把标签纸标识在***脚线的尾端，通过条码扫描装置将ID信息录入进电子***起爆装置,通过扫描电子***外部标识ID条码，可以确保ID录入准确，可以集中对电子***进行扫描，也可以在电子***放入炮孔后进行扫描，使用方便，效率高。

因为电子***ID身份号条形码是24位二进制数据，即6位十六进制码，包含字符为0～9，A～F的组合，因此需要进行编码。电子***延时时间可以为固定和可编程的，所以提供固定延时时间和可编程延时时间的电子***身份及延时时间信息标识两种编码方式。对于有固定延时时间的电子***可将延时时间显示出来。

具体过程：若延时时间不固定，通过电子***注册器获取电子***ID身份号信息，将获取的信息发送给具有编辑功能的处理器（通过DSP或者ARM处理器）进行编码（编码方式包括code128A编码、code128B编码、code39编码、EAN13编码、UPC A编码或者RPS128编码），并传输给条码打印设备，条码打印设备将ID身份号对应的条码信息打印到标签纸上；若延时时间固定，则电子***注册器读取电子***ID号和延时时间，将获取的信息发送给具有编辑功能的处理器进行编码，处理器将编码好的信息传输给条码打印设备，条码打印设备将ID号和延时时间对应的条码信息打印到标签纸(由于***的特殊应用环境，标签纸的应选择防水、防油污、防皱折)上。将条码标签纸固定在电子***脚线上。为了方便用户查看***相关信息，在ID标签上还可以加上脚线长度，生产日期等信息。

带条码的电子***使用时，若延时时间不固定，则通过具有条码读取功能的电子***起爆装置，对电子***中的每只电子***脚线标签进行扫描，获取电子***的ID条码并根据实际工程设定的延时时间进行时间设定；若是延时时间固定，则通过具有条码读取功能的电子***起爆装置，对电子***中的每只电子***脚线标签进行扫描，获取电子***的ID及延时时间条码，从而完成起爆工程电子***相关信息的录入，该过程无需对电子***进行加电，不仅大大降低了不安全风险，还大大提高了电子***信息的录入效率。针对固定延时时间电子***使用，使用时仅需对的每只电子***脚线标签进行扫描，就获取电子***的ID码和延期时间。

图5是本发明电子***ID码条码，标注的延时时间可现场设定，图中所示电子***ID码是“A010EF”，条形码是采用code128编码。

图6是本发明电子***ID码和延时时间条码，标注的是“固定延时”，图中所示电子***ID码是“A010EF”，延时时间是100ms，条形码是采用code128编码。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (3)

1.一种电子***身份识别及延时时间设计方法，其特征在于，包括

第一步、使用电子***注册器，获取所用各只未装药电子***的ID身份码和延时时间信息；

第二步、若电子***的延时时间是固定的，依据所获取的各只电子***的ID身份码和延时时间信息，使用具有编辑功能的处理器，进行编码生成含有电子***ID身份码和延时时间信息的条码；若电子***的延时时间不固定，使用所述处理器，对电子***的ID身份码进行编码，生成含有ID身份码信息的条码；

第三步、使用所述处理器将编辑好的各电子***的条码编码信息发送给条码打印机，打印出各电子***的条码标签；

笫四步、将打印的各电子***条码标签，贴于各对应的电子***的脚线或者电子***表面，得到标记有不同条码标签方便识别其身份及延时时间的电子***，所述第二步中的编码方式，包括采用code128A编码、code128B编码、code39编码、EAN13编码、UPC A编码或者RPS128编码。

2.根据权利要求1所述的电子***身份识别及延时时间设计方法，其特征在于：当电子***的延时时间是固定的，其编码格式为ID身份号、延时时间；当电子***的延时时间是可编程的，其编码格式为ID身份号。

3.根据权利要求2所述的电子***身份识别及延时时间设计方法，其特征在于所述编码格式，还包括电子***的脚线长度、生产日期编码。

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