主从式串行通信网络中的电子雷管状态快速查询方法

摘要

本发明公开了一种主从式串行通信网络中的电子雷管状态快速查询方法，该方法通过在电子雷管上设置ID地址和临时地址，并与控制主机上的List序号分别一一对应，采用连续的方波通入到电子雷管内，当累计到的方波数与控制主机发出的序号数及对应电子雷管内的临时存储地址一致时，对应的电子雷管根据本机状态决定是否增加本机消耗电流则可完成对对应电子雷管的查询，用户将控制主机与电子雷管联网后，当控制主机希望查询电子雷管的运行状态时，本发明提出的方法能快速、高效的查询电子雷管的状态；并且联网的电子雷管数量越多，本发明提出的方法效率越明显。

说明书

技术领域

本发明的一种主从式串行通信网络中的电子雷管状态快速查询方法，属于电子雷管通信技术领域。

背景技术

目前，当一台控制主机与多个具有不同地址的电子雷管仅通过两根导线并联而构成一个独立网络时，按照目前常规的通信方式或方法，控制主机查询网络中某发电子雷管的某一状态，需要发送一个状态查询命令帧及接收电子雷管返回的状态信息帧才能确定这发电子雷管的当前查询状态的信息；通常一个命令帧数据格式为：帧头（1字节）+命令（1字节）+目的地址（电子雷管的ID，一般大于6字节）+状态信息（1字节）+效验字节（2字节）至少共11字节；控制主机需要查询从机状态，必须占用通信总线22字节（176位）的通信时间。假设通信速率为1KHZ，网络中电子雷管数量为1000个，则遍寻一次电子雷管状态的时间至少需要176秒，查询一次状态需要这么长的时间，严重影响用户的使用感受；如果需要排除系统故障而进行多次电子雷管状态查询时，将耗费大量时间而严重影响工作效率。

发明内容

本发明的目的是：提供一种主从式串行通信网络中的电子雷管状态快速查询方法，解决上述现有技术中所存在的通信时间太长问题，以克服现有技术的不足。

本发明是这样实现的：一种主从式串行通信网络中的电子雷管状态快速查询方法，该方法将检测合格后的电子雷管设置专门独立ID地址并存储在电子雷管内的寄存器（Reg1），将电子雷管的ID地址输入到控制主机的缓冲期列表（List）中，根据控制主机中List中序号作为对应地址电子雷管的临时地址（TID），并将临时地址写入对应电子雷管内的临时地址寄存器（Reg2），当需要查询某一电子雷管时，控制主机发出该电子雷管对应的List序号命令，电子雷管根据自身临时地址与与控制主机命令序号进行比较，当一致时电子雷管完成对控制主机状态查询的应答从而完成对电子雷管的快速查询。

前述的一种主从式串行通信网络中的电子雷管状态快速查询方法中，所述电子雷管的ID地址彼此独立且不相同，且电子雷管的ID地址掉电后不丢失。

前述的一种主从式串行通信网络中的电子雷管状态快速查询方法中，控制主机的List中保存有全部连接到网络电子雷管的ID且List中的序号与电子雷管的ID一一对应。

前述的一种主从式串行通信网络中的电子雷管状态快速查询方法中，在电子雷管中设置能存储电子雷管临时地址的寄存器（Reg2），且在联网状态使用临时地址设置指令（Cmd1）将网络中电子雷管的临时地址（TID）存储在对应电子雷管的Reg2内。

前述的一种主从式串行通信网络中的电子雷管状态快速查询方法中，当需要查询某一电子雷管的状态时，控制主机发出该电子雷管对应的List序号的查询指令（Cmd_x）且等待一段时间（下称Timer1），所有电子雷管根据自身临时地址进入应答控制主机查询状态，即所有电子雷管收到Cmd_x后先将其内的累加计数器（Cnt1）清零然后进入应答控制主机查询状态，然后控制主机通过通信线发送电子雷管状态识别波形，所有电子雷管累计的识别波形数量并记录在其累加计数器中，当某一电子雷管的累加计数器数值与其内临时地址序号一致时，电子雷管内置芯片根据通信协议判断是否打开可控的恒流源（E2）作为对控制主机反馈本机相应状态的应答，打开E2的时间长度根据对控制主机及电子雷管中的微处理器的处理能力确定。

前述的一种主从式串行通信网络中的电子雷管状态快速查询方法中，识别波形的形状一般采用方形波，实现识别波形数量累加的方法是电子雷管使用上升沿或下降沿检测识别波形实现累加识别波形周期数，即控制主机发出的识别波形通过通信线交替发送“0”状态及“1”状态，电子雷管通过边沿中断判断通信总线状态并且累计通信总线上“0”状态或者“1”状态的数量并记录。

前述的一种主从式串行通信网络中的电子雷管状态快速查询方法中，可以定义不同的指令（Cmd_x）对应要查询的电子雷管自身不同状态，例如定义Cmd1指令查询网络中所有电子雷管的充电状态是否正常，再定义Cmd2指令查询网络中所有电子雷管的是否进入了可以起爆的状态，每一个识别波形对应网络中其中一个电子雷管的某一状态，当然，若通信中定义每两个识别波形对应其中一个电子雷管的两个状态也是可以的，只需要让网络中的电子雷管每收到两个识别波形，其累加计数器（Cnt1）才自加1，然后其计数到与本身已确定的临时地址（TID）相同时，开始对两识别波形进行对电子雷管本身状态匹配的反馈即可。

前述的一种主从式串行通信网络中的电子雷管状态快速查询方法中，该方法的具体步骤如下：

步骤一、电子雷管在工厂生产过程中的功能检测合格后，使用专用生产设备将电子雷管的ID地址写入电子雷管的寄存器中并保存在其内的非易失性记忆体中；

步骤二、在组建主从式串行通信网络的时候，工作人员将所有连接到网络中的电子雷管地址ID输入到控制主机的List中；或由控制主机根据通信协议主动将所有连接到网络中的电子雷管地址ID读取到本机；

步骤三、控制主机将每发电子雷管的ID存储在其内的List中的序号作为对应地址电子雷管的临时地址，即TID,并且使用临时地址设置指令将电子雷管的TID写入对应电子雷管的寄存器中，可根据需要决定是否保存在其内的非易失性记忆体中；

步骤四、控制主机发送某一状态的查询指令，即Cmd_x，并且等待一段时间，所有电子雷管收到Cmd_x后先将其内的累加计数器清零然后进入应答控制主机查询状态；

步骤五、控制主机在通信线上交替发送“0”状态及“1”状态的方波；电子雷管通过边沿中断判断通信总线状态并且累计通信总线上“0”状态或者“1”状态的数量并且记录在累加计数器中，当累加计数器的值与本机的TID一致时，电子雷管内置芯片根据通信协议判断是否打开可控的恒流源（即增加本电子雷管的电流消耗）作为对控制主机状态查询的应答，打开E2的时间长度根据对控制主机及电子雷管中的微处理器的处理能力确定；

步骤六、控制主机使用其内的E1实时监测通信总线是否出现电子雷管状态应答而引起的电流变化，根据通信总线的电流变化情况就可以确定某发电子雷管当前需要查询状态的状态信息。

由于采用了上述技术方案，本发明通过在电子雷管上设置ID地址和临时地址，并与控制主机上的List序号分别一一对应，采用连续的方法通入到电子雷管内，当累计到的方波数与控制主机发出的序号数及对应电子雷管内的临时存储地址一致时，根据本电子雷管的状态决定是否增加本机的电流消耗（控制主机根据方波电流的大小变化，即可判定对应序号的电子雷管从机的相应状状态）则可完成对对应电子雷管的查询，用户将控制主机与电子雷管联网后，当控制主机希望查询电子雷管的运行状态时，本发明提出的方法能快速、高效的查询电子雷管的状态；并且联网的电子雷管数量越多，本发明提出的方法效率越明显。

附图说明

附图1为本发明中起爆器与电子雷管并联网络的连接示意图；

附图2为本发明中起爆器、电子雷管通信接口示意图；

附图3为起爆器查询电子雷管状态通信过程总线波形示意图；

附图4是本发明中起爆器查询电子雷管状态通信过程中，某电子雷管和相邻临时序号的电子雷管应答总线电压波形示意图。

具体实施方式：

下面将结合本发明实例中的附图，对本发明实例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实例仅仅是本发明一部分实例，而不是全部的实例，基于本发明中的实例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实现方式实例，都属于本发明保护的范围。

本发明的实施例：本发明提供一种主从式串行通信网络中的电子雷管状态快速查询方法，涉及电子雷管专用起爆器(即为上述的控制主机)及电子雷管，其中起爆器及电子雷管会具备相应的内部模拟或数字模块，但与说明本方法无太大关系，所以仅强调其特征在于起爆器具有保存电子雷管地址的缓冲期列表及通信总线电流检测电路；电子雷管具有存储地址的寄存器并在其内非易失性记忆体存储该数据、临时地址寄存器、累加计数器及可控的恒流源电路；

起爆器与电子雷管连接示意图如图1所示，从电子雷管引出的两条通信导线并联了多台硬件相同但是地址ID不同的电子雷管。

本实例起爆器与电子雷管的通信接口如图2所示。

起爆器要快速查询电子雷管状态需要进行以下步骤：

步骤1：起爆器搜寻网络中电子雷管的ID并且保存到其内的List中，网络硬件确定后只需要执行一次；

步骤2：起爆器将网络中每发电子雷管的ID保存在其内List中的序号作为对应电子雷管的TID,并且使用指令Cmd1将TID写到电子雷管的Reg2中，网络硬件确定后只需要执行一次；

步骤3：起爆器发送指令Cmd_x后并且等待一段时间Timer1。

步骤4：起爆器在通信线上发送频率为Fx的方波；电子雷管累计通信总线上方波高电平的个数并且记录在Cnt1中，当电子雷管Cnt1的值与本机的TID相等时，打开E2作为本机对起爆器命令Cmd_x的应答，打开E2的时间长度为Timer2。

步骤5：起爆器使用E1实时检测通信总线是否出现电子雷管的应答电流，根据通信总线的电流变化情况就可以确定某发电子雷管的当前状态信息。

本发明提出的一种主从式串行通信网络中的电子雷管状态快速查询方法，在工程应用的具体实列参数如下：

1、起爆器的微控制器运行频率:100MHz；

2、起爆器的List可以保存1000台电子雷管的ID；

3、起爆器的E1是使用主控芯片高达12位1MHz转换速率的高速ADC

及外围电路组成;

4、起爆器发出方波的频率Fx=1KHz;

5、通信协议中的Cmd1=0x5a，Cmd_x=0xa5;

6、起爆器发出Cmd_x后等待的时间Timer1=10mS;

7、网络中连接的电子雷管数量为880个；

8、电子雷管内的微控制器运行频率:8MHz；

9、电子雷管的E2为50mA恒流源开关电路；

10、电子雷管打开E2的时间长度Timer2=250uS;

11、电子雷管使用上升沿中断检测方波并累加方波周期数，当累加的方波高电平的个数Cnt1=TID时，电子雷管打开其内的E2，电子雷管内的微控制器进入中断的时间在25～40uS，进行相关逻辑判断后决定打开还是关闭其内的E2，使用示波器可以看到在方波的高电平部分产生250uS凹型下拉图像如附图4所示，这250uS时间起爆器能够连续检测到至少100次的大电流数据。

12、本实例遍寻一次电子雷管状态的时间为900毫秒；

最后应说明的是：以上实例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实例技术方案的精神和范围。