一种电子雷管采集器电路系统

技术领域

本发明涉及民爆技术领域，具体为一种电子雷管采集器电路系统。

背景技术

电子雷管采集器负责采集雷管相关信息并存储起来，等采集完这批次使用的所有雷管信息后一次性传输给对接的雷管起爆器；

电子雷管采集器，下称采集器，采集器有其专属的雷管通讯电路、与电子雷管起爆器通讯电路、电压控制电路等，采集器利用特有的雷管通讯电路调制机制与电子雷管通讯获取电子雷管的相关信息。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种电子雷管采集器电路系统，完全自主设计的电子雷管通讯电路和方式，打破现有的技术壁垒，可完全独立控制和设计通讯方式，确保数据安全可靠不易被其它方式干扰通讯，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电子雷管采集器电路系统，包括依次电连接的采集器通讯调制电路、采集器电压调制控制电路和采集器单线USART收发电路，所述采集器通讯调制电路包括用于控制通讯正电压信号的Q4A、Q7A和Q4B、Q7B开关组及用于控制通讯负电压信号的Q9A、Q9B开关组，采集器通讯调制电路内设置有用于与雷管进行通讯的LG1接口和用于读取雷管反馈数据的CURR_TEST模块；

所述采集器电压调制控制电路中设置有电子雷管加电开关POW_ON_C，POW_ON_C由电池VBAT负责供电，还设置有用于电路电压升压的SX1308芯片，由VPWM输出的参考电压来控制SX1308最终升压的电压值，由AN_VDD路径为电子雷管供电；

所述采集器单线USART收发电路设置有数据接收端RXD3、数据发送端TXD3、对外通信串口线USART、开关组Q2A和Q2B。

作为本发明的一种优选技术方案，所述Q7A开关驱动电路由电阻R27、R32和MOS管Q4A组成前极驱动，Q4A开关管默认断开，其控制脚5和控制脚6为断开状态，其控制脚1由R27下拉到地GND电平，Q7B开关驱动电路原理与Q7A部分一致，输入控制信号为OUTBH，输出信号为OUTB。

作为本发明的一种优选技术方案，所述Q4A、Q4B、Q9A、Q9B为NMOS管，Q7A、Q7B为PMOS管。

作为本发明的一种优选技术方案，所述采集器电压调制控制电路中设置有组成电源输入开关电路的MOS管Q10A和Q11B，Q11B、R63和R66组成Q10A的控制电路，由POW_ON_C输入高电平控制Q11B导通，然后拉低Q10A控制端电平Q10A导通，电池电压VBAT通过Q10A输入到升压芯片SX1308的5脚输入端。

作为本发明的一种优选技术方案，所述采集器电压调制控制电路中设置有升压输出电压VDD，此电压由芯片FB反馈端进行控制，VPWM控制信号经由电阻R65、R64和电容C32滤波后输入FB引脚进行升压控制，VDD根据VPWM信号占空比值进行动态调整，实际使用时配合升压值进行对应的调整。

作为本发明的一种优选技术方案，所述数据接收端RXD3过电阻R9与USART连接，默认为数据接收状态，R17、R19和Q2B组成第一级驱动电路，R12、R16和Q2A组成第二级驱动电路。

作为本发明的一种优选技术方案，所述开关组Q2A和Q2B为NMOS开关管，输入高电平导通，电路中默认拉低断开。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本电子雷管采集器电路系统，完全自主设计的电子雷管通讯电路和方式，打破现有的技术壁垒，可完全独立控制和设计通讯方式，确保数据安全可靠不易被其它方式干扰通讯，采用单线USART模式，减少了通讯线缆数量，使设备对接接口更简单，模具和对接模组更容易设计，单线串口传输数据能更好的实现数据加密传输，收发数据混合在一条通讯线缆上，提高其通讯安全性。

附图说明

图1为本发明采集器通讯调制电路结构示意图；

图2为本发明采集器电压调制控制电路结构示意图；

图3为本发明采集器单线USART收发电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合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。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种电子雷管采集器电路系统，包括依次电连接的采集器通讯调制电路、采集器电压调制控制电路和采集器单线USART收发电路，采集器通讯调制电路包括用于控制通讯正电压信号的Q4A、Q7A和Q4B、Q7B开关组及用于控制通讯负电压信号的Q9A、Q9B开关组，Q4A、Q4B、Q9A、Q9B为NMOS管，其开关原理为，控制脚输入高电平导通，低电平断开，例如Q4A，其控制脚1默认低电平断开，输入高电平控制脚5和控制脚6导通，相当于一个开关，其通断状态由其控制脚输入高低电平来实现，Q7A、Q7B为PMOS管，其开关原理与NMOS管相反，控制脚输入低电平导通，高电平断开，例如Q7A，其控制脚1默认输入高电平断开，输入低电平时其控制脚5和控制脚6导通，Q7A开关驱动电路由电阻R27、R32和MOS管Q4A组成前极驱动，Q4A开关管默认断开，其控制脚5和控制脚6为断开状态，其控制脚1由R27下拉到地GND电平，当输入开关信号OUTAH为高电平时，经由电阻R32输入高电平至Q4A控制脚1时，Q4A导通，即其控制脚5和控制脚6导通到地GND低电平，二极管Z1、电阻R23和Q7A组成后级驱动电路，此时驱动低电平经由电阻R25控制MOS管Q7A的控制脚5和控制脚6导通，OUTA输出VDD正电压，Q7B开关驱动电路原理与Q7A部分一致，输入控制信号为OUTBH，输出信号为OUTB，输入信号OUTBH为高电平时，Q4B和Q7B导通，OUTB输出VDD正电压，Q9B控制脚3默认由电阻R42拉低至地GND低电平，Q9B的控制脚2和控制脚4断开不导通，输入信号OUTAL为高电平时，经由电阻R38控制Q9B导通，导通电流经过采样电阻R45到地，由内部采用电路对R45两端电压进行采用，可以获得负载反馈电流数据，Q9A驱动部分与Q9B部分一致，由输入高电平信号OUTBL控制Q9A导通，实际驱动时，Q7A和Q9A一起导通，Q7B和Q9B一起导通，此两路开关不能同时导通，采集器通讯调制电路内设置有用于与雷管进行通讯的LG1接口和用于读取雷管反馈数据的CURR_TEST模块；

输出正电压时，OUTAH和OUTBL输入控制高电平，Q7A和Q9A导通，OUTBH和OUTAL输入控制低电平，Q7B和Q9B断开，VDD电压经由Q7A由OUTA输出，经过电子雷管负载，由OUTB流经Q9A，并通过检测电阻R45到地，输出负电压相反，Q7B和Q9B导通，Q7A和Q9A断开，切换VDD电流方向同样经过R45到地，电阻R45的CURR_TEST端用于测量流经电子雷管负载电流，可以测量负载反馈电流值，电路中Z5、Z6和Z7为高压保护二极管，用于保护线路过压；

采集器电压调制控制电路中设置有电子雷管加电开关POW_ON_C，POW_ON_C由电池VBAT负责供电，还设置有用于电路电压升压的SX1308芯片，1.SX1308芯片中控制脚5为IN电压输入引脚，控制脚4为使能引脚，高电平有效，控制脚1升压电压输出，控制脚2公共接地，控制脚3FB为输出电压反馈引脚，根据反馈电压调整输出电压值，由VPWM输出的参考电压来控制SX1308最终升压的电压值，由AN_VDD路径为电子雷管供电，采集器电压调制控制电路中设置有组成电源输入开关电路的MOS管Q10A和Q11B，Q11B、R63和R66组成Q10A的控制电路，由POW_ON_C输入高电平控制Q11B导通，然后拉低Q10A控制端电平Q10A导通，然后拉低Q10A控制端电平Q10A导通，电池电压VBAT通过Q10A输入到升压芯片SX1308的5脚输入端，采集器电压调制控制电路中设置有升压输出电压VDD，此电压由芯片FB反馈端进行控制，VPWM控制信号经由电阻R65、R64和电容C32滤波后输入FB引脚进行升压控制，VDD根据VPWM信号占空比值进行动态调整，实际使用时配合升压值进行对应的调整；

采集器单线USART收发电路设置有数据接收端RXD3、数据发送端TXD3、对外通信串口线USART、开关组Q2A和Q2B，数据接收端RXD3过电阻R9与USART连接，默认为数据接收状态，R17、R19和Q2B组成第一级驱动电路，R12、R16和Q2A组成第二级驱动电路，开关组Q2A和Q2B为NMOS开关管，输入高电平导通，电路中默认拉低断开，内部单片机TXD3发送端发送数据时，TXD3输出高电平，经由电阻R17控制Q2B导通，然后拉低Q2A控制端，Q2A断开，即Q2A和Q2B组成两级方向电路，Q2A控制端默认拉高保持导通状态，外部串口USART线上电平由TXD3发送端电平控制，实现收发线合二为一；

该电子雷管采集器电路系统中通讯和供电采用二线机制，是供电线路也是通讯线路，电力载波的通讯方式可以简单的实现远距离供电和通讯线路共享，灵活的雷管供电电压调制方式，能根据不同的需求快速调节通讯电压，将传统的收和发双线串口合并成单线串口，能快速传输数据，达到隐匿数据传输的特点。