电子雷管数据编码方法、解码方法、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，尤其是涉及一种电子雷管数据编码方法、解码方法、电子设备及存储介质。

背景技术

在电子雷管应用中，考虑到电子雷管抗冲击应用环境的需求，电子雷管通常采用可以集成的抗冲击片内RC振荡器作为工作时钟。

相关技术中，在应用电子雷管时，使用起爆器注册电子雷管的方式为：起爆器先获取电子雷管芯片的RC时钟周期，并存储在起爆器中。电子雷管发送数据时以传统串行通信的编码方式发送给起爆器。起爆器在和电子雷管通信过程中，使用注册获取的电子雷管时钟周期为周期，对接收到的电子雷管数据进行采样和解码。上述编码方式存在以下不足：RC振荡器由于存在逻辑触发电压差异、时漂、温漂等现象，导致工作频率出现偏移，会影响电子雷管通信系统的稳定性。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种电子雷管数据编码方法、解码方法、电子设备及存储介质，能够检测电子雷管的实时时钟周期，从而提高电子雷管通信系统的稳定性。

根据本发明的第一方面实施例的电子雷管数据编码方法，应用于与起爆器通信连接的电子雷管，所述方法包括：

获取初始电子雷管数据；

对所述初始电子雷管数据进行编码，得到编码电子雷管数据；其中，所述编码电子雷管数据包括同步字节；其中，所述同步字节用于使得所述起爆器根据所述同步字节计算所述电子雷管的实时时钟周期以确定采样周期。

根据本发明实施例的电子雷管数据编码方法，至少具有如下有益效果：

本发明实施例的电子雷管数据编码方法，通过获取初始电子雷管数据，对初始电子雷管数据进行编码，在初始电子雷管数据中加入同步字节，得到编码电子雷管数据，发送给起爆器。起爆器接收到编码电子雷管数据后，根据同步字节计算电子雷管的实时时钟周期，根据电子雷管的实时时钟周期计算采样周期，从而对接收到的编码电子雷管数据进行采样和解码。上述方案由于起爆器能够实时计算电子雷管的时钟周期，即便电子雷管的时钟周期由于时漂、温漂等原因导致工作频率出现偏移，起爆器也能自适应的消除此类影响，从而提高电子雷管通信系统的稳定性。

根据本发明的一些实施例，所述同步字节包括数据位和状态位；

所述数据位包括至少一个数据0和至少一个数据1，用于使得所述起爆器根据所述数据位计算所述电子雷管的实时时钟周期；

所述状态位包括所述电子雷管对当前指令的执行结果。

根据本发明的一些实施例，利用下面的公式(1)计算所述电子雷管的实时时钟周期：

T＝(N/2M)T1 (1)

其中，T为所述电子雷管的实时时钟周期，M为所述电子雷管发送数据0或数据1需要的电子雷管时钟周期个数，N为所述起爆器使用计数器对所述电子雷管的2MT数据位宽度的计数值，T1为所述起爆器检测所述数据位所需要的时钟周期。

根据本发明的一些实施例，所述数据位包括至少三个数据，且数据0和数据1间隔。

根据本发明的一些实施例，所述同步字节还包括校验位；

所述校验位包括至少一个数据0和至少一个数据1。

根据本发明的一些实施例，所述校验位包括奇校验位和偶校验位；

所述奇校验位和所述偶校验位用于校验所述数据位中数据1或0的个数是奇数或偶数。

根据本发明的第二方面实施例的电子雷管数据解码方法，应用于与电子雷管通信连接的起爆器，所述方法包括：

接收编码电子雷管数据；其中，所述编码电子雷管数据包括同步字节；

根据所述同步字节计算所述电子雷管的实时时钟周期以确定采样周期。

根据本发明的一些实施例，所述同步字节包括数据位，所述数据位包括至少一个数据0 和至少一个数据1；

所述根据所述同步字节计算所述电子雷管的实时时钟周期以确定采样周期，包括：

根据所述数据位对应的方波的上升沿或者下降沿，所述电子雷管的实时时钟周期。

根据本发明的第三方面实施例的电子设备，包括：

至少一个处理器，以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行：

如第一方面所述的电子雷管数据编码方法；

或，

如第二方面所述的电子雷管数据解码方法。

根据本发明的第四方面实施例的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行：

如第一方面所述的电子雷管数据编码方法；

或，

如第二方面所述的电子雷管数据解码方法。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明一实施例提供的电子雷管数据编码方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例提供的同步字节的示意图；

图3为本发明一实施例提供的数据1和数据0的示意图；

图4为本发明另一实施例提供的同步字节的示意图；

图5为本发明另一实施例提供的同步字节的示意图；

图6为本发明一实施例提供的电子雷管数据的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在诸如电子雷管网路、智能传感网路的通信系统中，维持各节点从机工作需要的能量较小，这就便于主机向从机直接提供工作电源，并有利于对网路的维护，简化网路的布线。除此之外，上述类型的通信系统中，还要求从机的体积尽可能小。在电子雷管应用中，还需考虑到电子雷管抗冲击应用环境的需求，通常采用可以集成的抗冲击片内RC振荡器作为工作时钟，但RC时钟存在如下不足：(1)由于集成电路生产时，其电阻和电容的绝对值不同芯片之间存在一定的偏差，而且形成振荡的逻辑触发电压也同样存在个体差异，这些参数导致的时钟偏差通常在10％～20％；(2)在电子雷管应用中存在环境温度的变化，环境温度的变化通常会导致电子雷管专用集成电路的参数变化，导致工作频率出现偏移。

相关技术中，电子雷管起爆系统一般由电子雷管和编码器组成。起爆器用于注册、充电、测试、控制整个爆破网路的编程和起爆。在应用电子雷管时，在使用起爆器注册电子雷管时，起爆器先获取电子雷管芯片的RC时钟周期，并存储在起爆器中，电子雷管发送数据时以传统串行通信的编码方式发送给起爆器。起爆器在和电子雷管通信时使用注册时获取的电子雷管时钟周期为周期，对接收到的电子雷管数据进行采样和解码。但是，现有的编码方式存在以下不足：(1)RC振荡器由于存在逻辑触发电压差异、时漂、温漂现象，导致工作频率出现偏移，会影响电子雷管通信系统的稳定性；(2)由于RC振荡器自身的误差，当发送连续的0或者1时，会产生严重的累积误差，导致起爆器接收的电子雷管数据错误。

基于上述，本发明实施例提供了一种电子雷管数据编码方法、解码方法、电子设备及存储介质。电子雷管数据是指由电子雷管芯片产生并发送至起爆器的数据。本发明实施例通过获取电子雷管数据，对电子雷管数据进行编码，在电子雷管数据中加入同步字节，得到编码电子雷管数据，发送给起爆器。起爆器接收到编码电子雷管数据后，根据同步字节计算电子雷管的实时时钟周期，根据电子雷管的实时时钟周期计算采样周期，从而对接收到的电子雷管数据进行采样和解码。上述方案由于起爆器能够实时计算电子雷管的时钟周期，即便电子雷管的时钟周期由于时漂、温漂等原因导致工作频率出现偏移，起爆器也能自适应的消除此类影响，从而提高电子雷管通信系统的稳定性。

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案进行说明。

第一方面，本发明实施例提供了一种电子雷管数据编码方法，应用于电子雷管，电子雷管数据由电子雷管(或电子雷管芯片)发送至起爆器。如图1所示，该方法包括：

步骤S100：获取初始电子雷管数据；

步骤S200：对初始电子雷管数据进行编码，得到编码电子雷管数据；其中，编码电子雷管数据包括同步字节；其中，同步字节用于使得起爆器根据同步字节计算电子雷管的实时时钟周期以确定采样周期。

在一些实施例中，本发明实施例提供了一种电子雷管数据编码方法。电子雷管通过获取初始电子雷管数据，对初始电子雷管数据进行编码，在初始电子雷管数据中加入同步字节，得到编码电子雷管数据，发送给起爆器。起爆器接收到编码电子雷管数据后，根据同步字节计算电子雷管的实时时钟周期，根据电子雷管的实时时钟周期计算采样周期，从而对接收到的编码电子雷管数据进行采样和解码。上述方案由于起爆器能够实时计算电子雷管的时钟周期，即便电子雷管的时钟周期由于时漂、温漂等原因导致工作频率出现偏移，起爆器也能自适应的消除此类影响，从而提高电子雷管通信系统的稳定性。

在一些实施例中，同步字节包括数据位和状态位；

数据位包括至少一个数据0和至少一个数据1，用于使得起爆器根据数据位计算电子雷管的实时时钟周期；

状态位包括电子雷管对当前指令的执行结果。

在一些实施例中，如图2所示，为同步字节的示意图。一个同步字节包括数据位和状态位。数据位包括至少一个数据0和至少一个数据1，即0和1间隔的数据。如图3所示，为数据1和数据0的示意图。数据1和数据0代表二进制里的1和0。

在一些实施例中，起爆器利用下面的公式(1)计算所述电子雷管的实时时钟周期：

T＝(N/2M)T1 (1)

其中，T为电子雷管的实时时钟周期，M为电子雷管发送数据0或数据1需要的电子雷管时钟周期个数，N为起爆器使用计数器对电子雷管的2MT数据位宽度的计数值，T1为起爆器检测数据位所需要的时钟周期。

具体地，同步字节返回数据0和数据1时，起爆器会接收到规则的方波，起爆器采用定时器对接收到的方波的上升沿或者下降沿进行测量，测量方波的宽度。由于电子雷管返回数据0和数据1的周期是固定的，例如T为电子雷管当前的实时时钟周期，M为电子雷管发送数据0或数据1需要的电子雷管时钟周期个数，那么电子雷管发送单个数据0和1的数据位宽度均为MT，那么电子雷管间隔发送数据0和数据1时，两个上升沿之间的数据位宽度为2MT(因为一个上升沿和一个下降沿之间的数据位宽度为MT)。假设起爆器使用计数器对电子雷管的2MT数据位宽度的计数值为N，起爆器检测方波宽度所需要的时钟周期为T1，那么2MT＝NT1，则可以实时计算出电子雷管当前的实时时钟周期T＝(N/2M)T1，计算出的采样周期(单个数据位0或1的数据位宽度)MT＝NT1/2，即用N/2个T1进行采样。

在一些实施例中，由于考虑到信号发送过程可能会产生波形畸变，通常采用采集两个相同的边沿(两个相同的上升沿或两个相同的下降沿)对电子雷管的实时时钟周期进行计算，所以数据位至少需要包含3个数据以上(即010…或101…)，才能产生两个上升沿或者下降沿。

在一些实施例中，状态位用于指示电子雷管对当前指令的执行结果。指令包括起爆器发送给电子雷管的检测指令、充电指令、爆炸指令、安全放电指令、解密指令、写延期指令、读延期指令、读状态指令、读芯片UID码指令等。

在一些实施例中，同步字节还包括校验位；

校验位包括至少一个数据0和至少一个数据1。

在一些实施例中，如图4所示，除了数据位和状态位，同步字节还包括校验位。校验位包括至少一个数据0和至少一个数据1，用于确保电子雷管数据包括至少一个数据0和至少一个数据1。具体地，若起爆器接收到的电子雷管数据出现多个以上的连续0或1的情况，那么起爆器的采样误差就会不断累积。当采样误差累积足够大时，就会产生数据接收错误。为了避免这种情况，在同步字节的末尾位置增加包括至少一个数据0和至少一个数据1的校验位，这样在校验位处会产生数据变化，在数据变化的边沿位进行采样计数器清零，可以避免采样误差的长时间累积导致的数据接收错误。

在一些实施例中，如图5所示，校验位包括奇校验位和偶校验位；

所述奇校验位和所述偶校验用于校验所述数据位中数据1或0的个数是奇数或偶数。

在一些实施例中，采用奇校验位+偶校验位组合的方式可以保证校验位包括至少一个数据0和至少一个数据1。具体地，若奇校验位和偶校验位用于校验数据位中数据1或0的个数是奇数或偶数，这种情况下，当数据位中数据1或0的个数是奇数时，奇校验位为1，偶校验位为0；当数据位中数据1或0的个数是偶数时，奇校验位为0，偶校验位为1。也就是说，采用奇校验+偶校验组合，无论电子雷管发送何种数据，不管是全0或者全1，在奇校验位和偶校验位处均会产生0和1两种数据，从而产生上升沿或者下降沿。起爆器采集到上升沿或下降沿，主动清零采样计数器的值，计数到NT1/4时，对边沿后的第一位数据进行采样，从而避免采样计数误差的累积。

结合上述实施例，举例说明：起爆器接收连续的两个电子雷管数据00H(H表达16进制值)时，如果单独采用奇校验，则电子雷管发送的数据位是连续的18(包含两个奇校验位)个数据0。在发送该数据时不会产生上升沿，起爆器只能按照固定的采样周期NT1/2来进行采样。如果单个数据位的宽度MT(MT＝NT1/2)的值存在测量误差ΔT，则连续18个数据0 的采样误差为18ΔT。发送更长的数据0时，累积的采样误差会更大，当采样误差累积足够大时，就会产生数据接收错误。而采用奇校验+偶校验后(也可以偶+奇校验)，发送数据00H时，数据位序列为00000000010000000001，采集到上升沿或者下降沿时，采样计数器自动清零，对边沿后的下一个数据位的采样间隔调整为NT1/4，则最大的连续0的宽度是9个，最大的采样误差为9ΔT，即采样策略是边沿后的第一位数据，采样计数器清零(也即采样误差清零)后用一半的采样周期进行采样，非边沿后的第一位数据，采用正常采样周期进行采样。

在一些实施例中，电子雷管数据还包括数据字节，数据字节包括电子雷管与起爆器之间的通信数据。

在一些实施例中，如图6所示，电子雷管数据包括1个同步字节和m个数据字节， m＝0～12。数据字节包括电子雷管与起爆器之间的正常通信数据。例如电子雷管芯片返回给起爆器的数据。

在一些实施例中，数据字节包括以下至少一种：电子雷管的工作内码(UID)、延时时间数据、工作寄存器状态等。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电子雷管数据解码方法，应用于与电子雷管通信连接的起爆器。该方法包括：

接收编码电子雷管数据；其中，编码电子雷管数据包括同步字节；

根据同步字节计算电子雷管的实时时钟周期以确定采样周期。

在一些实施例中，本发明实施例提供了一种电子雷管数据解码方法，应用于与电子雷管通信连接的起爆器。起爆器接收编码电子雷管数据，根据编码电子雷管数据包含的同步字节计算电子雷管的实时时钟周期以确定采样周期。

在一些实施例中，电子雷管数据解码方法的工作原理请参照第一方面对电子雷管数据编码方法的相关描述，此处不再赘述。

在一些实施例中，同步字节包括数据位，数据位包括至少一个数据0和至少一个数据1；

根据同步字节计算电子雷管的实时时钟周期以确定采样周期，包括：

根据数据位对应的方波的上升沿或者下降沿，计算电子雷管的实时时钟周期。

在一些实施例中，同步字节包括数据位，数据位包括至少一个数据0和至少一个数据1。起爆器根据数据位对应的方波的上升沿或者下降沿，计算电子雷管的实时时钟周期。具体的工作原理请参照第一方面对电子雷管数据编码方法的相关描述，此处不再赘述。

第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：

至少一个处理器，以及，

与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行：

如第一方面任一实施例所述的电子雷管数据编码方法；

或，

如第二方面任一实施例所述的电子雷管数据解码方法。

在一些实施例中，电子设备可以是移动终端设备，也可以是非移动终端设备。移动终端设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载终端设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机、上网本、个人数字助理等；非移动终端设备可以为个人计算机、电视机、柜员机或者自助机等；本发明实施方案不作具体限定。

在第一方面任一实施例中，电子设备为电子雷管。在第二方面任一实施例中，电子设备为电子雷管的专用起爆器、检测或者检验设备、注册器等。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于使计算机执行：

如第一方面任一实施例所述的电子雷管数据编码方法；

或，

如第二方面任一实施例所述的电子雷管数据解码方法。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。