一种用于爆炸物的电子安全系统、方法及存储介质与流程

1.本发明涉及爆炸物安全控制技术领域，尤其涉及一种用于爆炸物的电子安全系统、方法及存储介质。


背景技术：

2.电子安全系统(electronic safe and arm，esa)是使用冲击片雷管及直列式爆炸序列的安全系统，它是一种集微电子技术、逻辑控制技术、传感技术、信息识别与处理、高压转换技术于一体的新型武器安全系统，相比于机械式安全系统和机电式安全系统，电子安全系统在安全性、可靠性及体积等方面有显著的优点，广泛应用于各种空空导弹、空射巡航导弹、反坦克导弹等武器系统中。
3.现代战争作战环境日益复杂，对武器系统的安全性、可靠性提出了越来越高的要求，电子安全系统的设计思想由“规定电子安全系统在哪些条件下必须是安全的，又在那些条件下使之处于待发状态”转变为“只在有限规定条件满足时，电子安全系统才启动解除保险过程并在尽可能短的时间内使起爆装置处于待发状态”基于这一设计思想的转变，电子安全系统的出发点由“保证平时、发射周期和达到安全距离之前的安全性”变为“在不危害我方安全的前提下，保证在最佳起爆时机之前尽可能短的时间内完成解除保险的过程”因此，在接近目标时开始解除保险过程，在起爆时刻达到最佳状态，在错失目标时达到保险状态是当前电子安全系统应该解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供用于爆炸物的电子安全系统、方法及存储介质，旨在提高现有技术中爆炸物引爆的安全性，并实现爆炸物引爆的精确控制。
5.为上述目的，本发明提出一种用于爆炸物的安全控制装置，包括电源管理装置、信号控制装置及起爆装置；电源端及串口信号端与所述电源管理装置连接，所述电源管理装置与所述信号控制装置连接，所述信号控制装置与所述起爆装置、离架信号端、作战基信号端、目标基信号端及编码信号端连接；
6.所述电源管理装置，用于接收所述电源端发送的电压，并根据所述串口信号端发送的信号，将所述电源端发送的电压转换为信号控制装置供电电压及起爆装置供电电压后，发送至所述信号控制装置；
7.所述信号控制装置，用于接收所述信号控制装置供电电压，并根据所述离架信号端发送的信号，向所述起爆装置发送所述起爆装置供电电压；根据所述作战基信号端及所述目标基信号端发送的信号，控制所述起爆装置与地线的连接；根据所述编码信号端发送的信号，向所述起爆装置发送爆炸信号；
8.所述起爆装置，用于接收到所述起爆装置供电电压并与地线连接时，根据所述信号控制装置发送的爆炸信号，引爆所述起爆装置内部的爆炸物。
9.优选地，还包括状态监测装置、近炸信号端及触发信号端；所述状态监测装置分别
与所述电源管理装置、所述信号控制装置及所述起爆装置连接，所述近炸信号端及所述触发信号端与所述信号控制装置连接；
10.所述状态监测装置，用于接收所述信号控制装置及所述起爆装置的电压变化，并将所述电压变化发送至所述电源管理装置；
11.所述电源管理装置，还用于根据所述电压变化，停止向所述信号控制装置供电；
12.所述信号控制装置，还用于根据所述近炸信号端及所述触发信号端发送的信号执行预设策略。
13.优选地，所述电源管理装置包括电源隔离电路、串口信号隔离电路、第一电压转换电路、第二电压转换电路、第三电压转换电路、第四电压转换电路及微控制器；
14.所述电源隔离电路的第一端与所述电源端连接，所述电源隔离电路的第二端与所述第一电压转换电路的第一端及第二电压转换电路的第一端连接，所述第二电压转换电路的第二端与所述信号控制装置的供电端连接，所述第一电压转换电路的第二端与所述微控制器的供电端连接，所述微控制器的信号输入端与所述串口信号隔离电路的第一端连接，所述串口信号隔离电路的第二端与所述串口信号端连接，所述微控制器的信号输出端与所述第二电压转换电路的信号输入端连接；所述第三电压转换电路的第一端与所述电源端连接，所述第三电压转换电路的第二端与所述第四电压转换电路的第一端连接，所述第三电压转换电路的第二端还与所述信号控制装置的起爆供电端连接，所述第四电压转换电路的第二端与所述信号控制装置的驱动端供电连接。
15.优选地，所述起爆装置包括高压变换器、第一电容、第三电阻、高压开关及冲击片雷管；
16.所述高压变换器的低压正极与所述信号控制装置的电源输出端连接，所述高压变换器的高压正极与所述高压开关的第一端连接，所述高压开关的第二端与所述冲击片雷管的第一端连接，所述高压开关的控制端与所述信号控制装置的控制端连接，所述冲击片雷管的第二端与所述高压变换器的高压负极连接，所述高压变换器的低压负极与所述信号控制装置的分压接地端连接，所述第一电容的第第一端与所述高压变换器的高压正极连接，所述第一电容的第二端与所述高压变换器的高压负极连接，所述第三电阻的第第一端与所述高压变换器的高压正极连接，所述第三电阻的第二端与所述高压变换器的高压负极连接。
17.优选地，所述信号控制装置包括信号隔离电路、第一可编程逻辑器件、第二可编程逻辑器件、第一隔离电路、第二隔离电路、第三隔离电路、第四隔离电路、第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路、第四驱动电路、检测电路、第一静态开关、第二静态开关、动态开关、第一电阻及第二电阻；其中，
18.所述信号隔离电路的多个信号输入端分别与所述离架信号端、作战基信号端、目标基信号端、编码信号端、近炸信号端及触发信号端连接，所述信号隔离电路的多个信号输出端分别与所述第一可编程逻辑器件的信号输入端及所述第二可编程逻辑器件的信号输入端连接，所述第一可编程逻辑器件的信号输出端分别与所述第一驱动电路的输入端及所述第一隔离电路的输入端连接，所述第一可编程逻辑器件的电源输入端及所述第二可编程逻辑器件的电源输入端与所述电源管理装置的供电端连接，所述第二可编程逻辑器件的信号输出端与所述第二隔离电路的输入端及所述第四隔离电路的输入端连接，所述第二可编
程逻辑器件的检测端与所述第三隔离电路的输出端连接，所述第一驱动电路的电源端、第二驱动电路的电源端、第三驱动电路的电源端、第四驱动电路的电源端及检测电路的电源端与所述电源管理装置的驱动供电端连接，所述第一隔离电路的输出端与所述第二驱动电路的输入端连接，所述第二隔离电路的输出端与所述第三驱动电路的输入端连接，所述第三隔离电路的输入端与所述检测电路的输出端连接，所述第四隔离电路的输出端与所述第四驱动电路的输入端连接，所述第一驱动电路的输出端与所述第一静态开关的控制端连接，所述第二驱动电路的输出端与所述动态开关的控制端连接，所述第三驱动电路的输出端与所述第二静态开关的控制端连接，所述检测电路的输入端与所述第一电阻的第一端连接，所述第四驱动电路的输出端与所述信号控制装置的控制端连接，所述第一静态开关的输入端与所述电源管理装置起爆供电端连接，所述第一静态开关的输出端与所述起爆装置的电源输入端连接，所述动态开关的第一端与所述起爆装置的分压接地端连接，所述动态开关的第二端与所述第二静态开关的第一端连接，所述第二静态开关的第二端接地，所述第一电阻的第二端与所述起爆装置的分压接地端连接，所述第一电阻的第一端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端接地。
19.优选地，所述状态监测装置包括状态监测电路、第五隔离电路及第六隔离电路；所述第五隔离电路及所述第六隔离电路为光耦隔离电路；
20.所述第五隔离电路，用于将所述信号控制装置的监测数据以单向信号的方式发送至所述状态监测电路；
21.所述第六隔离电路，用于将所述起爆装置的监测数据以单向信号的方式发送至所述状态监测电路；
22.所述状态监测电路，用于将所述第五隔离电路及所述第六隔离电路发送的信号标记来源后转发至所述电源管理装置内的微控制器。
23.本发明还提出一种用于爆炸物的安全控制方法，所述用于爆炸物的安全控制方法应用于如上所述的用于爆炸物的电子安全系统，所述串口信号端发送信号后还包括以下步骤：
24.所述电源管理装置接收所述电源端发送的电压，并根据所述串口信号端发送的信号，将所述电源端发送的电压转换为信号控制装置供电电压及起爆装置供电电压后，发送至所述信号控制装置；
25.所述信号控制装置接收所述信号控制装置供电电压，并根据所述离架信号端发送的信号，向所述起爆装置发送所述起爆装置供电电压；根据所述作战基信号端及所述目标基信号端发送的信号，控制所述起爆装置与地线的连接；根据所述编码信号端发送的信号，向所述起爆装置发送爆炸信号；
26.所述起爆装置接收到所述起爆装置供电电压并与地线连接时，根据所述信号控制装置发送的爆炸信号，引爆所述起爆装置内部的爆炸物。
27.本发明还提出一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有用于爆炸物的安全控制程序，所述用于爆炸物的安全控制程序被处理器执行时实现如上所述的用于爆炸物的安全控制方法的步骤。
28.本发明技术方案通过信号控制装置根据多个输入信号对起爆装置输入电源、输出接地以及控制信号进行控制；并通过串口信号端启动信号控制装置，通过使用独立信号逐
步控制的方式，提高了爆炸物引爆的安全性，并通过逐步控制的方式，提高了控制信号的响应速度，提高了控制精度。
附图说明
29.图1是本发明用于爆炸物的安全控制系统第一实施例的功能模块示意图；
30.图2是本发明用于爆炸物的安全控制系统第二实施例的功能模块示意图；
31.图3是本发明用于爆炸物的安全控制系统第三实施例的结构示意图。
32.标号名称标号名称100电源管理装置c1第一电容200信号控制装置r1
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r3第一电阻至第三电阻300起爆装置sq冲击片雷管400状态监测装置cpld1第一可编程逻辑器件cpld2第二可编程逻辑器件
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33.本发明目的、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
34.应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
35.参照图1，图1为本实施例的功能模块示意图，本实施例所述的用于爆炸物的电子安全系统，包括电源管理装置100、信号控制装置200及起爆装置300；电源端及串口信号端与所述电源管理装置100连接，所述电源管理装置100与所述信号控制装置200连接，所述信号控制装置200与所述起爆装置300、离架信号端、作战基信号端、目标基信号端及编码信号端连接；
36.所述电源管理装置100，用于接收所述电源端发送的电压，并根据所述串口信号端发送的信号，将所述电源端发送的电压转换为信号控制装置200供电电压及起爆装置300供电电压后，发送至所述信号控制装置200；
37.所述信号控制装置200，用于接收所述信号控制装置200供电电压，并根据所述离架信号端发送的信号，向所述起爆装置发送所述起爆装置300供电电压；根据所述作战基信号端及所述目标基信号端发送的信号，控制所述起爆装置300与地线的连接；根据所述编码信号端发送的信号，向所述起爆装置300发送爆炸信号；
38.所述起爆装置300，用于接收到所述起爆装置300供电电压并与地线连接时，根据所述信号控制装置200发送的爆炸信号，引爆所述起爆装置300内部的爆炸物。
39.易于理解的是，在本实施例中，电源端提供有25v至36v的宽电源，电源管理装置100将其转换为3.3v、8v，分别为信号控制装置200中的不同器件供电，都属于信号控制装置200供电电压，电源管理装置100还转换出24v的电压经过信号控制装置200为起爆装置300供电，则该24v的电压为起爆装置300供电电压。
40.需要注意的是，信号控制装置200根据接收到的信号，导通对应的线路，例如，在上述示例中，当接收到离架信号端发送的离架信号后，弹药已经发射，因此导通电源管理装置100输出的24v电压与起爆装置300的电压输入引脚的线路，为起爆装置300提供24v的输入电压；当接收到作战基信号和目标基信号后，通过对二者的信号进行比对，当二者的信号满
足起爆条件时，弹药到达目标附近，导通起爆装置300接地的线路，起爆装置300内的器件开始通电便于部分需要充电的器件进行充电；而后根据编码信号中的编码指令，控制起爆模块按照编码指令中的数据进行爆炸，根据编码指令可以实现未触地爆炸、穿过墙壁后再爆炸以及延时爆炸等爆炸方式。
41.本实施例通过，电源管理装置100将输入电源的电压进行转换，并通过信号控制装置200控制起爆装置300的供电线路、接地线路及控制信号，增强了起爆的安全性，并通过离架信号、作战基信号与目标基信号、编码信号分别控制供电线路、接地线路与控制线路，实现了提高引爆时机控制能力的技术效果，丰富了起爆方式。
42.参照图2，还包括状态监测装置400、近炸信号端及触发信号端；所述状态监测装置400分别与所述电源管理装置100、所述信号控制装置200及所述起爆装置300连接，所述近炸信号端及所述触发信号端与所述信号控制装置200连接；其中，
43.所述状态监测装置400，用于接收所述信号控制装置200及所述起爆装置300的电压变化，并将所述电压变化发送至所述电源管理装置100；
44.所述电源管理装置100，还用于根据所述电压变化，停止向所述信号控制装置200供电；
45.所述信号控制装置200，还用于根据所述近炸信号端及所述触发信号端发送的信号执行预设策略。
46.需要注意的是，现代炮弹面对空中目标大多采用近炸的方式进行引爆，近炸信号端发送的信号通常用于替代编码信号端发送的信号，用于向起爆装置300发送爆炸信号，而触发信号端为预留端口，用于增加额外的爆炸控制方法，默认状态下输入信号为惯性开关闭合信号。
47.值得强调的是，当电源管理装置100接收到状态监测装置400发送的电压变化时，对电压变化情况进行判断，当判断电压变化异常时，停止向所述信号控制装置200输出的电压，在上述实例中，至少包括3.3v的电压与8v的电压，当8v的电压停止供电后，信号控制装置200向起爆装置发送起爆装置300供电电压的线路也会一同断开，状态监测装置400分别与信号控制装置200及起爆装置300内的任意电路连接，根据监测点以及监测点采集到的信号即可判断其工作状态是否正常。
48.本实施例通过增加近炸信号端与触发信号端拓展了爆炸控制的方法，完善了技术方案，还通过状态监测装置400，进一步提高了爆炸控制的安全性，保障了操作人员的生命安全。
49.参照图3，图3为本实施例结构示意图；所述电源管理装置100包括电源隔离电路、串口信号隔离电路、第一电压转换电路、第二电压转换电路、第三电压转换电路、第四电压转换电路及微控制器；其中，
50.所述电源隔离电路的第一端与所述电源端连接，所述电源隔离电路的第二端与所述第一电压转换电路的第一端及第二电压转换电路的第一端连接，所述第二电压转换电路的第二端与所述信号控制装置200的供电端连接，所述第一电压转换电路的第二端与所述微控制器的供电端连接，所述微控制器的信号输入端与所述串口信号隔离电路的第一端连接，所述串口信号隔离电路的第二端与所述串口信号端连接，所述微控制器的信号输出端与所述第二电压转换电路的信号输入端连接；所述第三电压转换电路的第一端与所述电源
端连接，所述第三电压转换电路的第二端与所述第四电压转换电路的第一端连接，所述第三电压转换电路的第二端还与所述信号控制装置200的起爆供电端连接，所述第四电压转换电路的第二端与所述信号控制装置200的驱动端供电连接。
51.易于理解的是，本实施例通过增加电源隔离电路对输入电压进行隔离与初步转换，减少了宽电源带来的电压不稳定的情况，进一步提高了信号控制装置200的电压稳定性，通过串口隔离电路提高了微控制器的稳定性，通过多级的转换，减少了微控制器耗电造成输出值信号控制装置200的电压压降，进一步保障了电路的稳定性并将输入的宽电压转换为三个不同的电压，发送至信号控制装置200。
52.具体地，所述起爆装置300包括高压变换器、第一电容c1、第三电阻r3、高压开关及冲击片雷管sq；其中，
53.所述高压变换器的低压正极与所述信号控制装置200的电源输出端连接，所述高压变换器的高压正极与所述高压开关的第一端连接，所述高压开关的第二端与所述冲击片雷管sq的第一端连接，所述高压开关的控制端与所述信号控制装置200的控制端连接，所述冲击片雷管sq的第二端与所述高压变换器的高压负极连接，所述高压变换器的低压负极与所述信号控制装置200的分压接地端连接，所述第一电容c1的第第一端与所述高压变换器的高压正极连接，所述第一电容c1的第二端与所述高压变换器的高压负极连接，所述第三电阻r3的第第一端与所述高压变换器的高压正极连接，所述第三电阻r3的第二端与所述高压变换器的高压负极连接。
54.需要说明的是，高压变换器低压输入端及低压输出端导通后，高压输出端输出高压电为所述第一电容c1充电，此时弹药处于待发状态，当高压开关闭合时，冲击片雷管sq被所述第一电容c1内存储的电荷引爆，当高压开关持续断开且高压变化器无电压输入时，第一电容c1中的电能通过第三电阻r3发热进行释放，弹药退出待发状态，不被引爆等待被回收，且无需修理即可进行二次发射。
55.具体地，所述信号控制装置200包括信号隔离电路、第一可编程逻辑器件cpld1、第二可编程逻辑器件cpld2、第一隔离电路、第二隔离电路、第三隔离电路、第四隔离电路、第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路、第四驱动电路、检测电路、第一静态开关、第二静态开关、动态开关、第一电阻r1及第二电阻r2；其中，
56.所述信号隔离电路的多个信号输入端分别与所述离架信号端、作战基信号端、目标基信号端、编码信号端、近炸信号端及触发信号端连接，所述信号隔离电路的多个信号输出端分别与所述第一可编程逻辑器件cpld1的信号输入端及所述第二可编程逻辑器件cpld2的信号输入端连接，所述第一可编程逻辑器件cpld1的信号输出端分别与所述第一驱动电路的输入端及所述第一隔离电路的输入端连接，所述第一可编程逻辑器件cpld1的电源输入端及所述第二可编程逻辑器件cpld2的电源输入端与所述电源管理装置100的供电端连接，所述第二可编程逻辑器件cpld2的信号输出端与所述第二隔离电路的输入端及所述第四隔离电路的输入端连接，所述第二可编程逻辑器件cpld2的检测端与所述第三隔离电路的输出端连接，所述第一驱动电路的电源端、第二驱动电路的电源端、第三驱动电路的电源端、第四驱动电路的电源端及检测电路的电源端与所述电源管理装置100的驱动供电端连接，所述第一隔离电路的输出端与所述第二驱动电路的输入端连接，所述第二隔离电路的输出端与所述第三驱动电路的输入端连接，所述第三隔离电路的输入端与所述检测电
路的输出端连接，所述第四隔离电路的输出端与所述第四驱动电路的输入端连接，所述第一驱动电路的输出端与所述第一静态开关的控制端连接，所述第二驱动电路的输出端与所述动态开关的控制端连接，所述第三驱动电路的输出端与所述第二静态开关的控制端连接，所述检测电路的输入端与所述第一电阻r1的第一端连接，所述第四驱动电路的输出端与所述信号控制装置的控制端连接，所述第一静态开关的输入端与所述电源管理装置100起爆供电端连接，所述第一静态开关的输出端与所述起爆装置300的电源输入端连接，所述动态开关的第一端与所述起爆装置300的分压接地端连接，所述动态开关的第二端与所述第二静态开关的第一端连接，所述第二静态开关的第二端接地，所述第一电阻r1的第二端与所述起爆装置300的分压接地端连接，所述第一电阻r1的第一端与所述第二电阻r2的第一端连接，所述第二电阻r2的第二端接地。
57.值得强调的是，检测电路与第三隔离电路通过第一电阻r1与第二电阻r2组成的分压电路对起爆装置输出的电压进行采样与检测，判断起爆装置的状态，并通过四个单独的隔离电路与信号隔离电路对两个可编程器件输入输出的信号进行隔离，使得第一静态开关、第二静态开关、动态开关、发送至引爆装置的引爆信号及返回的检测信号之间互不影响，保险器件之间相互独立，进一步提高了引爆的安全性。
58.具体地，所述状态监测装置400包括状态监测电路、第五隔离电路及第六隔离电路；所述第五隔离电路及所述第六隔离电路为光耦隔离电路；其中，
59.所述第五隔离电路，用于将所述信号控制装置200的监测数据以单向信号的方式发送至所述状态监测电路；
60.所述第六隔离电路，用于将所述起爆装置300的监测数据以单向信号的方式发送至所述状态监测电路；
61.所述状态监测电路，用于将所述第五隔离电路及所述第六隔离电路发送的信号标记来源后转发至所述电源管理装置100内的微控制器。
62.值得说明的是，由于状态监测电路可以通过信号控制装置200与起爆装置300内的任意电路进行采样，为了降低采样对电路的影响，增加第五隔离电路与第六隔离电路，在不影响信号控制装置200与起爆装置300的情况下，实现电压的采集，并将其发送至电源管理装置100中的微控制器，减少了状态监测电路漏电或损坏对信号控制装置200及起爆装置300的影响，提高了安全性。
63.本实施例通过公开装置内部的电路连接，完善了技术方案，并通过隔离电路的使用，提高了电路工作的稳定性，进一步保障了操作人员的生命安全，还通过两个独立的可编程器件分别对输入的离架信号、编码信号等信号进行处理，更进一步的杜绝了信号间的相互干扰，提升了控制的精确程度，提高了引爆的安全性。
64.基于上述硬件结构，提出本发明用于爆炸物的安全控制方法。
65.所述用于爆炸物的安全控制方法在所述串口信号端发送信号后还包括以下步骤：
66.所述电源管理装置100接收所述电源端发送的电压，并根据所述串口信号端发送的信号，将所述电源端发送的电压转换为信号控制装置200供电电压及起爆装置300供电电压后，发送至所述信号控制装置200；
67.所述信号控制装置200接收所述信号控制装置200供电电压，并根据所述离架信号端发送的信号，向所述起爆装置发送所述起爆装置300供电电压；根据所述作战基信号端及
所述目标基信号端发送的信号，控制所述起爆装置300与地线的连接；根据所述编码信号端发送的信号，向所述起爆装置300发送爆炸信号；
68.所述起爆装置300接收到所述起爆装置300供电电压并与地线连接时，根据所述信号控制装置200发送的爆炸信号，引爆所述起爆装置300内部的爆炸物。
69.由于本方法采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此之上具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
70.为实现本发明目的，本发明还提出一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有用于爆炸物的安全控制程序，所述用于爆炸物的安全控制程序被处理器执行时如上所述的用于爆炸物的安全控制方法的步骤，由于本存储介质采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此之上具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
71.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
72.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。词语第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些词解释为名称。
73.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
74.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。