专利名称:带自检测功能的多通道无线焰火点火设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种远距离焰火点火设备，特别是使用无线遥控实现在5米至300米范围内对多组焰火进行独立点火的设备。
背景技术：
目前，随着焰火燃放技术的发展，为保障焰火安全燃放，已经出现了远距离电子点火设备，目前焰火燃放设备主要有下面两种:
1.如国家知识产权局公布的申请号为“200510136640.6”的发明专利申请所述，该发明可以实现在计算机上设计焰火燃放，由电子设备实施点火，并能对设备进行自检测功能，解决了焰火和音乐编辑相关以及焰火燃放时和焰火的同步问题。该发明针对的是大型音乐焰火燃放，一场燃放往往需要连接成百上千的焰火。需要操作人员有焰火、音乐等专业知识，设备成本高、操作复杂、技术难度大，不适应一般家庭及企业的小型焰火燃放使用。
2.如国家知识产权局公布的申请号为“201110071509.1”的发明专利申请所述，该发明实现了远距离无线遥控点火，但是由于只有一路点火开关，面对燃放多组焰火的需求，只能在一组焰火放完后重新连接设备，或者使用多套设备。且该设备没有包含自检测功能，故障只能在燃放时发现，增加了设备的不可靠性，也造成了焰火燃放过程中的安全隐患O
从上述发明可以了解到，虽然目前已经出现了远距离遥控点火设备，相比传统的香烟、打火机等现场明火类点火，提高了安全性。但如果要安全、可靠的完成一场小型焰火燃放，有如下几个问题:
1.对于大型焰火燃放，采用的是成熟的燃放方案和复杂且成本高昂的设备，但如果将此方案和设备直接用于小型焰火燃放，面临设备投入大，设备操作复杂的问题。
2.对于小型焰火燃放,市面上已有的远距离焰火点火设备,只针对单个通道点火，虽然实现了远距离点火较之原始的人工现场明火点火安全性有较大提高，但仍不能满足小型焰火燃放中对多组焰火的点火的需求。通过增加设备实现多组焰火点火又会增大设备投入；通过一组焰火放完再连接下一组焰火到设备上的方案又将影响焰火燃放的连贯性。
3.市面上已有的小型远距离焰火点火控制设备缺少自检测功能，不能在点燃焰火前确认线路是否连接正常，无线遥控点火设备通过电点火头和焰火引线连接，设备和电点火头连接部分的接触不良以及电点火头的故障都会导致点火失败，影响点火成功率及安全性。大型焰火燃放设备虽然有自检测功能，但是大型焰火燃放由于需要连接成百上千个焰火，所以检测功能的重点是如何快速检测多个点火头，采取的是微控制器芯片给每个电点火头提供几微秒时间的电流，根据通过电流的瞬间，微控制器检测管脚的电平高低来判断线路是否正常，这种方式需要在电路中包含微处理器，并对微处理器进行软件编程，这种检测方案对于包含微处理器的大型焰火燃放设备来说是可行的，但对于不包含微处理器的小型设备，增加微处理器必然导致增加设备成本。
发明内容
为了克服现有远距离焰火点火设备在小型焰火燃放中的不足，本发明提供一种带自检测功能的多通道无线焰火点火设备。除具备一般无线点火设备的远距离点火的特点夕卜，还具有自检测线路连通性的功能，检测电路不需要微处理器的控制，并能同时控制2 16个独立的点火通道，为小型焰火燃放提供安全、可靠的设备保障。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:该带自检测功能的多通道无线焰火点火设备，包括点火遥控器和点火主机两部分，其中点火遥控器包含接收外部输入的按键模块、显示按键模块输入信息的显示模块、通过无线方式向点火主机发送点火命令的无线模块和为点火遥控器提供电源的电源模块；点火主机包含接收点火遥控器无线命令的无线模块和为点火主机提供电源的电源模块和控制点火通道进行点火的点火模块，其特征是点火主机还包含具有检测开关和检测电路的用于测试点火主机各点火通道连接线路的检测模块、显示检测模块的检测结果并指示无线模块工作状态的显示模块、点火模块包含2 16个独立点火通道。
点火主机的检测电路由稳压二极管、用于限制显示模块和电点火头电流的电阻构成，其中检测电路的稳压二极管和显示模块和电点火头的串联电路并联，检测电路的限流电阻和显不I旲块和电点火头串联电路串联。
为进一步提高安全性，点火主机还可包含对点火模块供电进行控制的安全锁定钥匙，安全锁定钥匙包含安全、点火两种状态，在安全状态，安全锁定钥匙断开了电源模块与点火模块之间的直接线路连接，点火模块无法执行点火操作；安全锁定钥匙在点火状态，电源模块和点火模块直接连通，提供点火模块所需的点火电源。
点火主机的显示模块的显示功能可用段数码管或者发光二极管实现，能显示对各点火通道的检测结果及无线模块、安全锁定钥匙的工作状态。
点火主机的检测模块用于开启、关闭检测的检测开关可以是普通的具有通断功能的开关，也可以是自恢复拨动开关。
点火主机检测模块中的检测电路由用于稳定显示模块段数码管和电点火头电压的稳压二极管和用于限制显示模块的段数码管和电点火头电流的限流电阻串接构成，使检测时的电流值在电点火头的安全电流范围内，即流过电点火头的电流小于0.25A，但该电流又可点亮显示模块的段数码管或者发光二极管，即流过段数码管和发光二级管的电流大于
0.003A。通过检测及显示，使操作人员在接驳好所有设备、线路后正式进行焰火点火前能对各点火通道进行检测并明晰地看到检测结果。
所述点火遥控器通过无线方式向点火主机发送命令。其中命令包含同步信息、点火主机地址号和点火主机通道号:同步信息保证无线发射和无线接收传输数据时始终保持频率一致；每一对点火遥控器和点火主机包含唯一的点火主机地址号，点火遥控器只能控制包含同样点火主机地址号的点火主机，点火主机也只能被包含同样点火主机地址号的点火遥控器控制；点火主机通道号指明该命令是控制点火主机的具体通道号。
所述点火主机通过普通开关或自恢复拨动开关控制检测功能的启动和停止。点火主机的检测和点火需要电源模块提供电源。采用普通开关时，在检测完毕后需要人工进行开关关闭，断开检测部分电源，而采用自恢复拨动开关则可以在检测完毕后自动回到停止状态，自动断开检测部分电源，在点火时电源模块提供的电源全部提供给点火模块，有效地提高与保证点火成功率。
所述点火主机通过段数码管显示检测模块的检测结果。段数码是由2 16组发光器件封装而成，每组发光器件包含正输入端和负输入端，当发光器件的正输入端流到负输入端之间有大于0.003A的电流流过，该组发光器件被点亮。段数码管的发光器件的排列顺序和点火模块的点火通道一致，检测时，通过发光器件的点亮或者不点亮表明线路正常和故障。
上述的带自检测功能的多通道无线点火设备有如下技术特点:
1.使用多通道来满足小型焰火燃放:本发明一台点火遥控器控制一台点火主机，一台点火主机包含2 16个点火通道，可对2 16组焰火进行独立点火，可保证一场小型焰火燃放的市场需求。
2.采用不同于大型焰火燃放的检测线路，使得在线路安装部署完成后，通过点火主机的检测，显示检测结果，出现故障时可以及时进行事前排查故障。而不带自检测设备的无线点火装置，只有在燃放时发现焰火没有点燃才能发现故障，这时去排查故障会影响焰火燃放的连贯性。
本发明的有益效果是，可以对小型焰火燃放进行远距离遥控点火，通过点火主机的自检测功能可在燃放前检测线路连接情况，提高了焰火燃放的可靠性，保证了燃放人员的安全，通过设置安全锁定钥匙，使燃放人员在燃放实施前能安全地进行现场接驳、检测操作。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明设备架构图。
图2是点火遥控器的结构框图。
图3是不包括安全锁定钥匙的点火主机的结构框图。
图4是包括安全锁定钥匙的点火主机结构框图。
图5是点火主机检测原理示意图。
图6是包含安全锁定钥匙的点火主机原理框图。
图7是点火主机电路图。
具体实施方式
参见图1，图中点火遥控器101、点火主机102是本发明组成部分。点火遥控器101通过无线向点火主机102发送无线命令。每一台点火主机102包含2 16组独立点火通道，满足小型焰火的燃放需求。如果小型焰火需要点火通道超过16组，可以使用多套设备，因为每一套点火遥控器101发送的无线命令中的点火主机地址号不同，所以多套设备同时工作时不会互相干扰。而且由于在本发明中，每一对点火遥控器和点火主机包含唯一的点火主机地址号，点火遥控器只能控制包含同样点火主机地址号的点火主机，点火主机也只能被包含同样点火主机地址号的点火遥控器控制，所以即使在同一燃放场所或附近有同样的焰火焰火燃放，也不会互相干扰。
参见图2，点火遥控器由按键模块201，无线模块202，电源模块203，显示模块204组成，各个模块全部或部分集成在点火遥控器主板200上或者固定在点火遥控器主板200上。其中按键模块201接收用户以按键形式的输入，不同的按键代表不同的点火主机通道号。根据此点火主机通道号，无线模块202将同步信息、点火主机地址号以及点火主机通道号进行调制并发射。显示模块204在按键模块201被按下以及无线模块202数据发送时闪烁，表示无线遥控器处于工作状态。电源模块203为设备提供电源，并对电源进行管理，保证其他模块工作在工作电压范围内。
图2所示的无线模块202使用编码芯片PT2262对同步数据、点火主机地址号、点火主机通道号进行调制，将数字信号转变为模拟信号发射。
参见图3，点火主机由检测模块301，显示模块302，无线模块303，点火模块304和电源模块305组成，各个模块全部或部分集成在点火主机主板300上或者固定在点火主机主板300上。其中检测模块301对线路连通性进行检测，如果线路正常，通过显示模块302显示检测结果。其中无线模块303将其所接收的来自点火遥控器发送的无线信号进行解调，如果无线信号没有包含本点火主机唯一的点火主机地址号，则不处理此无线信号。如果无线模块303收到正确的无线信号即该无线信号包含本点火主机唯一的点火主机地址号，则点火模块304打开无线信号中点火主机通道号指明的点火通道的电源开关，电源模块305提供点火模块304点火所需的电源。显示模块302在收到无线模块303传来的信号时，控制发光二极管闪烁，表示无线模块303处于工作状态。
图3所示的无线模块303使用编码芯片PT2262对无线信号进行调制，将数字信号转变为模拟信号发射；图4所示的无线模块403使用解码芯片PT2272对无线信号解调、校验将模拟信号转变成数字信号。
图3所示的电源模块305、图4所示的电源模块405使用LM7805将电压转换为芯片所需的工作电压。
参见图4，点火主机由检测模块401，显示模块402，无线模块403，点火模块404，电源模块405和安全锁定钥匙406组成，与图3不同的是图4增加了安全锁定钥匙406。各个模块全部或部分集成在点火主机主板400上或者固定在点火主机主板400上。检测模块401对线路连通性进行检测，如果线路正常，通过显示模块402显示检测结果。其中无线模块403将其所接收的来自点火遥控器发送的无线信号解调，如果无线信号没有包含本点火主机唯一的点火主机地址号，则不处理此无线信号。如果无线模块403收到正确的无线命令即该无线命令包含本机点火主机唯一的点火主机地址号，则点火模块404打开无线信号中点火主机通道号指明的点火通道的电源开关。安全锁定钥匙406控制电源模块405的输出，在安全锁定钥匙406可手动设置两种状态即安全状态和点火状态，当安全锁定钥匙406处于安全状态时，电源模块405对点火通道提供的电源仅可以满足检测模块401的检测和显示模块402的显示使用，达不到点火模块404的点火要求，在此状态下保证了焰火部署和检测的安全，安全锁定钥匙406处于点火状态时，可以控制电源模块405提供点火模块404点火所需的电源。显示模块402在收到无线模块403传来的信号时，控制发光二极管闪烁，表示无线模块403处于工作状态。
图4所示的安全锁定钥匙406可实现安全、点火两种状态的切换，在安全状态下，安全锁定钥匙406可以拔出，拔出后点火主机处于安全状态，点火模块404不能完成点火操作。在此状态下可以安全实施焰火的部署和线路的连接。[0039]参见图5，点火主机的检测开关501、限流电阻502、显示器件503、电点火头504、电池505、稳压二极管506完成检测功能。显示器件503和电点火头串联再与限流电阻502串联，限流电阻控制流过显示器件503和电点火头504的电流。显示器件503和电点火头串联再与稳压二极管506并联，稳压二极管506控制显示器件503和电点火头504两端的电压。
参见图6，点火主机的安全锁定钥匙607、电点火头603、驱动模块604、译码模块605、电源模块606串联，完成点火功能。检测模块601和显示模块602串联后和安全锁定钥匙607并联，安全锁定钥匙607处于安全状态时，电源模块606和电点火头603的直接线路连接断开，流经电点火头603的电流，以及电点火头603两端的电压受检测模块601控制，不能完成点火操作；安全锁定钥匙607处于点火状态时，电源模块606和电点火头603直接线路连通，在译码模块605连通时，由驱动模块604输出大电流，完成点火操作。
具体实施例参见图7，点火主机包含无线天线ANT、双运放电路LM358、解码芯片PT2272、译码电路HEF4514、驱动电路ULN2803、限流电阻Rl、R3，稳压二极管D2、D3，检测开关SW2、电压转换模块LM7805、安全锁定钥匙工作指示灯D5、段数码管D6和D7、无线模块工作状态指示灯D1、安全锁定钥匙SW1，R2和R4是电点火头。解码芯片PT2272的I脚 8脚为地址脚，8个脚的电平决定本点火主机的地址号，18脚接电源VDD，9脚接地，10脚 13脚为输出端；译码电路HEF4514的24脚接电源VDD，12脚接地，2脚，3脚，21脚，22脚依次连接PT2272的13脚，12脚，11脚，10脚，HEF4514的4脚 11脚，13脚 20脚为输出端口 ；SW2为检测开关，打开开关时，5脚和6脚是连通状态，I脚和2脚是连通状态，其他各脚是断开状态，开关关闭时，2脚和3脚是连通状态，5脚和4脚是连通状态，其他各脚是断开状态；SW1是安全锁定钥匙，2脚和3脚连通时，安全锁定钥匙处于安全状态，I脚和2脚连通时，安全锁定钥匙处于点火状态。
参见图7，检测时，SW2处于打开状态，5脚和6脚处于连通状态，I脚和2脚处于连通状态，电流从电源正极流出，经过SW2的5脚和6脚、限流电阻R5、电点火头R2、段数码管D6，限流电阻R1、SW的I脚和2脚达到电源负极。当电点火头R2连通时，形成检测回路，有电流流过段数码管D6，D6被点亮指示R2连接正常；当R2为断路时，不形成检测回路，D6不
被点売。
参见图7，点火时，安全锁定钥匙SWl的I和2处于连通状态，当PT2272收到无线信号时，通过10脚 13脚输出，经HEF4514译码后给相应通道高电平，电点火头R2 —侧和电源正极通过D4相连，一侧和ULN2803相连，ULN2803将HEF4514的高电平反转，使电点火头R2两侧产生电压，从而ULN2803驱动电路输出的大电流流过电点火头R2，因为电流超过电点火头点火电压，电点火头被点燃。
参见图7，当安全锁定钥匙I脚和2脚连通时，电源正极、SWl的2脚、SWl的I脚、发光二级管D5，电源负极形成回路，发光二级管D5被点亮，指示安全锁定钥匙处于点火状态。
带自检测功能的多通道无线点火设备电路分析
电源部分
点火遥控器和点火主机使用碱性电池供电。点火遥控器使用一节12V碱性电池对整个设备供电，按键没有按下时，设备内部没有电流，具有低功耗特点。点火主机包含两节9V的碱性电池，使用稳压芯片LM7805转换为+5V的电压输出为无线模块供电。
无线发送与接收
无线采用ASK调制的315MHZ单向无线射频模块，包括点火遥控器的无线发射和点火主机的无线接收组成。无线发射部分由编码芯片PT2262、声表面谐振器R315A、高频功率管、按键组成；无线接收部分由解码芯片PT2272、电容三点式振荡器、运算放大器组成。由同步信息、点火主机地址号和点火主机通道号组成一个完整的无线命令，经过编码芯片PT2262编码，调制成模拟信号发送，点火主机通过超再生电路对信号进行加强，经放大比较电路输入解码芯片PT2272的第十四引脚DIN，PT2272进行两次匹配校验，如果一致则将接收的模拟信号解调，同时VT引脚输出高电平，否则忽略该无线命令。PT2272支持对无线命令的双校验，提高可靠性。本无线模块可以实现多通道的无线命令控制。
检测部分
各电点火头与点火主机的点火模块中各通道对应连接，普通开关或自恢复拨动开关的切换控制着检测的启动和停止。使用自恢复拨动开关时，操作人员将自恢复拨动开关拨置启动档，当操作人员松开自恢复拨动开关时，自恢复拨动开关会在100毫秒内回到停止状态。检测启动时，如该路连通性正常，电流经电源正极、限流电阻、段数码管或发光二级管正极、电点火头、段数码管或发光二级管负极流回电源负极，段数码管因电流的流过而被点亮，电路响应速度小于I毫秒；该路连通性不正常时，线路为断路，没有电流流过，段数码管不亮。检测停止时，对于普通开关通过人工拨动进行关闭，对于自恢复开关则自动断开电源，保证整个设备的安全性；或者手动关闭普通开关，断开电源，保证整个设备的安全性及可靠性。检测模块通过段数码管或发光二级管的亮与不亮使操作人员能明确判断各点火通道的连通性与否。本设备的检测模块具有安全、快速的特点。
点火部分
安全锁定钥匙旋转到点火状态，发光二极管点亮指示状态切换成功。点火遥控器面板上的各点火按键对应点火主机上的各点火通道，任意一个点火按键按下后，无线命令通过无线模块发射。点火主机收到点火命令后，经PT2272的数据引脚输出，作为HEF4514译码器电路的地址码输入，译码器电路译码后给相应通道输出高电平，再经ULN2803驱动电路后输出大电流，实现点火。
权利要求
1.一种带自检测功能的多通道无线焰火点火设备，包括点火遥控器和点火主机两部分，其中点火遥控器包含接收外部输入的按键模块、显示按键模块输入信息的显示模块、通过无线方式向点火主机发送点火命令的无线模块和为点火遥控器提供电源的电源模块；点火主机包含接收点火遥控器无线命令的无线模块、为点火主机提供电源的电源模块和控制点火通道进行点火的点火模块，其特征是点火主机还包含具有检测开关和检测电路的用于测试点火主机各点火通道连接线路的检测模块、显示检测模块的检测结果并指示无线模块工作状态的显示模块、点火模块包含2 16个独立点火通道。
2.根据权利要求
1所述的带自检测功能的多通道无线焰火点火设备，其特征是检测电路由稳压二极管、用于限制显示模块和电点火头电流的限流电阻构成，其中检测电路的稳压二极管和显示模块和电点火头的串联电路并联，检测电路的限流电阻和显示模块和电点火头串联电路串联。
3.根据权利要求
1或2所述的带自检测功能的多通道无线焰火点火设备，其特征是点火主机还包含对点火模块供电进行控制的安全锁定钥匙。
4.根据权利要求
1或2所述的带自检测功能的多通道无线焰火点火设备，其特征是检测电路的稳压二极管稳压的范围是0.3V 18V。
5.根据权利要求
1或2所述的带自检测功能的多通道无线焰火点火设备，其特征是检测电路的电阻阻值范围是20Ω 100ΚΩ。
6.根据权利要求
1或2所述的带自检测功能的多通道无线焰火点火设备，其特征是点火主机的显示模块包含显示检测结果的段数码管。
7.根据权利要求
3所述的带自检测功能的多通道无线焰火点火设备，其特征是点火主机的显示模块包含显示检测结果的段数码管及显示无线模块、安全锁定钥匙工作状态的发光二极管。
8.根据权利要求
1所述的带自检测功能的多通道无线焰火点火设备，其特征是检测开关是自恢复拨动开关。
9.根据权利要求
3所述的带自检测功能的多通道无线焰火点火设备，其特征是检测开关是自恢复拨动开关。
专利摘要
一种通过无线遥控实现远距离点燃焰火的设备，主要分为点火遥控器和点火主机两部分，点火遥控器通过无线远距离控制点火主机。点火主机包括检测模块、显示模块、点火模块、无线模块、电源模块和安全锁定钥匙，检测模块可在焰火部署、线路连接完成后测试点火主机线路是否正常，通过显示模块显示检测结果，点火模块包含2～16个独立的点火通道，每个通道都可以通过电点火头和焰火引线连接，当无线模块收到点火遥控器的无线信号时，点火模块对电点火头进行点火，引燃焰火引线最终实现点燃烟花，安全锁定钥匙在点火时必须在点火状态，否则不执行点火操作，保证操作人员在安装部署过程中的安全。
文档编号F42B4/00GKCN103162579SQ201110412400
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月12日
发明者彭军, 彭泽彪, 刘磊, 王彤武, 陈子超 申请人:长沙诗格烟花燃放设备有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan