专利名称:远程遥控数字化冷焰火燃放系统的制作方法
技术领域：
本发明 涉及一种焰火燃放系统，尤其涉及一种远程遥控数字化冷焰火燃放系统。
技术背景
在户外的大型晚会活动中，经常需要用到焰火。随着社会经济的发展和科技的进 步，人们对焰火美感的要求越来越高，希望多束焰火在空中形成特定的图样，甚至希望焰火 在实际使用中能够配合现场的音乐节奏和节目场景来燃放，从而达到完美的视觉效果。具 体来说，希望预定位置的焰火在预定的时间燃放。传统的焰火燃放器已不能满足这种需求。
传统的焰火燃放器是将220v交流电转换为24v直流电后再进行分路控制。图1示 出的是传统的燃放器接线图，用传统的燃放器连接舞台两侧需20条线连接，其中含有10条 线的线路3要从舞台背面绕行至燃放器，增加了线的长度、布线和校线的工作量，需要大量 线材，安装繁琐费时费力容易出错；由于使用模拟电路来控制焰火燃放，因此无法对焰火进 行编程控制，不能控制各个位置的焰火的起爆时间，燃放样式只能点放或齐放，效果单一， 在演出中无法按节目内容、音乐及气氛进行合理燃放，达不到理想的效果。而且，目前市面 上的传统燃放器价格也很昂贵(例如，一台12路有线燃放器的市场价约3000余元)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种价格低廉、安装简单、能编程控制且不会产生误操作 的焰火燃放的燃放器。为实现上述目的，本发明利用MCU单片机可进行C语言或汇编语言 编程的特性来实现对焰火点燃的编程控制。单片机(微控制器)还可以按不同的要求进行 编程和路数扩展。
具体原理为
①用KEIL软件或其他编译软件对单片机进行C语言或汇编语言编程，控制单片机 各输出脚工作顺序和工作时间，可按需求指定并控制工作时间及脚数。
②利用单片机编程控制点火部分电路，从而实现可编程控制。
根据本发明的冷焰火燃放系统，其包括发射机，所述发射机包括微控制器、键盘、 编码芯片和发射模块，利用编码芯片对地址码进行编码，并使地址码对应各发射键；接收 机，所述接收机包括微控制器、接收模块、解码芯片、编程端口、光电耦合器和继电器，光电 耦合器设置于微控制器和继电器之间来进行隔离，通过各接收机的编程端口预先定义各接 收机的地址码，其中，当接收机的接收模块收到发射机发送的控制信号后，解码芯片对该控 制信号进行译码，如果与本接收机的预设地址码相同，则运行预设的燃放程序，控制相应的 继电器进行输出；如果与本接收机的预设地址码不同，则放弃该控制信号。
所述焰火燃放系统具有多个接收机，所述多个接收机中的一部分接收机的地址码 相同。各个接收机具有多路，每一路对应一个继电器，每一个继电器对应一个或一组焰火。
接收机上安装LED灯，所述LED灯的数量与接收机所含的路数相同，用于指示该路 是否导通。[0011 ] 接收机控制和燃放部分使用蓄电池给予供电。所述蓄电池的输出电压为24V，电池 容量为14AH。接收机还包括电源变换模块，电源变换模块用于将蓄电池的输出电压变换为 微控制器的工作电压。
所述微控制器采用MCS-51系列单片机或者PIC系列单片机。发射机和接收机的通信频率为315MHZ。控制信号采用幅移键控(ASK)调制方式或 者频移键控(PSK)调制方式。发射模块的发射距离能够达到3公里。接收模块使用超外差 无线接收模块。
本发明的远程遥控数字化冷焰火燃放器可根据不同用户及具体实用对象进行编 程，并可根据需求量进行扩容，使用过程更具准确性、安全性、有效性。改为无线控制后，减 少了布线工作量，节约了材料，提高了工作效率。该技术还可使用于设备数控化改造、土石 方爆破及时差爆破等工作中。具有较高的实用性、自主性及相关技术的扩展性。
通过下面结合示意性的附图对本发明进行的描述，本发明的上述和其他目的和特 点将会变得更加清楚，其中
图1示出了传统的燃放器接线图；
图2是示意性地示出根据本发明实施例的远程遥控数字化冷焰火燃放系统的框 图；
图3示出了本发明的燃放器的接收机的接线图；
图4示出了超外差无线接收模块J05P的外形图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。
如图2所示，根据本发明一个实施例的燃放系统中主要包括发射机和接收机。在 图2左侧的部分为发射机，右侧的部分为接收机，其中，接收机的数目不限于一台。在一个 优选的实施例中，具有无线发射机一台，8路接收机8台、12路接收机2台，接收机的每一路 对应一个继电器，每一个继电器连接一个或一组焰火。
其中，所述发射机包括单片机(微控制器)、键盘、编码芯片、无线发射模块和发射 天线。所述接收机包括单片机(微控制器)、解码芯片、电源变换电路、编程端口、光电耦合 器、继电器、无线接收模块和接收天线，通过继电器输出电流，引燃焰火。
所述焰火燃放系统的具体工作方式为
首先，利用发射机的编码芯片对地址码进行编码，并使地址码对应各发射键。其 次，通过各接收机的编程端口事先定义各接收机的地址码。当接收机的无线接收模块收到 发射机发送的指令(即控制信号，控制信号可采用幅移键控(ASK)码或频移键控(FSK)码， 或者可采用其他的调制方式)后，将指令传送给解码芯片进行译码，获得该指令期望进行 燃放动作的接收机的地址码，如与本接收机预设的地址码相同，则运行接收机中预设的燃 放程序，控制相应的继电器输出电流引燃与该继电器电连接的焰火；如与本机地址码不同， 则放弃该条指令。这样各焰火就能根据预先设置的燃放顺序及燃放时差进行逐一燃放，实 现了分路控制燃放的效果且不会误动作。另外，任一接收机的地址码既可以与其他的接收机的地址码相同，也可以与其他接收机的地址码不同，相同地址码的接收机可以同时实现 燃放控制。
因室外演出，灯光音响设备运行和大量的无线麦克使用，会产生复杂电磁环境干 扰和灯光硅箱对电源的污染，另外，现场焰火布线多、人员多、观众随意性大，为保证演出安 全，防止触电事故，本接收机控制和燃放部分用输出电压为24V、电池容量为14AH的蓄电池 给予供电。接收机还包括电源变换模块，电源变换模块用于将蓄电池的输出电压变换为微 控制器的工作电压。考虑到接收机的用于输出控制的继电器线圈通断瞬间会产生极高的反 峰脉冲电压，该反峰脉冲电压会通过驱动电路返回至单片机I/O 口，造成单片机死机、误起 爆或不动作，为此，在单片机I/O 口和继电器之间设置光电耦合器，即单片机通过光电耦合 器来控制继电器进行输出，从而单片机输入/输出(I/O)被光电耦合器隔离，反峰脉冲电压 无法通过光电耦合器返回至单片机电路，这样可大大提高设备工作的可靠性。
由于该设备的使用环境较为特殊，演出时，设备种 类多且复杂，部分设备由可控硅 控制。
图3示出了本发明的燃放器的接收机的接线图，如果在舞台两侧燃放两组焰火， 每组各10颗，则采用本燃放器需放置两台接收机1和2，这两台接收机共用一个蓄电池， 舞台背面的两条电源线至另一接收机，每侧焰火用10条线就近接至接收机，减少了布线长 度、接线简单明了(而图1所示的现有技术中的燃放器需要含有10条线的线路3从舞台背 面绕行至燃放器，布线长度很长、接线复杂)，燃放样式按设计程序触发，如点与点之间延时 燃放可产生流水效果等。当然，为了进一步减少布线长度，也可以每个接收机单独使用一个 蓄电池供电。
在每部接收机上根据其实际含有的路数对应地安装相同数目的LED灯，LED灯安 装在各个继电器和与该继电器对应的冷焰火之间的线路上，这样就可对编程后的程序进行 运行且实现了可视化验证，这对于大型复杂的焰火燃放系统的电路设计尤其重要。安装LED 灯还有另一个优点，在实际的焰火燃放过程中，可能有两种原因导致焰火没有引爆，一种是 因为通信或电路的中断故障，另一种是因为焰火自身的原因(比如火药淋湿等原因)而成 为哑炮，这样一旦出现焰火未引燃的情况后，现场工作人员可以根据LED的点亮与否来判 断是哪种原因，从而迅速排除故障。另外，如果没有安装LED时，焰火没有点燃，工作人员不 知原因贸然前去处理，这时焰火很有可能突然爆炸，以致对工作人员造成伤害，但是如果安 装了 LED灯，则在焰火自身有问题的情况下LED会点亮，此时工作人员就可以谨慎地处理焰 火，避免事故的发生。
本发明可以根据实际需求进行改进编程，增加接收机的台数，扩展每台接收机的 路数。比如可以设置24台接收机，每台接收机设有12路。
本发明燃放器的单片机普通场合可以使用价格低廉的Intel公司的MCS-51系列 单片机，高要求场合使用抗干扰能力更强的PIC系列单片机。
本发明的无线发射或接收模块可以使用通用的无线收发模块，通信频率可以选择 常用的通信频率，比如315MHZ或者其他频率。其中，无线发射模块可以优选使用发射距离 可达3公里的无线发射模块，无线接收模块可以优选使用安阳新世纪电子研究所有限公司 生产的超外差无线接收模块J05P，该无线接收模块的外形如图4所示。J05P是超高频无 线数据传送超外差接收模块。该模块采用超高频RF集成芯片，具有极高灵敏度及性价比，可靠性高，是滚动码遥控/电动门控系统及远距离传输理想的低价位高品质超外差接收模块，广泛应用于工业控制、通讯及遥控安防等领域，可通过FCC、CE各项指标认证。其主要特 占是·
(1)接收灵敏度高(315MHZ_114dBm)，ASK 调制。
(2)有中频滤波器，接收距离比一般超外差模块远。
(3)采用晶振稳频，性能稳定一致性好。
(4)适用温度范围广。
(5)具有休眠功能，休眠电流小于1 μ A。
(6)工作电压范围宽，体积小，与J05R引脚兼容应用方便。
其中，J05P无线接收模块的各引脚功能如下表所示
功能说明 Vcc模块电源+5V
GND接天线地
"DATA数据输出端
~~CE休眠控制
GND
ANT外接天线
对于本领域技术人员明显的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以在 本发明中做出各种修改和变形。因此，本发明意图覆盖本发明的修改和变形，只要这些修改 和变形在权利要求
书及其等同物的范围内即可。
权利要求
一种焰火燃放系统，其包括发射机，所述发射机包括微控制器、键盘、编码芯片和发射模块，利用编码芯片对地址码进行编码，并使地址码对应各发射键；接收机，所述接收机包括微控制器、接收模块、解码芯片、编程端口、光电耦合器和继电器，光电耦合器设置于微控制器和继电器之间来进行隔离，通过各接收机的编程端口预先定义各接收机的地址码，其中，当接收机的接收模块收到发射机发送的控制信号后，解码芯片对该控制信号进行译码，如果与本接收机的预设地址码相同，则运行预设的燃放程序，控制相应的继电器进行输出；如果与本接收机的预设地址码不同，则放弃该控制信号。
2.根据权利要求
1所述的焰火燃放系统，其特征在于所述焰火燃放系统具有多个接 收机，所述多个接收机中的一部分接收机的地址码相同。
3.根据权利要求
1或2所述的焰火燃放系统，其特征在于各个接收机具有多路，每一 路对应一个继电器，每一个继电器对应一个或一组焰火。
4.根据权利要求
1所述的焰火燃放系统，其特征在于接收机上安装LED灯，所述LED 灯的数量与接收机所含的路数相同，用于指示该路是否导通。
5.根据权利要求
1、2或4所述的焰火燃放系统，其特征在于接收机控制和燃放部分 使用蓄电池给予供电。
6.根据权利要求
5所述的焰火燃放系统，其特征在于所述蓄电池的输出电压为24V， 电池容量为14AH。
7.根据权利要求
5所述的焰火燃放系统，其特征在于接收机还包括电源变换模块，电 源变换模块用于将蓄电池的输出电压变换为微控制器的工作电压。
8.根据权利要求
1、2或4所述的焰火燃放系统，其特征在于所述微控制器采用 MCS-51系列单片机或者PIC系列单片机。
9.根据权利要求
1、2或4所述的焰火燃放系统，其特征在于控制信号采用幅移键控 (ASK)调制方式或者频移键控(PSK)调制方式。
10.根据权利要求
1、2或4所述的焰火燃放系统，其特征在于接收模块使用超外差无 线接收模块。
专利摘要
本发明公开了一种远程遥控数字化冷焰火燃放系统，其主要包括发射机、接收机，发射机和接收机之间采用无线方式连接。接收机控制部分设有光电耦合器，接收机上根据实际路数对应地安装LED灯。本系统的工作原理为利用发射机的编码芯片对地址码进行编码，并使地址码对应各发射键，其次，事先将各接收机定义地址码。当接收机收到发射机发送的指令后进行译码，如与本接收机预设地址码相同，则运行预设的燃放程序，如与本机地址码不同，则放弃该条指令。本发明的燃放器能编程控制焰火燃放，实现了分路控制燃放的效果并且不会误动作，而且采用无线通信方式来进行控制，安装简单。
文档编号F42B4/00GKCN101871749SQ201010187120
公开日2010年10月27日 申请日期2010年5月31日
发明者孙伶, 龙刚 申请人:攀钢集团冶金工程技术有限公司;攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan