專利名稱:遠程遙控數(shù)字化冷焰火燃放系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明 涉及一種焰火燃放系統(tǒng)，尤其涉及一種遠程遙控數(shù)字化冷焰火燃放系統(tǒng)。
技術背景
在戶外的大型晚會活動中，經(jīng)常需要用到焰火。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進 步，人們對焰火美感的要求越來越高，希望多束焰火在空中形成特定的圖樣，甚至希望焰火 在實際使用中能夠配合現(xiàn)場的音樂節(jié)奏和節(jié)目場景來燃放，從而達到完美的視覺效果。具 體來說，希望預定位置的焰火在預定的時間燃放。傳統(tǒng)的焰火燃放器已不能滿足這種需求。
傳統(tǒng)的焰火燃放器是將220v交流電轉換為24v直流電后再進行分路控制。圖1示 出的是傳統(tǒng)的燃放器接線圖，用傳統(tǒng)的燃放器連接舞臺兩側需20條線連接，其中含有10條 線的線路3要從舞臺背面繞行至燃放器，增加了線的長度、布線和校線的工作量，需要大量 線材，安裝繁瑣費時費力容易出錯；由于使用模擬電路來控制焰火燃放，因此無法對焰火進 行編程控制，不能控制各個位置的焰火的起爆時間，燃放樣式只能點放或齊放，效果單一， 在演出中無法按節(jié)目內(nèi)容、音樂及氣氛進行合理燃放，達不到理想的效果。而且，目前市面 上的傳統(tǒng)燃放器價格也很昂貴(例如，一臺12路有線燃放器的市場價約3000余元)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種價格低廉、安裝簡單、能編程控制且不會產(chǎn)生誤操作 的焰火燃放的燃放器。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明利用MCU單片機可進行C語言或匯編語言 編程的特性來實現(xiàn)對焰火點燃的編程控制。單片機(微控制器)還可以按不同的要求進行 編程和路數(shù)擴展。
具體原理為
①用KEIL軟件或其他編譯軟件對單片機進行C語言或匯編語言編程，控制單片機 各輸出腳工作順序和工作時間，可按需求指定并控制工作時間及腳數(shù)。
②利用單片機編程控制點火部分電路，從而實現(xiàn)可編程控制。
根據(jù)本發(fā)明的冷焰火燃放系統(tǒng)，其包括發(fā)射機，所述發(fā)射機包括微控制器、鍵盤、 編碼芯片和發(fā)射模塊，利用編碼芯片對地址碼進行編碼，并使地址碼對應各發(fā)射鍵；接收 機，所述接收機包括微控制器、接收模塊、解碼芯片、編程端口、光電耦合器和繼電器，光電 耦合器設置于微控制器和繼電器之間來進行隔離，通過各接收機的編程端口預先定義各接 收機的地址碼，其中，當接收機的接收模塊收到發(fā)射機發(fā)送的控制信號后，解碼芯片對該控 制信號進行譯碼，如果與本接收機的預設地址碼相同，則運行預設的燃放程序，控制相應的 繼電器進行輸出；如果與本接收機的預設地址碼不同，則放棄該控制信號。
所述焰火燃放系統(tǒng)具有多個接收機，所述多個接收機中的一部分接收機的地址碼 相同。各個接收機具有多路，每一路對應一個繼電器，每一個繼電器對應一個或一組焰火。
接收機上安裝LED燈，所述LED燈的數(shù)量與接收機所含的路數(shù)相同，用于指示該路 是否導通。[0011 ] 接收機控制和燃放部分使用蓄電池給予供電。所述蓄電池的輸出電壓為24V，電池 容量為14AH。接收機還包括電源變換模塊，電源變換模塊用于將蓄電池的輸出電壓變換為 微控制器的工作電壓。
所述微控制器采用MCS-51系列單片機或者PIC系列單片機。發(fā)射機和接收機的通信頻率為315MHZ。控制信號采用幅移鍵控(ASK)調制方式或 者頻移鍵控(PSK)調制方式。發(fā)射模塊的發(fā)射距離能夠達到3公里。接收模塊使用超外差 無線接收模塊。
本發(fā)明的遠程遙控數(shù)字化冷焰火燃放器可根據(jù)不同用戶及具體實用對象進行編 程，并可根據(jù)需求量進行擴容，使用過程更具準確性、安全性、有效性。改為無線控制后，減 少了布線工作量，節(jié)約了材料，提高了工作效率。該技術還可使用于設備數(shù)控化改造、土石 方爆破及時差爆破等工作中。具有較高的實用性、自主性及相關技術的擴展性。


通過下面結合示意性的附圖對本發(fā)明進行的描述，本發(fā)明的上述和其他目的和特 點將會變得更加清楚，其中
圖1示出了傳統(tǒng)的燃放器接線圖；
圖2是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明實施例的遠程遙控數(shù)字化冷焰火燃放系統(tǒng)的框 圖；
圖3示出了本發(fā)明的燃放器的接收機的接線圖；
圖4示出了超外差無線接收模塊J05P的外形圖。
具體實施方式
以下，參照附圖來詳細說明本發(fā)明的實施例。
如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明一個實施例的燃放系統(tǒng)中主要包括發(fā)射機和接收機。在 圖2左側的部分為發(fā)射機，右側的部分為接收機，其中，接收機的數(shù)目不限于一臺。在一個 優(yōu)選的實施例中，具有無線發(fā)射機一臺，8路接收機8臺、12路接收機2臺，接收機的每一路 對應一個繼電器，每一個繼電器連接一個或一組焰火。
其中，所述發(fā)射機包括單片機(微控制器)、鍵盤、編碼芯片、無線發(fā)射模塊和發(fā)射 天線。所述接收機包括單片機(微控制器)、解碼芯片、電源變換電路、編程端口、光電耦合 器、繼電器、無線接收模塊和接收天線，通過繼電器輸出電流，引燃焰火。
所述焰火燃放系統(tǒng)的具體工作方式為
首先，利用發(fā)射機的編碼芯片對地址碼進行編碼，并使地址碼對應各發(fā)射鍵。其 次，通過各接收機的編程端口事先定義各接收機的地址碼。當接收機的無線接收模塊收到 發(fā)射機發(fā)送的指令(即控制信號，控制信號可采用幅移鍵控(ASK)碼或頻移鍵控(FSK)碼， 或者可采用其他的調制方式)后，將指令傳送給解碼芯片進行譯碼，獲得該指令期望進行 燃放動作的接收機的地址碼，如與本接收機預設的地址碼相同，則運行接收機中預設的燃 放程序，控制相應的繼電器輸出電流引燃與該繼電器電連接的焰火；如與本機地址碼不同， 則放棄該條指令。這樣各焰火就能根據(jù)預先設置的燃放順序及燃放時差進行逐一燃放，實 現(xiàn)了分路控制燃放的效果且不會誤動作。另外，任一接收機的地址碼既可以與其他的接收機的地址碼相同，也可以與其他接收機的地址碼不同，相同地址碼的接收機可以同時實現(xiàn) 燃放控制。
因室外演出，燈光音響設備運行和大量的無線麥克使用，會產(chǎn)生復雜電磁環(huán)境干 擾和燈光硅箱對電源的污染，另外，現(xiàn)場焰火布線多、人員多、觀眾隨意性大，為保證演出安 全，防止觸電事故，本接收機控制和燃放部分用輸出電壓為24V、電池容量為14AH的蓄電池 給予供電。接收機還包括電源變換模塊，電源變換模塊用于將蓄電池的輸出電壓變換為微 控制器的工作電壓?？紤]到接收機的用于輸出控制的繼電器線圈通斷瞬間會產(chǎn)生極高的反 峰脈沖電壓，該反峰脈沖電壓會通過驅動電路返回至單片機I/O 口，造成單片機死機、誤起 爆或不動作，為此，在單片機I/O 口和繼電器之間設置光電耦合器，即單片機通過光電耦合 器來控制繼電器進行輸出，從而單片機輸入/輸出(I/O)被光電耦合器隔離，反峰脈沖電壓 無法通過光電耦合器返回至單片機電路，這樣可大大提高設備工作的可靠性。
由于該設備的使用環(huán)境較為特殊，演出時，設備種 類多且復雜，部分設備由可控硅 控制。
圖3示出了本發(fā)明的燃放器的接收機的接線圖，如果在舞臺兩側燃放兩組焰火， 每組各10顆，則采用本燃放器需放置兩臺接收機1和2，這兩臺接收機共用一個蓄電池， 舞臺背面的兩條電源線至另一接收機，每側焰火用10條線就近接至接收機，減少了布線長 度、接線簡單明了(而圖1所示的現(xiàn)有技術中的燃放器需要含有10條線的線路3從舞臺背 面繞行至燃放器，布線長度很長、接線復雜)，燃放樣式按設計程序觸發(fā)，如點與點之間延時 燃放可產(chǎn)生流水效果等。當然，為了進一步減少布線長度，也可以每個接收機單獨使用一個 蓄電池供電。
在每部接收機上根據(jù)其實際含有的路數(shù)對應地安裝相同數(shù)目的LED燈，LED燈安 裝在各個繼電器和與該繼電器對應的冷焰火之間的線路上，這樣就可對編程后的程序進行 運行且實現(xiàn)了可視化驗證，這對于大型復雜的焰火燃放系統(tǒng)的電路設計尤其重要。安裝LED 燈還有另一個優(yōu)點，在實際的焰火燃放過程中，可能有兩種原因導致焰火沒有引爆，一種是 因為通信或電路的中斷故障，另一種是因為焰火自身的原因(比如火藥淋濕等原因)而成 為啞炮，這樣一旦出現(xiàn)焰火未引燃的情況后，現(xiàn)場工作人員可以根據(jù)LED的點亮與否來判 斷是哪種原因，從而迅速排除故障。另外，如果沒有安裝LED時，焰火沒有點燃，工作人員不 知原因貿(mào)然前去處理，這時焰火很有可能突然爆炸，以致對工作人員造成傷害，但是如果安 裝了 LED燈，則在焰火自身有問題的情況下LED會點亮，此時工作人員就可以謹慎地處理焰 火，避免事故的發(fā)生。
本發(fā)明可以根據(jù)實際需求進行改進編程，增加接收機的臺數(shù)，擴展每臺接收機的 路數(shù)。比如可以設置24臺接收機，每臺接收機設有12路。
本發(fā)明燃放器的單片機普通場合可以使用價格低廉的Intel公司的MCS-51系列 單片機，高要求場合使用抗干擾能力更強的PIC系列單片機。
本發(fā)明的無線發(fā)射或接收模塊可以使用通用的無線收發(fā)模塊，通信頻率可以選擇 常用的通信頻率，比如315MHZ或者其他頻率。其中，無線發(fā)射模塊可以優(yōu)選使用發(fā)射距離 可達3公里的無線發(fā)射模塊，無線接收模塊可以優(yōu)選使用安陽新世紀電子研究所有限公司 生產(chǎn)的超外差無線接收模塊J05P，該無線接收模塊的外形如圖4所示。J05P是超高頻無 線數(shù)據(jù)傳送超外差接收模塊。該模塊采用超高頻RF集成芯片，具有極高靈敏度及性價比，可靠性高，是滾動碼遙控/電動門控系統(tǒng)及遠距離傳輸理想的低價位高品質超外差接收模塊，廣泛應用于工業(yè)控制、通訊及遙控安防等領域，可通過FCC、CE各項指標認證。其主要特 占是·
(1)接收靈敏度高(315MHZ_114dBm)，ASK 調制。
(2)有中頻濾波器，接收距離比一般超外差模塊遠。
(3)采用晶振穩(wěn)頻，性能穩(wěn)定一致性好。
(4)適用溫度范圍廣。
(5)具有休眠功能，休眠電流小于1 μ A。
(6)工作電壓范圍寬，體積小，與J05R引腳兼容應用方便。
其中，J05P無線接收模塊的各引腳功能如下表所示
功能說明 Vcc模塊電源+5V
GND接天線地
"DATA數(shù)據(jù)輸出端
~~CE休眠控制
GND
ANT外接天線
對于本領域技術人員明顯的是，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以在 本發(fā)明中做出各種修改和變形。因此，本發(fā)明意圖覆蓋本發(fā)明的修改和變形，只要這些修改 和變形在權利要求
書及其等同物的范圍內(nèi)即可。
權利要求
一種焰火燃放系統(tǒng)，其包括發(fā)射機，所述發(fā)射機包括微控制器、鍵盤、編碼芯片和發(fā)射模塊，利用編碼芯片對地址碼進行編碼，并使地址碼對應各發(fā)射鍵；接收機，所述接收機包括微控制器、接收模塊、解碼芯片、編程端口、光電耦合器和繼電器，光電耦合器設置于微控制器和繼電器之間來進行隔離，通過各接收機的編程端口預先定義各接收機的地址碼，其中，當接收機的接收模塊收到發(fā)射機發(fā)送的控制信號后，解碼芯片對該控制信號進行譯碼，如果與本接收機的預設地址碼相同，則運行預設的燃放程序，控制相應的繼電器進行輸出；如果與本接收機的預設地址碼不同，則放棄該控制信號。
2.根據(jù)權利要求
1所述的焰火燃放系統(tǒng)，其特征在于所述焰火燃放系統(tǒng)具有多個接 收機，所述多個接收機中的一部分接收機的地址碼相同。
3.根據(jù)權利要求
1或2所述的焰火燃放系統(tǒng)，其特征在于各個接收機具有多路，每一 路對應一個繼電器，每一個繼電器對應一個或一組焰火。
4.根據(jù)權利要求
1所述的焰火燃放系統(tǒng)，其特征在于接收機上安裝LED燈，所述LED 燈的數(shù)量與接收機所含的路數(shù)相同，用于指示該路是否導通。
5.根據(jù)權利要求
1、2或4所述的焰火燃放系統(tǒng)，其特征在于接收機控制和燃放部分 使用蓄電池給予供電。
6.根據(jù)權利要求
5所述的焰火燃放系統(tǒng)，其特征在于所述蓄電池的輸出電壓為24V， 電池容量為14AH。
7.根據(jù)權利要求
5所述的焰火燃放系統(tǒng)，其特征在于接收機還包括電源變換模塊，電 源變換模塊用于將蓄電池的輸出電壓變換為微控制器的工作電壓。
8.根據(jù)權利要求
1、2或4所述的焰火燃放系統(tǒng)，其特征在于所述微控制器采用 MCS-51系列單片機或者PIC系列單片機。
9.根據(jù)權利要求
1、2或4所述的焰火燃放系統(tǒng)，其特征在于控制信號采用幅移鍵控 (ASK)調制方式或者頻移鍵控(PSK)調制方式。
10.根據(jù)權利要求
1、2或4所述的焰火燃放系統(tǒng)，其特征在于接收模塊使用超外差無 線接收模塊。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種遠程遙控數(shù)字化冷焰火燃放系統(tǒng)，其主要包括發(fā)射機、接收機，發(fā)射機和接收機之間采用無線方式連接。接收機控制部分設有光電耦合器，接收機上根據(jù)實際路數(shù)對應地安裝LED燈。本系統(tǒng)的工作原理為利用發(fā)射機的編碼芯片對地址碼進行編碼，并使地址碼對應各發(fā)射鍵，其次，事先將各接收機定義地址碼。當接收機收到發(fā)射機發(fā)送的指令后進行譯碼，如與本接收機預設地址碼相同，則運行預設的燃放程序，如與本機地址碼不同，則放棄該條指令。本發(fā)明的燃放器能編程控制焰火燃放，實現(xiàn)了分路控制燃放的效果并且不會誤動作，而且采用無線通信方式來進行控制，安裝簡單。
文檔編號F42B4/00GKCN101871749SQ201010187120
公開日2010年10月27日 申請日期2010年5月31日
發(fā)明者孫伶, 龍剛 申請人:攀鋼集團冶金工程技術有限公司;攀鋼集團鋼鐵釩鈦股份有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan