一种新型数码电子雷管监管系统及其监管方法 【技术领域】
本发明涉及火工品技术领域，特别涉及一种新型数码电子雷管监管系统及其监管方法。
背景技术
雷管作为一种危险品，如果监管不够、非法流入社会，将对社会公共安全造成极大的威胁。我国民爆行业为了加强对雷管的管理力度，严格执行雷管打码制度，没有打码的雷管一律不准出厂、销售和使用。雷管打码制度规范了雷管的生产、销售和使用环节，但无法阻止雷管的非法使用。雷管一经爆炸便成碎片，其“编码”不复存在，无法追查雷管的来源，不利于规范雷管的使用方式，无法预防雷管被犯罪分子引爆或从业人员疏忽和违规操作造成的重大事故，危害了社会的安定。
目前，雷管的生产、流通环节虽然有一定的监管控制，但是没有建立一个统一平台，而且只是监管了部分环节，比如销售环节，这很难保证雷管不发生流失，流失后也无法及时反馈，而且只要获得这些设备和装置就可以进行爆破，不需要获得授权，存在很大的安全隐患。
因此，需要建立一种新型的安全监管系统，对雷管芯片、雷管的生产、流通、销售等环节实现全程监管，雷管只有在经过合法授权后才能起爆，而且监管其爆破时间和爆破地点的有效性与合法性，及时回传爆破数据给远程监管系统进行备份，便于查询追溯。
【发明内容】
本发明的目的是解决数码电子雷管、起爆器/编程器在生产、流通、使用过程中，没有监管或监管不够，造成数码电子雷管可能发生误起爆或者被窃取用于非法起爆，存在极大安全隐患的问题，对雷管芯片、雷管的生产、流通、销售等环节实现全程监管，雷管只有在经过合法授权后才能起爆，而且监管其爆破时间和爆破地点的有效性与合法性，及时回传爆破数据给远程监管系统进行备份，便于查询追溯。
为实现上述目的，本发明提供了一种新型数码电子雷管监管系统及其监管方法。
所述数码电子雷管监管系统包含数码电子雷管、起爆器/编程器、数码电子雷管识别码采集装置、打印设备、证书数据采集装置、远程监管系统。
所述数码电子雷管，在所述起爆器/编程器的控制下实现爆破。
所述起爆器/编程器，在所述远程监管系统的监管下实现对所述数码电子雷管的控制。
所述数码电子雷管识别码采集装置，用于采集所述数码电子雷管的识别码，并上传给所述远程监管系统。
所述打印设备，用于接收并打印所述远程监管系统下发的数字证书。
所述证书数据采集装置，用于采集并识别所述打印的数字证书的数据，判断数字证书的真伪和有效性，并上传给所述远程监管系统进行跟踪监管。
所述远程监管系统，对数码电子雷管、起爆器/编程器的流通、使用进行安全监管。
所述数码电子雷管监管系统包含多个数码电子雷管、多台所述起爆器/编程器、多个所述数码电子雷管识别码采集装置、多台所述打印设备、多台所述证书数据采集装置；每台起爆器/编程器控制多个数码电子雷管；所述远程监管系统下发多个数字证书。
所述数码电子雷管包含数码电子雷管芯片、抗干扰保护电路、储能电路、桥丝药头、炸药、外壳、塞子、脚线。
所述起爆器/编程器包含主控模块、显示模块、按键模块、定位模块、操作人员身份认证模块、存储模块、电源模块、加密/解密模块、通信模块。
所述数码电子雷管识别码采集装置，可以是条码数据采集终端，或者是射频识别读写终端，还可以是两者的组合。
所述数码电子雷管的识别码，可以是数码电子雷管生产识别码，或者是数码电子雷管芯片识别码，还可以是两者的组合。
所述证书数据采集装置，可以是条码数据采集终端，或者是射频识别读写终端，还可以是两者的组合。
所述远程监管系统，对企业提交的所述数码电子雷管、所述起爆器/编程器的生产、流通、使用申请进行审批，审批通过，下发数字证书。
所述数码电子雷管监管系统还包含网络接口，所述远程监管系统通过所述网络接口连接并监管所述起爆器/编程器、所述数码电子雷管识别码采集装置、所述打印设备、所述证书数据采集装置。
所述网络接口是Internet、WLAN、GSM、CDMA、PHS以及PSTN通信模式中的一种或多种。
所述打印的数字证书，用于所述数码电子雷管、所述起爆器/编程器采购、生产、流通过程中的数字证书检查验证。
所述远程监管系统，对所述数码电子雷管的起爆合法性以及爆破工程的时间与位置进行监管，所述远程监管系统向所述起爆器/编程器下发起爆口令、爆破时间信息、爆破位置信息，所述起爆器/编程器严格按照所述远程监管系统下发的起爆口令、爆破时间信息、爆破位置信息进行操作。
所述新型数码电子雷管监管方法，包含流通监管方法、爆破监管方法。
其中，所述流通监管方法，即在所述数码电子雷管、所述起爆器/编程器生产、流通的过程中，所述远程监管系统对所述数码电子雷管、所述起爆器/编程器的识别码进行采集确认，跟踪监管其生产、流通全过程。
所述爆破监管方法，即所述远程监管系统采集所述数码电子雷管的识别码和起爆口令作为监管数据源头，并下传爆破工程的时间信息、位置信息和起爆口令给起爆器/编程器，所述起爆器/编程器在所述远程监管系统的监管下，对所述数码电子雷管进行编程、测试、起爆验证并起爆。
所述流通监管方法，包含网上申请、审批并下发数字证书、信息上传、数字证书打印、雷管追踪与监视步骤。
第一步，网上申请，即企业通过网络向所述远程监管系统提交数码电子雷管、起爆器/编程器的采购、生产、流通申请。
第二步，审批并下发数字证书，即所述远程监管系统审批所述企业提交的数码电子雷管、起爆器/编程器的采购、生产、流通申请，审批通过，下发数字证书。
第三步，信息上传，即企业将数码电子雷管、起爆器/编程器的采购、生产、流通信息上传给所述远程监管系统的数据库，便于所述远程监管系统监视与控制。
第四步，数字证书打印，即企业打印所述远程监管系统下发的数字证书，在数码电子雷管、起爆器/编程器的采购、生产、流通过程中，所述证书数据采集装置读取并解码所述打印的数字证书的数据，并对所述数据进行检查核对。
第五步，雷管追踪与监视，即所述数码电子雷管识别码采集装置采集数码电子雷管的识别码，并将所述采集到的识别码上传到所述远程监管系统的数据库，便于所述远程监管系统监视与控制。
所述爆破监管方法，包含数据采集过程、数据传输过程、爆破监管执行过程。
所述数据采集过程，即所述远程监管系统采集所述数码电子雷管的识别码和起爆口令作为监管数据源头。
所述数据传输过程，即所述远程监管系统下传爆破工程的时间信息、位置信息和起爆口令给起爆器/编程器。
所述爆破监管执行过程，即所述起爆器/编程器在所述远程监管系统地监管下，对所述数码电子雷管进行编程、测试、起爆验证并起爆。
所述数据采集过程包含：
第一步，雷管芯片识别码采集，即数码电子雷管芯片厂商在数码电子雷管芯片出厂时将标识数码电子雷管芯片身份的数码电子雷管芯片识别码写入数码电子雷管芯片，属性设置为只读，并将所述数码电子雷管芯片识别码上传到所述远程监管系统的数据库，作为跟踪监管的数据源头，便于所述远程监管系统对所述数码电子雷管芯片进行监视和控制。
第二步，雷管生产识别码写入与采集，即数码电子雷管厂商在数码电子雷管出厂时将数码电子雷管的相关生产信息写入数码电子雷管里，形成雷管生产识别码，并将所述数码电子雷管生产识别码上传到所述远程监管系统的数据库，同时形成与雷管芯片识别码的一一映射关系，便于所述远程监管系统对所述数码电子雷管进行监视和控制。
第三步，起爆口令写入与采集，即数码电子雷管厂商在所述远程监管系统的控制下，通过专用设备，基于所述数码电子雷管生产识别码与所述数码电子雷管芯片识别码中的任意一个或两者组合，根据相关规则生成起爆口令，并将所述起爆口令写入所述数码电子雷管芯片；所述远程监管系统可以通过相关规则生成或数码电子雷管厂商上传两种方式获得起爆口令，并将所述起爆口令存入数据库，对雷管起爆进行管理，并给起爆授权。
所述数据传输过程包含：
第一步，爆破信息下传至使用单位，即所述远程监管系统将所述数码电子雷管芯片识别码与所述数码电子雷管生产识别码中的任意一个或两者组合、所述起爆口令、爆破时间信息、爆破位置信息传给使用单位的服务器或者计算机。
第二步，爆破信息传输给起爆器/编程器，即所述起爆器/编程器由使用单位的服务器或者计算机下载所述远程监管系统下传的爆破信息。
所述爆破监管执行过程包含：
第一步，爆破设计，即所述起爆器对爆破工程进行爆破设计。
第二步，爆破设计任务分解，即数码电子雷管起爆器将爆破设计内容分解，分别下发给各编程器执行爆破设计内容。
第三步，设计任务执行，即所述数码电子雷管编程器对所述数码电子雷管进行充电、状态检测和编程实现。
第四步，爆破时间与爆破位置信息验证，即所述起爆器对所述接收到的爆破时间信息与爆破位置信息的合法性进行现场验证。
第五步，起爆口令验证，即所述数码电子雷管起爆器对爆破系统中的每个数码电子雷管进行起爆口令验证。
第六步，雷管同步与测试，即所述数码电子雷管起爆器对爆破系统中的每个数码电子雷管进行充电和同步测试。
第七步，起爆，即所述数码电子雷管起爆器广播起爆命令。
第八步，数据备份与回传，即所述数码电子雷管起爆器对爆破数据进行备份，并实时或定期上传给所述远程监管系统的数据库，以便查询、追溯。
由上述技术方案可知，本发明采用远程监管系统控制数码电子雷管、起爆器/编程器的生产、流通、使用过程，对流通与爆破方法进行严格监管，实现对数码电子雷管、起爆器/编程器、使用时间、使用地点、起爆合法授权的全程监管，并及时回传爆破数据给远程监管系统进行备份，具有可追溯性，保证爆破安全。
【附图说明】
图1为本发明所提供的数码电子雷管监管系统的组成模块图；
图2为本发明所提供的数码电子雷管监管系统优化的组成模块图；
图3为本发明所提供的流通监管方法的流程图；
图4为本发明所提供的爆破监管方法的流程图。
【具体实施方式】
如图1所示，为本发明所提供的数码电子雷管监管系统的组成模块图。数码电子雷管监管系统包含数码电子雷管100、起爆器/编程器101、数码电子雷管识别码采集装置102、打印设备103、证书数据采集装置105、远程监管系统200。
首先，远程监管系统200根据数码电子雷管生产单位、运输单位、销售单位、使用单位的申请，审批下发数字证书到上述单位的打印设备103，打印设备103打印下发的数字证书，然后，在数码电子雷管生产、运输、销售、使用过程中，上述单位出示打印的数字证书104，证书数据采集装置105以条码或者电子标签的方式采集识别数字证书104的数据，并上传给远程监管系统200，远程监管系统200根据上述数据辨别数字证书104的真伪，或者与预先从远程监管系统200下载到本地的证书数据进行比对辨别数字证书104的真伪，从而实现远程监管系统200对数码电子雷管生产、运输、销售、使用过程的安全监管。
在数码电子雷管生产、运输、销售、使用过程中，数码电子雷管识别码采集装置102采集数码电子雷管的识别码，并上传给远程监管系统200，从而实现远程监管系统200对数码电子雷管生产、运输、销售、使用过程的进一步安全监管。
在数码电子雷管的使用过程中，数码电子雷管识别码采集装置102采集数码电子雷管的识别码，并将其上传到远程监管系统200，远程监管系统200预先在数据库中存储了上述数码电子雷管的识别码以及对应的爆破时间信息、位置信息和起爆口令等信息，远程监管系统200接收到数码电子雷管识别码采集装置102上传的识别码后，即在数据库中进行索引，查询与识别码对应的爆破时间信息、位置信息和起爆口令等信息，并下传给起爆器/编程器101；起爆器/编程器101根据上述信息对数码电子雷管设置爆破延时时间、进行测试、对其起爆口令进行验证、并发起起爆命令进行爆破。
打印设备103，连接远程监管系统200，用于接收并打印远程监管系统200下发的数字证书。
证书数据采集装置105，连接远程监管系统200，证书数据采集装置105一般有执法人员进行操作，以条码或者电子标签的方式采集并识别打印的数字证书104的数据，并及时上传给远程监管系统200，由远程监管系统200对数字证书104的真伪进行确认，或者与预先从远程监管系统200下载到本地的证书数据进行比对，对数字证书104的真伪进行确认。
数码电子雷管识别码采集装置102，连接数码电子雷管101与远程监管系统200，数码电子雷管识别码采集装置102在监管系统的控制下以条码或者电子标签的方式采集数码电子雷管101的识别码，包括雷管芯片识别码或者雷管生产识别码，然后实时上传给远程监管系统200的数据库，数码电子雷管识别码采集装置102所采集的数据如果不能实时上传给远程监管系统，则应该尽快上传，便于远程监管系统200的监管。
起爆器/编程器101，连接远程监管系统200，远程监管系统200把爆破时间信息、位置信息和起爆口令等信息以安全的方式，如加密等，传输给起爆器/编程器101。
数码电子雷管100，连接起爆器/编程器101，起爆器/编程器101根据爆破设计要求，对数码电子雷管100设置爆破延时时间、进行测试、对其起爆口令进行验证、并发起起爆命令进行爆破。
远程监管系统200，连接起爆器/编程器101、数码电子雷管识别码采集装置102、证书数据采集装置105，实现对数码电子雷管100、起爆器/编程器101的安全监管，远程监管系统200一般由国家有关部门掌控，在起爆器/编程器101、数码电子雷管100生产、流通、使用过程中采集其识别码，进行监管跟踪，便于相关物品的追溯和管理。
对于数码电子雷管100的爆破控制管理，主要体现为：只有通过监管系统授权起爆口令，并把数据安全传输给起爆器，并由起爆器对每个数码电子雷管100进行起爆口令验证，验证通过后才能起爆，否则数码电子雷管100根本无法起爆，这样做到了数码电子雷管100在流通和爆破现场的各个环境进行监管，保证了社会安全。
数码电子雷管监管系统可以包含多台起爆器/编程器101、数码电子雷管识别码采集装置102、打印设备103、证书数据采集装置105，述远程监管系统200下发多个数字证书104。每台起爆器/编程器101控制多个数码电子雷管100。
其中数码电子雷管100包含数码电子雷管芯片、抗干扰保护电路、工作电容、起爆电容、桥丝药头、炸药、外壳、塞子、脚线。
起爆器/编程器101包含主控模块、显示模块、按键模块、定位模块、操作人员身份认证模块、存储模块、电源模块、加密/解密模块、通信模块。
数码电子雷管识别码采集装置102，可以是条码数据采集终端，可以是射频识别读写终端，还可以是两者的组合，选择使用什么方式采集，主要看数码电子雷管识别码以什么样的方式体现而定，比如数码电子雷管的识别码是条码，此外，数码电子雷管识别码采集装置102可以带有条码采集模块和射频识别模块，具有同时采集两种方式的功能。
数码电子雷管的识别码，可以是数码电子雷管生产识别码，或者是数码电子雷管芯片识别码，数码电子雷管生产识别码带有雷管的生产信息，比如说那个厂商，什么时间生产的相关信息；数码电子雷管芯片识别码是芯片的唯一ID，不可改写，而且具有一定的长度，做到每个雷管唯一标识，便于追溯跟踪。
证书数据采集装置105，可以是条码数据采集终端，或者射频识别读写终端，还可以是两者的组合，选择使用什么方式采集，主要看数码电子雷管识别码以什么样的方式体现而定，比如数码电子雷管的识别码是条码，此外，证书数据采集装置105可以带有条码采集模块和射频识别模块，具有同时采集两种方式的功能。
远程监管系统200，对企业提交的数码电子雷管100、起爆器/编程器101的采购、生产、流通申请进行审批，审阅相关企业的生产和交易、流通是否符合相关使用或者爆破要求，审批通过，下发数字证书，证书主要包括时间，使用单位信息和交易数量等信息，或者使用单位的爆破工程信息等。
打印的数字证书104，用于数码电子雷管100、起爆器/编程器101采购、生产、流通过程中的数字证书检查。
远程监管系统200，对数码电子雷管100的起爆合法性以及爆破工程的时间与位置进行监管，远程监管系统100向起爆器/编程器101下发的信息包含爆破时间信息、爆破位置信息，这样起爆器/编程器101会根据系统内部时间信息，和所采集的位置信息与远程监管系统200下发的信息进行比较匹配，看是否一致，如果一致则允许执行爆破操作，否则设备不能执行进一步的爆破工作，在时间、和位置符合要求的情况下，起爆器/编程器101根据远程监管系统200下发的起爆口令与爆破现场的每个数码电子雷管100进行起爆口令验证，通过之后数码电子雷管100才能接受起爆口令进行爆破完成，否则数码电子雷管100即使接受爆破命令也不会执行爆破操作，这样保证了爆破作业的合法性和安全性，防止非法开采和爆破。
如图2所示，为本发明所提供的数码电子雷管监管系统优化的组成模块图。图2在图1的基础上增加了网络接口106，远程监管系统200通过网络接口106连接并监管起爆器/编程器101、数码电子雷管识别码采集装置102、打印设备103、证书数据采集装置105。
网络接口106是Internet、WLAN、GSM、CDMA、PHS以及PSTN通信模式中的一种或多种。
本发明还提供一种新型数码电子雷管监管方法，包含流通监管方法与爆破监管方法。
如图3所示，流通监管方法包含审批过程、监管执行过程。在进行审批过程时，首先进行网上申请，比如雷管生产厂商，计划生产一批雷管时，需要网上申请，提交需要向某个芯片供应商采购多少芯片，其芯片识别码是什么等相关信息的申请，然后监管系统根据相关信息审核是否符合相关要求，进行及时批复，并通过数字证书技术，把相关信息进行加密生产一种数字证书，通过网上回传给申请单位，申请单位不需要到相关部门取相关纸质证书，只需要根据下载的数字证书通过打印设备把数字证书打印出来，利用数字证书授权等相关技术，保证数字证书只能打印一次，这样既保证了数据的安全，而且也节省了审批时间；如果审批信息不符合相关要求，比如使用单位要爆破某个矿山，远程监管系统发现该爆破不符合国家资源或者环境要求，因此拒绝下发数字证书和起爆口令的相关信息。
在监管执行的过程中，主要是针对数码电子雷管在流通过程中的监管检查，包括生产单位、运输单位、销售单位、使用单位在交易和流通各个环节中进行不定期的检查和路查；比如在数码电子雷管交易和运输过程中，采购和运输单位打印远程监管系统审批下发的有效数字证书，然后在交易和运输过程中，出示该有效数字证书，证书数据采集装置采集识别数字证书的数据，这些数据是经过加密技术处理的，必须是监管系统授权的装置才能解密并读取正确信息，相关操作人员对其证书实物和证书授权信息进行比对，检查是否相符，同样相关执法部门在进行路查时，执法人员同样有监管系统授权的证书数据采集装置，对数字证书的数据进行验证，并检验证书实物与授权信息是否相符。
此外，在数码电子雷管流通过程中，相关节点有相关数码电子雷管识别码采集装置对数码电子雷管的识别码进行采集，并把这些信息及时上传给远程监管系统，这样远程监管系统就知道这些数码电子雷管什么时间、在什么地方，而且可以根据与系统数据库的数据进行比对，知道该物品是否在合适的时间和地点出现，基本上可以做到远程监管系统后台可视化，从而实现对数码电子雷管等敏感物品进行有效监管和控制。
如图4所示，爆破监管方法，包含数据采集过程、数据传输过程、监管执行过程。数据采集过程就是把需要监管的相关信息首先进行采集，并存入远程监管系统的数据库，然后在相关检查环节进行对比，该物品是否合法，针对数据采集过程以雷管生产为例进行说明：即数码电子雷管厂商在数码电子雷管出厂时，将数码电子雷管的相关生产信息写入数码电子雷管里，形成雷管生产识别码，并将数码电子雷管生产识别码上传到远程监管系统的数据库，同时形成与雷管芯片识别码的一一映射关系，这样监管系统有了数码电子雷管的初始数据信息，可以在相关单位进行数码电子雷管交易或运输时，采集数码电子雷管的数据，并与数据库中的数据进行比对，判断交易或运输是否合法。
数据传输过程，主要是爆破时间信息、位置信息、起爆口令的传输，一般，远程监管系统集中在某国家监管单位，各爆破公司或者单位需要从远程监管系统获得合法授权的爆破时间信息、位置信息、起爆口令信息等，因此需要通过互联网等手段远程传输这些信息，而传输这些信息必须安全，防止被非法盗用或者篡改，因此数据必须加密传输，而且也要求对传输的设备之间进行身份认证，才能把这些信息安全传输到目标起爆器中，用于进一步爆破执行操作。
监管执行过程，包含爆破设计步骤、爆破设计任务分解步骤、设计任务执行步骤、爆破时间与爆破位置信息验证步骤、起爆口令验证步骤、雷管同步与测试步骤、起爆步骤、数据备份与回传步骤；其目的是数码电子雷管的起爆必须受监管系统的控制，即数码电子雷管的起爆口令，只有监管系统掌握，监管系统授权下，起爆器/编程器对数码雷管进行编程、测试、起爆验证后发起起爆命令进行爆破。
由上述技术方案可知，本发明采用远程监管系统控制数码电子雷管、起爆器/编程器的生产、流通、使用过程，对流通与爆破方法进行严格监管，实现对数码电子雷管、起爆器/编程器的使用时间、使用地点、起爆合法授权的全程监管，具有可追溯性，保证爆破安全。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。