本實用新型涉及煙爐遠程通信控制技術領域，是一種碘化銀煙爐遠程控制裝置。

背景技術：

目前人工增水作業(yè)通常采用火箭和高炮的形式，給航運和地面人員安全帶來諸多隱患，無法實時操作，作業(yè)流程較復雜，滿足不了人影的需求，業(yè)務的需要。

在迫切需要增水的旱季，能夠滿足人工增水的天氣條件本身就非常稀少，再加上因為作業(yè)空域不好申請等問題，目前主要采用的火箭增雨方式常常會失去了最佳作業(yè)時機，實施此項目可以全天候、全方位實施人工增水，有效提高人影裝備的利用率，盡可能避免錯失作業(yè)良機。

急需增水作業(yè)的地區(qū)（新疆、甘肅等西北地區(qū)，云南、西藏等西南地區(qū)）地理環(huán)境及氣候條件比較特殊，引進的地面碘化銀煙爐普遍存在通訊故障、電瓶無法供電等現(xiàn)象，絕大多數(shù)地面碘化銀煙爐都成了擺設，根本就沒發(fā)揮作用，現(xiàn)在迫切需要具備全天候無盲區(qū)的煙爐系統(tǒng)解決目前設備存在的狀況，改善作業(yè)條件?？茖W作業(yè)的需要。

從現(xiàn)有布設的煙爐運行情況來看，由于通信網絡的限制煙爐的布放位置不合理，導致地面碘化銀煙爐發(fā)生器所燃放的碘化銀催化劑不能有效地播撒到云系最佳催化位置，燃放時機不符合降水云體催化演變的規(guī)律，影響了作業(yè)效果?，F(xiàn)有煙爐主要存在以下問題：布設點受通信網絡限制(主要是手機短信、手動方式控制)，點燃成功率低；因通信網絡限制無法根據增水需求建設站點；多點分散控制機制，未形成平臺化集中控制管理。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型提供了碘化銀煙爐遠程控制裝置，克服了上述現(xiàn)有技術之不足，其能有效解決現(xiàn)有技術中存在的煙爐布設受通信網絡的限制無法根據需求建設煙爐站點的問題以及現(xiàn)有技術中煙爐為分散控制機制不能同時點燃多個煙爐且點燃成功率低的問題。

本實用新型的技術方案是通過以下措施來實現(xiàn)的：一種碘化銀煙爐遠程控制裝置包括供電模塊、電池存儲模塊、點火控制模塊、通信控制模塊和煙爐陣模塊，供電模塊與電池存儲模塊電連接，點火控制模塊的一端與通信控制模塊電連接，點火控制模塊的另一端與煙爐陣模塊電連接，通信控制模塊的另一端與電池存儲模塊電連接；供電模塊包括風桿、風力發(fā)電機和光伏發(fā)電組件，光伏發(fā)電組件包括至少兩個太陽能電池板，太陽能電池板均固定安裝在風桿的中上部，風力發(fā)電機固定安裝在風桿的頂部。

下面是對上述發(fā)明技術方案的進一步優(yōu)化或/和改進：

上述點火控制模塊可包括通道采集電路、點火通道控制電路、通信接口電路和中央處理器，所述的通信接口電路包括CAN電平轉換單元、CAN接口保護單元和CAN接口單元，通道采集電路的輸出端與中央處理器的輸入端電連接，中央處理器的輸出端與點火通道控制電路電連接，中央處理器的發(fā)送接口與CAN電平轉換單元的輸入端電連接，CAN電平轉換單元與CAN接口保護單元電連接，CAN接口保護單元與CAN接口單元電連接，CAN電平轉換單元的輸出端與中央處理器的接收接口電連接。

上述點火控制模塊還可包括人機交互界面，人機交互界面與中央處理器電連接，人機交互界面包括數(shù)碼計數(shù)器、LED指示燈和控制按鈕，數(shù)碼計數(shù)器的一端與LED指示燈電連接，數(shù)碼計數(shù)器的另一端與控制按鈕電連接。

上述通信控制模塊可包括ARM處理器、GPRS通信單元、北斗通信單元、局域網組網單元、電源管理單元和存儲單元，GPRS通信單元與ARM處理器之間電連接，北斗通信單元與ARM處理器之間電連接，局域網組網單元與ARM處理器之間電連接，電源管理單元與ARM處理器之間電連接，存儲單元與ARM處理器之間電連接；或/和，電源管理單元包括風光互補控制器和AC/DC轉換單元，風光互補控制器的輸入端分別與風力發(fā)電機和光伏組件電連接，風光互補控制器的輸出端與AC/DC轉換單元輸入端電連接。

上述通信控制模塊通過CAN總線和電源總線電連接有10套點火控制模塊；或/和，煙爐陣模塊有10臺煙爐且煙爐的排列方式為：第一排5臺煙爐，第二排3臺煙爐，第三排2臺煙爐。

上述太陽能電池板可為3個，第一個太陽能電池板為40W，固定安裝在風桿的南偏東45°上，仰角為60°；第二個太陽能電池板為80W，安裝在風桿的正南方向上，仰角為45°；第三個太陽能電池板為40W，安裝在風桿的南偏西45°上，仰角為60°。

本實用新型通過點火控制模塊實現(xiàn)對煙爐64通道煙條管理、控制功能；通過CAN局域網組網接口能夠實現(xiàn)煙條有無狀態(tài)檢查與檢測功能；通過人機交互界面，可直觀查看和控制煙爐煙條的使用狀態(tài)。通信控制模塊實現(xiàn)了北斗通信和GPRS通信兩種通信方式融合在碘化銀地面煙爐設施上的應用，采用自動通信仲裁，可根據具體通信鏈路信號狀態(tài)完成自動信息傳輸切換，實現(xiàn)同時點燃多個煙爐，無需人工手動切換；通信控制模塊還實現(xiàn)了自動故障診斷和系統(tǒng)恢復功能，能夠實施監(jiān)測、記錄系統(tǒng)運行狀態(tài)，發(fā)生故障時系統(tǒng)可自動重啟恢復。光伏組件具備多方位角采光功能，有效提高太陽光的利用率。風光互補控制裝置能夠實現(xiàn)對光伏組件、風力發(fā)電機、電池和負載狀態(tài)的監(jiān)測和保護功能，具有較高的供電可靠性。

附圖說明

附圖1為本實用新型的結構示意圖。

附圖2為本實用新型點火控制器模塊電路圖。

附圖3為本實用新型通信控制模塊電路圖。

附圖4為本實用新型太陽能電池板安裝示意圖。

附圖5為本實用新型通信控制模塊自主協(xié)議擴展數(shù)據幀格式圖。

附圖6為本實用新型點火控制模塊點火指令協(xié)議格式圖。

附圖7為本實用新型人機交互界面顯示圖。

附圖中的編碼分別為：1為電池存儲模塊，2為風桿，3為風力發(fā)電機，4為太陽能電池板，5為煙爐。

具體實施方式

本實用新型不受下述實施例的限制，可根據本實用新型的技術方案與實際情況來確定具體的實施方式。

在本實用新型中，為了便于描述，各部件的相對位置關系的描述均是根據說明書附圖1的布圖方式來進行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置關系是依據說明書附圖的布圖方向來確定的。

下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步描述：

如附圖1、2所示，一種碘化銀煙爐遠程控制裝置，包括供電模塊、電池存儲模塊1、點火控制模塊、通信控制模塊和煙爐陣模塊，供電模塊與電池存儲模塊1電連接，點火控制模塊的一端與通信控制模塊電連接，點火控制模塊的另一端與煙爐陣模塊電連接，通信控制模塊的另一端與電池存儲模塊1電連接；供電模塊包括風桿2、風力發(fā)電機3和光伏發(fā)電組件，光伏發(fā)電組件包括至少兩個太陽能電池板4，太陽能電池板4均固定安裝在風桿2的中上部，風力發(fā)電機3固定安裝在風桿2的頂部。

這里，碘化銀煙爐遠程控制裝置的供電工作流程為：第一步，通過光伏組件或風力發(fā)電機3產生電能；第二步，通信控制模塊中風光互補裝置收集電能并將電能存儲在電池存儲模塊1中；第三步，風光互補控制器的負載輸出端與AC/DC轉換器輸入端電連接，AC/DC轉換單元將來自電池存儲模塊1的電能穩(wěn)定在直流24V的狀態(tài)；第四步，通過電源總線向點火控制模塊供電。

可根據實際需要，對上述碘化銀煙爐遠程控制裝置作進一步優(yōu)化或/和改進：

如附圖1、2所示，點火控制模塊包括通道采集電路、點火通道控制電路、通信接口電路和中央處理器，所述的通信接口電路包括CAN電平轉換單元、CAN接口保護單元和CAN接口單元，通道采集電路的輸出端與中央處理器的輸入端電連接，中央處理器的輸出端與點火通道控制電路電連接，中央處理器的發(fā)送接口與CAN電平轉換單元的輸入端電連接，CAN電平轉換單元與CAN接口保護單元電連接，CAN接口保護單元與CAN接口單元電連接，CAN電平轉換單元的輸出端與中央處理器的接收接口電連接。

這里，通道采集電路包括64個點火通道、電平轉換器、多路復用器、基準電源、比較器和與門邏輯控制器，電平轉換器的一端分別與中央處理器的8條地址線電連接，電平轉換器的另一端與多路復用器的一端電連接，多路復用器的另一端分別與64個點火通道電連接，比較器的輸入端與多路復用器電連接，比較器的輸出端和與門邏輯控制器的輸入端電連接，與門邏輯控制器的輸出端與中央處理器的中斷接口電連接。實際工作中，通道采集電路用于管理煙爐5煙條有無狀態(tài)，具體工作方式為：電路中8位地址線的高4位用于4片多路復用器的片選信號，低4位用于每片多路復用器的通道選擇。來自CAN接口單元的采集指令觸發(fā)采集通道后，中央處理器通過8位地址線（地址線1至地址線8）逐次輪詢64個通道并選通其一，經過后級比較器和四輸入與門向中央處理器發(fā)送如下信號：通道上有煙條，中斷引腳輸出低電平（此時比較器輸出低電平）；通道上無煙條，中斷引腳輸出高電平（此時比較器輸出高電平），無通道選通時中斷引腳輸出高電平（此時比較器輸出高電平），因此中央處理器只需簡單的監(jiān)測中斷引腳的電平狀態(tài)即可判斷煙條的有無。中央處理器即為附圖1中的CPU處理電路。

這里，點火通道控制電路包括64個與點火通道相對應的點火通道控制模塊，點火通道控制模塊包括光電耦合器、MOS開關管、二極管、接線端子和外接電源端，中央處理器與光電耦合器的輸入端電連接，光電耦合器的輸出端與MOS開關管的一個輸入端電連接，MOS開關管的另一個輸入端與外接電源端電連接，MOS開關管的輸出端與二極管的一個輸入端電連接，二極管的另一個輸入端與接線端子電連接。這里，點火通道控制模塊為64個獨立的開關控制結構，各個通道采用獨立硬件控制結構，各通道之間絕對獨立，一個通道出現(xiàn)故障不會影響其它通道的正常工作。外接電源端為12V的直流電壓。中央處理器和各點火通道之間的控制采用光電隔離，防止因高壓側的點火通道故障而燒毀整個中央處理器，提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。點火通道控制電路用于對煙條進行點火控制，具體工作方式為：中央處理器通過CAN接口單元接收到點火指令后（指令中包含待點燃數(shù)據）觸發(fā)點火通道并打開點火通道的MOS開關管，將12V的直流電壓通往碘化銀煙條，從而激發(fā)碘化銀煙條點燃。

如附圖2、7所示，點火控制模塊還包括人機交互界面，人機交互界面與中央處理器電連接，人機交互界面包括數(shù)碼計數(shù)器、LED指示燈和控制按鈕，數(shù)碼計數(shù)器的一端與LED指示燈電連接，數(shù)碼計數(shù)器的另一端與控制按鈕電連接。在實際工作使用時，LED指示燈顯示煙爐5各煙管的當前工作狀態(tài)是否有煙條，LED指示燈亮：表示有煙條，LED指示燈滅：表示無煙條；數(shù)碼計數(shù)器表示手動執(zhí)行點火的點煙條數(shù)；控制按鈕包括查詢按鍵、裝載按鍵、點火按鍵和數(shù)量設置按鍵，查詢按鍵用于查詢煙爐5內當前煙條有無狀態(tài)，裝載按鍵用于重新裝載煙條，點火按鍵用于手動執(zhí)行點火操作，煙條數(shù)量設置按鍵分為向上設置按鍵和向下設置按鍵，均用于設置點煙的條數(shù)。

如附圖5所示，中央處理器的自主協(xié)議擴展數(shù)據幀格式為通過標準CAN擴展格式的仲裁段再次分段擴展方式完成，擴展內容存在于標準CAN協(xié)議的仲裁段，擴展內容包括：地址段（占據11bit）、標示符（占據5bit）、偏移值（占據5bit）、標志符（占據2bit）、功能碼（占據5bit）。

這里，地址段：指示當前點火控制器的尋址信息；標示符：表示數(shù)據包共包括多少分幀組成（最大32分幀）；偏移值：該分幀在數(shù)據包中的具體位置（最大值31）；標志符：指示該分幀后是否還有其它分幀（0：無分幀，1：有分幀）；功能碼：指示該數(shù)據攜帶的功能信息，0x00：表示查詢指令，0x06：表示點火指令，0x0A：為煙爐5狀態(tài)指令，0x0B：為應答指令。

這里，中央控制器執(zhí)行自主擴展協(xié)議的操作步驟為：第一步，取出地址段；第二步，解析數(shù)據包，根據標識符、偏移值和標識符3個字段完成；第三步，判斷功能碼；第四步，發(fā)送控制命令至點火通道控制電路或查詢通道電路完成煙爐5的點火或查詢操作。

如附圖1、3所示，通信控制模塊包括ARM處理器、GPRS通信單元、北斗通信單元、局域網組網單元、電源管理單元和存儲單元，GPRS通信單元與ARM處理器之間電連接，北斗通信單元與ARM處理器之間電連接，局域網組網單元與ARM處理器之間電連接，電源管理單元與ARM處理器之間電連接，存儲單元與ARM處理器之間電連接；或/和，電源管理單元包括風光互補控制器和AC/DC轉換單元，風光互補控制器的輸入端分別與風力發(fā)電機3和光伏組件電連接，風光互補控制器的輸出端與AC/DC轉換單元輸入端電連接。

這里，GPRS通信單元和北斗通信單元均為現(xiàn)有公知技術；在實際工作過程中，北斗通信單元采用SCCBD-YHJ-1001型號的北斗用戶機；采用北斗通信和GPRS通信兩種通信方式，實現(xiàn)了多種通信控制方式融合方案在碘化銀地面煙爐5設施上的應用；ARM處理器采用自動仲裁指令協(xié)議根據具體通信鏈路信號狀態(tài)完成自動信息傳輸切換，無需人工手動切換，使用便捷。工作時,ARM處理器接收北斗鏈路和GPRS鏈路的點火指令后按照北斗和GPRS融合通信協(xié)議解析并判斷該指令是否為控制中心下發(fā)的同一條操作指令，若為同一條操作指令，則丟棄GPRS鏈路指令并只響應北斗指令。這里的控制中心是指遠程控制服務器，遠程控制服務器下發(fā)的控制命令由工作人員根據需求進行下發(fā)，遠程控制服務器為現(xiàn)有公知技術。

如附圖6所示，通信控制模塊采用北斗通信和GPRS通信融合的通信方式，北斗、GPRS融合通信的通信處理采用自動仲裁機制，自動仲裁機制的點火協(xié)議指令格式包括指令段、地址段1至地址段10、數(shù)據段1至數(shù)據段10和指令仲裁段。

這里，指令段：指示當前指令類型；地址段1至地址段10：指示響應該指令的煙爐5鏈接地址，與數(shù)據段1至數(shù)據段10一一對應；數(shù)據段1至數(shù)據段10：指示各煙爐5需點火的煙條個數(shù)，與地址段1至地址段10一一對應；指令仲裁段：指示當前該指令的總排序。

這里，自動仲裁機制的點火指令協(xié)議的處理過程為：第一步,ARM處理電路提取協(xié)議中的指令仲裁段內容并和本地存儲的上次指令仲裁段進行異或運算；第二步，異或運算的結果為0，則判斷當前接收的來自北斗鏈路或GPRS鏈路的指令為重復指令并舍棄不做解析處理，若運算結果不為0則判斷當前接收的來自北斗鏈路或GPRS鏈路的指令為最新操作指令并更新本地存儲的指令仲裁段；第三步，對指令進行解析處理，通過CAN局域網控制指令中各地址段指示的煙爐5進行點火操作。

如附圖1、3所示，所述的通信控制模塊通過CAN總線和電源總線電連接有10套點火控制模塊；或/和，煙爐陣模塊有10臺煙爐5且煙爐5的排列方式為：第一排5臺煙爐5，第二排3臺煙爐5，第三排2臺煙爐5。

如附圖4所示，所述的太陽能電池板4為3個，第一個太陽能電池板4為40W，固定安裝在風桿2的南偏東45°上，仰角為60°；第二個太陽能電池板4為80W，固定安裝在風桿2的正南方向上，仰角為45°；第三個太陽能電池板4為40W，固定安裝在風桿2的南偏西45°上，仰角為60°。這里，第一個太陽能電池板4用于接收10點的太陽光，第二個太陽能電池板4用于接收12點的太陽光，第三個太陽能電池板4用于接收14點的太陽光。

以上技術特征構成了本實用新型的實施例，其具有較強的適應性和實施效果，可根據實際需要增減非必要的技術特征，來滿足不同情況的需求。

本實用新型最佳實施例的工作過程，包括以下步驟：

第一步，使用通信控制模塊通過北斗鏈路或GPRS鏈路接收來自控制中心的操作指令，之后進入第二步；

第二步，通過通信控制模塊的ARM處理器對操作指令進行解析和尋址操作并將指令傳送至CAN數(shù)據總線上，之后進入第三步；

第三步，通過點火控制模塊接收CAN數(shù)據總線上的數(shù)據并判斷地址是否為本機地址，若為本機地址則解析CAN總線數(shù)據，執(zhí)行點火操作或者查詢操作；若不是本機地址則忽略。