[发明专利]一种北斗卫星雷管集成电路和方法

权利要求书

1.一种北斗卫星雷管集成电路，其特征在于：包括带RFID标签的雷管、北斗雷管起爆控制器、北斗雷管采集器、电池底座和主控制器的集成电路；

RFID标签集成于雷管内，北斗雷管起爆控制器、北斗雷管采集器和主控制器的电池集中在电池底座上；电池底座上设有多个电气接口，包括电源输出线路和通信总线；

电池底座中设有管理IC，每路电源输出都用MOS管控制，主控制器发送指令给电池底座，控制每个模块工作电源，在相应模块不需要工作的时候直接切断模块电源输出；

电池底座中每路电源输出的正极端都有设有PMOS管作为电源开关，保护电阻一端与Power EN引脚以及上拉电阻连接，另一端与PMOS管基极引脚连接，用于限制PMOS管基极流入电流；上拉电阻一端与PMOS管源极引脚连接，另一端还与电池连接，模块供电端与PMOS管漏极引脚连接，Power EN引脚由电池底座控制板内MCU控制，当Power EN引脚为低时，此路电源输出；

北斗雷管采集器包括MCU、FLASH、RAM、电源管理电路、RFID读写模块、加解密电路和接口电路；

FLASH和RAM通过总线与MCU连接，电源管理电路将12V输入电源转换成电路内部各芯片电路运行需要的5V、3.3V、1.8V电源；RFID读写模块与标签电路通信并将数据在采集器MCU和RFID标签芯片之间传输；加解密电路将在总线上传输的敏感数据进行加解密；接口电路与电池底座之间进行电源传输和数据传输；

北斗雷管起爆控制器包括MCU、FLASH、RAM、低压电源管理电路、高压充放电管理电路、加解密电路、接口电路和按键电路；

北斗雷管起爆控制器操作权限由主控制器控制，接收从主控制器发送的加密过的起爆控制指令，按要求起爆雷管；

FLASH和RAM通过总线与MCU连接，低压电源管理电路将12V输入电源转换成电路内部各芯片电路运行需要的5V、3.3V、1.8V电源；高压充放电管理电路则将输入的12V电源升压到起爆雷管需要的1000V~1800V电压，并对管理起爆电容的充放电工作；

加解密电路将在总线上传输的敏感数据进行加解密，接口电路与电池底座之间进行电源传输和数据传输，按键电路与起爆控制器控制按钮连接；

主控制器与RFID读写模块通信采集雷管RFID唯一标识码，并控制起爆控制器权限；

主控制器包括MCU、FLASH、RAM、电源管理电路、卫星定位系统、加解密电路、有线接口电路、无线通信接口电路、身份识别单元和机接口单元；FLASH和RAM通过总线与MCU连接。

2.根据权利要求1所述的北斗卫星雷管集成电路，其特征在于：北斗雷管采集器通过接口电路取得电源输入开始工作， RFID读写模块按主控制器指令采集雷管RFID唯一标识码，并通过加解密电路加密采集到的雷管身份数据，北斗雷管采集器通过接口电路中的通信总线按通信协议将密文数据传输至主控制器。

3.根据权利要求1所述的北斗卫星雷管集成电路，其特征在于：主控制器电源管理电路包括DC-DC降压电路、低压差线性稳压电路、电池充放电管理电路和起爆高压升压充电管理电路。

4.根据权利要求1所述的北斗卫星雷管集成电路，其特征在于：人机接口单元包括显示屏、数码管、LED灯、触摸屏、按键。

5.根据权利要求1所述的北斗卫星雷管集成电路，其特征在于：主控制器包括真随机数发生器、密码算法单元、动态信息生成单元和无线射频通信单元；

真随机数发生器在密码算法单元中提供动态随机数，生成动态密钥和辅助动态信息生成单元工作；

动态信息生成单元生成动态防伪信息，将集成电路内的位置信息、雷管RFID唯一标识码、集成电路内存储的其他敏感信息与随机数组合再对外通信，防止集成电路信息明文传输不安全暴露；

密码算法单元对敏感存储信息加密，生成动态密文，敏感存储信息包括集成电路的UID和位置信息。

6.一种北斗卫星雷管集成方法，其特征在于：适用于权利要求1-5任一项所述的北斗卫星雷管集成电路，该方法包括：

将北斗雷管起爆控制器、北斗雷管采集器和主控制器的电池集中在电池底座上；所有显示屏和操作按钮集成在主控制器中；所有卫星定位系统集成在主控制器中；

电池底座中，每路电源输出都用MOS管控制，主控制器发送指令给电池底座，控制每个模块工作电源，在相应模块不需要工作的时候直接切断模块电源输出。