基于CAN總線的谷物聯(lián)合收割機(jī)模塊化智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、《中國(guó)制造2025》把農(nóng)業(yè)機(jī)械作為十大領(lǐng)域之一，提出大力開發(fā)收獲機(jī)械等先進(jìn)裝備，并且要求提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的數(shù)據(jù)采集、高端分析和精確作業(yè)能力。基于CAN總線的谷物聯(lián)合收割機(jī)模塊化智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是在現(xiàn)有機(jī)械基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)，其提高了智能化水平，響應(yīng)了國(guó)家的號(hào)召，并且能夠?qū)⒆鳂I(yè)過程中的關(guān)鍵位置的狀態(tài)反饋給駕駛員，從而有效避免故障的發(fā)生，提高了工作效率。
　　本文首先對(duì)系統(tǒng)的需求進(jìn)行分析，確定系統(tǒng)的開發(fā)要求。在對(duì)谷物聯(lián)合收割機(jī)作業(yè)過程分析的基礎(chǔ)上

2、，選擇監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)參數(shù)?；谙到y(tǒng)的需求，設(shè)計(jì)了以速控HC-Suk070-C為上位機(jī)，以STC89C52單片機(jī)為下位機(jī)，以CAN總線為通訊總線的整體控制方案。
　　本文對(duì)轉(zhuǎn)速檢測(cè)、扭矩檢測(cè)、割臺(tái)高度自動(dòng)檢測(cè)與控制、谷物產(chǎn)量檢測(cè)四個(gè)功能模塊進(jìn)行理論分析，明確各個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)的功能并制定對(duì)應(yīng)的控制方案。結(jié)合谷物聯(lián)合收割機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)每一部分進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)信號(hào)處理方法以及控制算法進(jìn)行選取，并進(jìn)行相關(guān)電路的設(shè)計(jì)。
　　本文針對(duì)監(jiān)

3、測(cè)系統(tǒng)的整體方案，對(duì)下位機(jī)通過Keil4進(jìn)行C語言編程;對(duì)上位機(jī)通過HMIEditor進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。下位機(jī)主要實(shí)現(xiàn)5路速度值、扭矩值、割臺(tái)高度值、谷物產(chǎn)量值、谷物含水率以及聯(lián)合收割機(jī)行進(jìn)速度等參數(shù)的采集、計(jì)算以及傳輸。上位機(jī)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行接收與解析，通過不同的系統(tǒng)界面進(jìn)行展示，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)能夠進(jìn)行報(bào)警提示與記錄。
　　本文對(duì)系統(tǒng)的CAN通訊從硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分進(jìn)行了研究。硬件設(shè)計(jì)中選用MCP2515為CAN控

4、制器，以TJA1050為CAN收發(fā)器，并進(jìn)行CAN通訊的電路設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)中在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)幀的基礎(chǔ)上，制定了CAN通訊的協(xié)議，并對(duì)CAN發(fā)送過程進(jìn)行了分析，通過C語言進(jìn)行通訊程序編寫。
　　本文最后對(duì)開發(fā)的基于CAN總線的谷物聯(lián)合收割機(jī)模塊化智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試。將開發(fā)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝于山東巨明機(jī)械有限公司生產(chǎn)的4LZ-6.0系列谷物聯(lián)合收割機(jī)，通過實(shí)際測(cè)試，轉(zhuǎn)速檢測(cè)最大誤差為2％;扭矩檢測(cè)精度可達(dá)4％;割臺(tái)高度檢測(cè)誤差控制在4mm