基于CAN總線(xiàn)的拖拉機(jī)虛擬儀表系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化、GPS導(dǎo)航和遠(yuǎn)程控制等農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)程。特別是電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展及其在拖拉機(jī)上的應(yīng)用，提高了拖拉機(jī)的運(yùn)行性能和工作能力。國(guó)外已經(jīng)在拖拉機(jī)上運(yùn)用電子傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)和液晶數(shù)字虛擬顯示技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的研究和開(kāi)發(fā)，CAN總線(xiàn)技術(shù)在拖拉機(jī)上的應(yīng)用也日趨成熟。但在國(guó)內(nèi)，CAN總線(xiàn)技術(shù)和虛擬儀器技術(shù)在拖拉機(jī)上的應(yīng)用和研究尚處于探索階段。針對(duì)目前拖拉機(jī)傳統(tǒng)

2、儀表的局限性，本文提出了一種基于CAN總線(xiàn)的拖拉機(jī)虛擬儀表系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)合CAN總線(xiàn)技術(shù)和虛擬儀器技術(shù)，旨在改變拖拉機(jī)的數(shù)據(jù)通信方式和儀表顯示方式，同時(shí)也為今后在拖拉機(jī)上進(jìn)行更多的相關(guān)研究和應(yīng)用提供參考。
　　 根據(jù)由美國(guó)農(nóng)業(yè)工程部提出的用于農(nóng)業(yè)機(jī)械方面的應(yīng)用層協(xié)議SAE J1939，定義了拖拉機(jī)CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用層協(xié)議，并以此提出了基于CAN總線(xiàn)的拖拉機(jī)虛擬儀表系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。介紹了虛擬儀器技術(shù)及其相應(yīng)的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)

3、，確定了虛擬儀表軟件的開(kāi)發(fā)平臺(tái)和原則，提出了該軟件的總體設(shè)計(jì)流程。
　　 根據(jù)總體設(shè)計(jì)的要求及CAN總線(xiàn)的要求和特點(diǎn)，進(jìn)行了相應(yīng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。選用自帶CAN控制器的單片機(jī)C8051F040、CAN收發(fā)器PCA82C250和光電隔離耦合器6N137等為核心器件設(shè)計(jì)拖拉機(jī)CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的硬件結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)電路和儀表顯示節(jié)點(diǎn)電路。然后在硬件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，編制了CAN各節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用程序，從而完成該系統(tǒng)CAN模塊的設(shè)

4、計(jì)部分。根據(jù)虛擬儀器技術(shù)的要求和特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了虛擬儀表系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)流程，采用圖形化編程語(yǔ)言L(fǎng)abVIEW進(jìn)行虛擬儀表系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)了虛擬儀表系統(tǒng)顯示界面的技術(shù)路線(xiàn)，并結(jié)合人機(jī)工程學(xué)的原理，完成了虛擬儀表系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì)和程序編制。
　　 結(jié)合總體設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)了CAN節(jié)點(diǎn)電路的通信試驗(yàn)和拖拉機(jī)共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的虛擬儀表顯示試驗(yàn)。將發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)點(diǎn)電路與CAN分析儀、波形發(fā)生器等連接組成通信試驗(yàn)平臺(tái)，該試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)通信，