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

1、《中國制造2025》把農(nóng)業(yè)機械作為十大領(lǐng)域之一，提出大力開發(fā)收獲機械等先進裝備，并且要求提高農(nóng)業(yè)機械的數(shù)據(jù)采集、高端分析和精確作業(yè)能力?；贑AN總線的谷物聯(lián)合收割機模塊化智能監(jiān)測系統(tǒng)是在現(xiàn)有機械基礎(chǔ)上進行升級，其提高了智能化水平，響應(yīng)了國家的號召，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。
　　本文首先對系統(tǒng)的需求進行分析，確定系統(tǒng)的開發(fā)要求。在對谷物聯(lián)合收割機作業(yè)過程分析的基礎(chǔ)上

2、，選擇監(jiān)測系統(tǒng)的檢測參數(shù)?；谙到y(tǒng)的需求，設(shè)計了以速控HC-Suk070-C為上位機，以STC89C52單片機為下位機，以CAN總線為通訊總線的整體控制方案。
　　本文對轉(zhuǎn)速檢測、扭矩檢測、割臺高度自動檢測與控制、谷物產(chǎn)量檢測四個功能模塊進行理論分析，明確各個模塊實現(xiàn)的功能并制定對應(yīng)的控制方案。結(jié)合谷物聯(lián)合收割機的結(jié)構(gòu)特點，對每一部分進行機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，對信號處理方法以及控制算法進行選取，并進行相關(guān)電路的設(shè)計。
　　本文針對監(jiān)

3、測系統(tǒng)的整體方案，對下位機通過Keil4進行C語言編程;對上位機通過HMIEditor進行系統(tǒng)設(shè)計。下位機主要實現(xiàn)5路速度值、扭矩值、割臺高度值、谷物產(chǎn)量值、谷物含水率以及聯(lián)合收割機行進速度等參數(shù)的采集、計算以及傳輸。上位機主要實現(xiàn)對下位機傳輸?shù)男畔⑦M行接收與解析，通過不同的系統(tǒng)界面進行展示，當發(fā)生故障時能夠進行報警提示與記錄。
　　本文對系統(tǒng)的CAN通訊從硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩部分進行了研究。硬件設(shè)計中選用MCP2515為CAN控

4、制器，以TJA1050為CAN收發(fā)器，并進行CAN通訊的電路設(shè)計。軟件設(shè)計中在標準數(shù)據(jù)幀的基礎(chǔ)上，制定了CAN通訊的協(xié)議，并對CAN發(fā)送過程進行了分析，通過C語言進行通訊程序編寫。
　　本文最后對開發(fā)的基于CAN總線的谷物聯(lián)合收割機模塊化智能監(jiān)測系統(tǒng)進行實驗測試。將開發(fā)的監(jiān)測系統(tǒng)安裝于山東巨明機械有限公司生產(chǎn)的4LZ-6.0系列谷物聯(lián)合收割機，通過實際測試，轉(zhuǎn)速檢測最大誤差為2％;扭矩檢測精度可達4％;割臺高度檢測誤差控制在4mm