[發明專利]農業機械作業參數綜合監測平臺及使用方法

無效

• 申請號: 201310358877.3
• 申請日: 2013-08-18
• 公開（公告）號: CN103453933A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 賈洪雷;馮先臻;齊江濤;范旭輝;莊健;姜鑫銘
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 邵銘康;朱世林

技術領域

本發明屬于農業機械測試技術領域，尤其涉及一種對農業機械的多種作業參數進行監測的綜合監測平臺及使用方法。

背景技術

農業機械在作業的過程中的作業參數與狀況直接影響其作業的質量。為了保證農業機械的作業質量，需要在農業機械作業過程中對機具總體，以及核心部件性能參數進行實時的監測。

目前，部分的農業機械已有相關的研究人員研制了專用的監測（或監控）系統。例如，針對變量施肥、變量噴藥等變量作業的變量作業控制系統；針對播種機作業狀況監測的漏播監測系統；針對聯合收獲機的運轉狀況的收獲機參數監測系統等等。對于科研院所以及研究機構來講，對每一種機具都開發一種配套的監測系統，不僅造成了資源的浪費，更重要的是每次都需要進行監測系統硬件和軟件的設計，需要較長開發的周期。但由于農業機械的種類繁多，不同的作業機器的執行機構又有著較大的差異，制作一個涵蓋所有農機具的監測系統是不易于實現的。

發明內容

針對上述問題，本發明提出使用農業機械作業參數綜合監測平臺及使用方法，用以實現農業機械作業參數的監測。

本發明的農業機械作業參數綜合監測平臺由主節點A、功能節點ⅠB、功能節點ⅡC、功能節點ⅢD......功能節點nN、終端電阻Ⅰ5、CANH線6、CANL線7和終端電阻Ⅱ8組成，其中功能節點ⅠB、功能節點ⅡC、功能節點ⅢD......功能節點nN與主節點A經由CANH線6和CANL線7組成的CAN總線（Controller?Area?Network，控制器局域網絡）連接，終端電阻Ⅰ5和終端電阻Ⅱ8分別并聯于CAN總線兩端。

所述的功能節點ⅠB由CAN接口Ⅱ9、微控制器Ⅱ10、執行機構Ⅰ11和傳感器Ⅰ12組成，其中執行機構Ⅰ11和傳感器Ⅰ12與微控制器Ⅱ10連接，微控制器Ⅱ10經CAN接口Ⅱ9與CAN總線連接。

所述的功能節點ⅡC由CAN接口Ⅲ13、微控制器Ⅲ14、執行機構Ⅱ15和傳感器Ⅱ16組成，其中執行機構Ⅱ15和傳感器Ⅱ16與微控制器Ⅲ14連接，微控制器Ⅲ14經CAN接口Ⅲ13與CAN總線連接。

所述的功能節點ⅢD由CAN接口Ⅳ17、微控制器Ⅳ18、執行機構Ⅲ19和傳感器Ⅲ20組成，其中執行機構Ⅲ19和傳感器Ⅲ20與微控制器Ⅳ18連接，微控制器Ⅳ18經CAN接口Ⅳ17與CAN總線連接。

所述的功能節點nN由CAN接口n21、微控制器n22、執行機構n23和傳感器n24組成，其中執行機構n22和傳感器n24與微控制器n22連接，微控制器n22經CAN接口n21與CAN總線連接。

所述的功能節點B-N用于實現特定工作任務。所述的主節點A用于作業信息人機交互。功能節點B-N與主節點A之間通過CAN總線進行連接。

所述的主節點A由觸摸屏1、工控機2和微控制器Ⅰ3組成，其中觸摸屏1通過數據線與工控機2連接，工控機(2)與微控制器Ⅰ(3)相連接，微控制器Ⅰ(3)經CAN接口Ⅰ4與由CANH線6和CANL線7組成的CAN總線連接。所述的工控機1上運行由組態軟件編寫的監測程序軟件，可以通過組態監測軟件完成作業之前的作業參數初始化工作。在機具作業的過程中通過組態監測軟件顯示作業過程中作業機具的作業參數信息。監測軟件不僅具有清晰地圖表顯示功能還具有完備的的文件存儲能力，可以根據用戶的選擇將作業參數的關鍵數據存儲到工控機或者移動存儲設備上。

所述的功能節點（包括：功能節點ⅠB、功能節點ⅡC、功能節點ⅢD......功能節點nN）由各功能節點的CAN接口、功能節點微控制器、實現特定任務的執行機構和用于信息采集的傳感器組成。其中執行機構和傳感器與微控制器連接，微控制器經CAN接口與CAN總線連接。CAN接口由CAN控制器和CAN收發器組成，CAN控制器可以由帶有CAN控制器的微控制器提供或者由獨立的CAN控制器提供。執行機構和傳感器不是功能節點所必須的，可以根據節點的任務要求增加或者刪除。

所述的主節點微控制器Ⅰ3處理CAN總線上由各功能節點發送來的信息。主節點微控制器Ⅰ3將CAN總線上的信息識別以后，進行通訊協議的轉換，之后發送給工控機2。

所述的主節點微控制器Ⅰ3與工控機2之間通過RS-232協議進行通訊。

所述的觸摸屏1與工控機2通過數據線進行連接。

所述的終端電阻Ⅰ5和終端電阻Ⅱ8并聯于由CANH線6和CANL線7組成的CAN總線，其電阻值為120歐，實際的系統中可根據系統的具體結構進行電阻值的匹配。

所述的系統平臺節點間的CAN通訊部分使用符合ISO11783協議的通訊方式。