论文部分内容阅读
《中国制造2025》把农业机械作为十大领域之一,提出大力开发收获机械等先进装备,并且要求提高农业机械的数据采集、高端分析和精确作业能力。基于CAN总线的谷物联合收割机模块化智能监测系统是在现有机械基础上进行升级,其提高了智能化水平,响应了国家的号召,并且能够将作业过程中的关键位置的状态反馈给驾驶员,从而有效避免故障的发生,提高了工作效率。本文首先对系统的需求进行分析,确定系统的开发要求。在对谷物联合收割机作业过程分析的基础上,选择监测系统的检测参数。基于系统的需求,设计了以速控HC-Suk070-C为上位机,以STC89C52单片机为下位机,以CAN总线为通讯总线的整体控制方案。本文对转速检测、扭矩检测、割台高度自动检测与控制、谷物产量检测四个功能模块进行理论分析,明确各个模块实现的功能并制定对应的控制方案。结合谷物联合收割机的结构特点,对每一部分进行机械结构设计,对信号处理方法以及控制算法进行选取,并进行相关电路的设计。本文针对监测系统的整体方案,对下位机通过Keil4进行C语言编程;对上位机通过HMIEditor进行系统设计。下位机主要实现5路速度值、扭矩值、割台高度值、谷物产量值、谷物含水率以及联合收割机行进速度等参数的采集、计算以及传输。上位机主要实现对下位机传输的信息进行接收与解析,通过不同的系统界面进行展示,当发生故障时能够进行报警提示与记录。本文对系统的CAN通讯从硬件设计和软件设计两部分进行了研究。硬件设计中选用MCP2515为CAN控制器,以TJA1050为CAN收发器,并进行CAN通讯的电路设计。软件设计中在标准数据帧的基础上,制定了CAN通讯的协议,并对CAN发送过程进行了分析,通过C语言进行通讯程序编写。本文最后对开发的基于CAN总线的谷物联合收割机模块化智能监测系统进行实验测试。将开发的监测系统安装于山东巨明机械有限公司生产的4LZ-6.0系列谷物联合收割机,通过实际测试,转速检测最大误差为2%;扭矩检测精度可达4%;割台高度检测误差控制在4mm以内;粮食产量检测测量误差为3.4%。实验结果表明,系统满足实际应用要求,为监测系统在联合收割机上的应用奠定了基础。