拖拉機控制局域網(wǎng)總線應用層協(xié)議研究與初步應用.pdf

1、近年來，以拖拉機為核心的我國農(nóng)業(yè)機械化事業(yè)迅速發(fā)展，農(nóng)機裝備總量、農(nóng)機作業(yè)水平、先進技術應用水平不斷提高，對促進糧食增產(chǎn)、農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增效發(fā)揮了重要作用。目前我國拖拉機在研究開發(fā)方面，跟隨著國外拖拉機的發(fā)展步伐，以及結合我國現(xiàn)代電子技術的發(fā)展與應用領域的拓展，在我國拖拉機上采用的電子技術是越來越廣泛。其中CAN總線在我國的應用研究才剛剛起步只是在近兩年內(nèi)才受一些高校（如中國農(nóng)業(yè)大學、南京農(nóng)業(yè)大學）和一些企業(yè)（如江蘇常發(fā)集團）等的關注。

2、為此，本文提出了一種我國拖拉機CAN總線傳輸?shù)膽脤訁f(xié)議，對其基本格式和數(shù)據(jù)特征對行了詳細描述，并以拖拉機液壓懸掛電子控制系統(tǒng)信號模擬試驗臺架為平臺來加以實踐和測驗，初步設計完成了我國拖拉機CAN總線應用層協(xié)議，并擬把CAN總線運用于我國拖拉機為最終研究目標。
　　 一、通過介紹、了解CAN2.0規(guī)范和目前國際上幾種常用的CAN總線應用層協(xié)議，特別是由美國農(nóng)業(yè)工程部提出并受到國際標準化組織采納的用于農(nóng)業(yè)機械方面的應用層協(xié)議SAE

3、 J1939，為提出拖拉機CAN應用層協(xié)議及其應用研究提供了理論基礎和一定的參考價值。
　　 二、通過前面的介紹、理解和分析我國拖拉機對CAN總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?、以及總線的工作條件和工作方式，確定了基于CAN2.0a的11位標準標識符的拖拉機CAN各節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)信息幀的身份碼(ID)由一級身份碼位段和數(shù)據(jù)特性碼位段兩部分組成；確定了基于CAN2.0b的29位擴展標識符的拖拉機CAN各節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)信息幀的身份碼(ID)由優(yōu)先權位段

4、、一級身份碼位段、二級身份碼位段和數(shù)據(jù)特性碼位段四部分組成；確定了所傳輸數(shù)據(jù)代碼編寫方法以及與CAN應用層協(xié)議相關的技術要求；并以此提出了我國拖拉機CAN總線的應用協(xié)議。
　　 三、在提出拖拉機CAN總線的應用協(xié)議的基礎之上，對C8051F040/1嵌入式單機內(nèi)部嵌入的CAN模塊相關控制器的讀、寫與控制原理的深入理解，按照前面協(xié)議的具體要求，以C8051F040/1嵌入式單機、飛利浦的CAN收發(fā)器82C250和光電隔離耦合器6N

5、137為核心元器件，研究設計了CAN應用層協(xié)議的具體硬件應用電路，研究設計了CAN應用層協(xié)議的具體應用程序：CAN系統(tǒng)初始化程序、CAN數(shù)據(jù)接收準備程序、CAN數(shù)據(jù)發(fā)送準備程序、CAN中斷發(fā)生程序和CAN節(jié)點身份碼ID識別程序。
　　 四、根據(jù)拖拉機液壓懸掛系統(tǒng)機-電-液一體化后的控制方式要求，以單片機C8051F040/1為主控制器，設計了基于CAN總線的拖拉機電控液壓懸掛電子控制系統(tǒng)，開發(fā)設計了系統(tǒng)的CAN網(wǎng)絡、硬件電路、以