CN104156018B - 一种基于can总线的玉米收割机轴承监控预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于CAN总线的玉米收割机轴承监控预警系统，包括温度测试电路、数据处理电路和显示电路，温度测试电路中设置有中央控制器模块，CAN总线上设置有节点，温度测试电路对节点温度进行实时采集，中央控制器模块对CAN总线接收的信号进行处理，通过差分放大器和AD转换模块输出，显示电路包括显示处理电路和显示模块，显示处理电路将信号进行处理，通过显示模块实时显示测试节点的温度。各轴承所能承受的最大温度是预先设置好的，当某一个测试点的温度接近预定值时，蜂鸣器便会报警，显示屏上也会显示出此轴承的相关信息。司机可根据提示来调整机器，从而避免故障，提高作业效率。

Description

一种基于CAN总线的玉米收割机轴承监控预警系统

技术领域

本发明涉及一种监控预警系统，尤其涉及一种基于CAN总线的玉米收割机轴承监控预警系统。

背景技术

在玉米收获的季节需要用到玉米收割机，但玉米收割机的作业条件恶劣、环境温度高、灰尘大、连续作业时间长，机器容易发生故障，现有技术中并没有对应的解决办法，已经不能满足人们的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于CAN总线的玉米收割机轴承监控预警系统，能够大幅降低玉米收割机在作业过程中出现故障的概率，解决现有技术存在的缺憾。

本发明采用如下技术方案实现：

一种基于CAN总线的玉米收割机轴承监控预警系统，其特征在于，包括温度测试电路、数据处理电路和显示电路，所述温度测试电路中设置有中央控制器模块，所述中央控制器模块内置有数据处理单元和程序下载端口，中央控制器模块分别与CAN收发器、温度传感器模块和电源管理模块相连，所述CAN收发器与CAN总线相连，数据处理电路包括时钟电路、电源电路、复位电路、基于CAN总线的通信电路、串口通信电路，玉米收割机的轴承与所述温度测试电路相连，CAN总线上设置有节点，温度测试电路对节点温度进行实时采集，中央控制器模块对CAN总线接收的信号进行处理，通过差分放大器和AD转换模块输出，所述显示电路包括显示处理电路和显示模块，显示处理电路将信号进行处理，通过显示模块实时显示测试节点的温度。

进一步的，所述显示模块为工业显示屏。

进一步的，中央控制模块还连接着温度模块，CAN总线的通信电路连接显示模块。

本发明的有益技术效果是：系统基于CAN总线的温度测试监控系统，通过CAN总线将采集到的不同监测点的温度进行处理，CAN总线通信系统将这些温度信号通过信号处理电路处理后，最终将这些数据实时显示在显示屏上。各轴承所能承受的最大温度是预先设置好的，当某一个测试点的温度接近预定值时，蜂鸣器便会报警，显示屏上也会显示出此轴承的相关信息。司机可根据提示来调整机器，从而避免故障，提高作业效率。

附图说明

图1是监控预警系统的整体结构图。

图2是温度节点框图。

图3是显示节点框图。

具体实施方式

通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本发明，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本发明技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变和/或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本发明的技术方案所限定的保护范围。

一种基于CAN总线的玉米收割机轴承监控预警系统，包括温度测试电路、数据处理电路和显示电路，温度测试电路中设置有中央控制器模块，中央控制器模块内置有数据处理单元和程序下载端口，中央控制器模块分别与CAN收发器、温度传感器模块和电源管理模块相连，CAN收发器与CAN总线相连，数据处理电路包括时钟电路、电源电路、复位电路、基于CAN总线的通信电路、串口通信电路，玉米收割机的轴承与所述温度测试电路相连，CAN总线上设置有节点，温度测试电路对节点温度进行实时采集，中央控制器模块对CAN总线接收的信号进行处理，通过差分放大器和AD转换模块输出，显示电路包括显示处理电路和显示模块，显示处理电路将信号进行处理，通过显示模块实时显示测试节点的温度，显示模块为工业显示屏，中央控制模块还连接着温度模块，CAN总线的通信电路连接显示模块。

本发明的作业模式：温度测试节点的温度设置是灵活的。由于玉米收割机的各轴承作业方式的不同，所以其发出的热量也是不同的。本系统可以根据各轴承的实际作业情况来设定其温度额定值，当轴承的温升达不到额定值时，玉米收割机会正常作业，显示屏正常显示各轴承的温度情况；当某一轴承的温度的温升将接近额定值时，蜂鸣器会发出警报，并且显示屏上也将显示出这个轴承的温升的异常值。

本发明的设置模式：玉米收割机可以根据环境温度的不同来设置温度节点的温度。由于不同地区和不同时间，环境温度是不一样，所以可以设置不同的额定值。

本发明的休眠模式：玉米收割机在非作业期间由于客观环境原因，主要是阳光的照射，尤其是夏天，在太阳的照射下即便玉米收割机不工作轴承的各温度也会很高。这是就会启动休眠模式，即使温度达到了额定值也不会报警。

CAN总线可检测的节点可达到128个，在本实施例中使用的是20个，将这20个检测点安装在玉米收割机的20个重要轴承上进行温度的监控预警。只要温度值异常时，就会提示司机调整轴承的作业方式，从而有效保障了玉米收割机的正常作业。也大大提高了作业效率、节约时间和成本。

检测节点设计：基于CAN总线的检测点可由多个检测节点构成，这里以一个检测节点为例进行说明。检测单元由温度传感器、信号处理电路、通信接口和PIC18f26k80单片机构成。采用PT100温度传感器采集玉米收割机周围的温度，最终PIC18F26K80单片机将数字信号通过CAN总线发送出去。

显示节点设计：基于CAN总线的显示节点可由多个显示节点构成。在本实施例中只用了一个节点作为显示节点，工业显示屏将所有的检测节点的数据显示在上面。CAN总线将接收到的信号通过信号处理电路进行处理，处理后的信号由工业屏进行显示。

报警设置：通过对PIC18F26K80单片机进行软件编程便可设置不同轴承的温度值，即每个节点的温度预定值是不同的，可以根据实际的环境温度和玉米收割机的作业时间进行设置。当某个轴承的温度将要达到此值时，蜂鸣器便会报警，并且显示的温度值也会有异常值。这样司机就会根据提示信息来调整玉米收割机的作业状态，防止轴承出现故障。

CAN总线(Controller Area Network控制器局域网络)是目前运用最广泛的现场总线之一，它是一种多主总线，网络上任意一个节点均可以在任意时刻主动地向网络上的其他节点发送信息，而不分主从，节点之间有优先级之分，因而通信方式灵活；CAN可以点对点、一点对多点(成组)及全局广播等几种方式传送和接收数据；CAN采用非破坏性位仲裁技术，优先级发送，可以大大节省总线冲突仲裁时间，在重负荷下表现出良好的性能。最早运用于汽车工业，随着CAN总线技术的不断发展，其运用领域也得到不断的扩展。

在上述实施例的基础之上还可以做出进一步的改进：虽然CAN总线已经被广泛应用在各种类型的汽车上，但仍然存在仍具备隔离性能差、抗干扰能力弱的缺陷，因此有必要对其进行改造，以适用目前汽车上通信网络的使用需求，在本实施例中提供了一种玉米收割机总线适配电路，在该总线适配电路中设置有差分信号处理电路，用于将CAN网络信号进行试验匹配以及滤波处理，差分信号处理电路中设置有匹配电阻，该匹配电阻用于匹配CAN网络信号和传输线之间的阻抗，以及用于消除CAN网络信号上的共模干扰的共模电感。以及：

CAN信号适配电路，用收发差分信号处理电路滤波后的差分信号，以对总线提供差动发送能力并向中央控制器模块提供差动接收能力；信号隔离电路，将CAN信号适配电路的信号转换成和中央控制器模块同电势的串行信号，并输出到中央控制器模块的CAN通信接口。在本实施例的CAN总线适配电路中还设置有一个隔离电源，该隔离电源对CAN信号适配电路以及信号隔离电路进行供电。在另一实施例中，差分信号处理电路还包括一个瞬态尖峰电压抑制器、用于抑制CAN网络出现的瞬态脉冲高压。

采用本实施例，通过差分信号处理电路对CAN网络信号进行匹配和滤波处理，减少了信号的反射和振荡，确保通信的准确性和可靠性。CAN信号适配电路对得到的串行信号具有较好的隔离性能。通过信号隔离电路的作用，进一步减小外部干扰对其他信号的影响。本实施例的改进只由几个简单的元器件构成，相对于其他产品具有成本低的优点，在抗干扰能力方面也得到了大幅度的提升。

当然，本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于CAN总线的玉米收割机轴承监控预警系统，其特征在于，包括温度测试电路、数据处理电路和显示电路，所述温度测试电路中设置有中央控制器模块，所述中央控制器模块内置有数据处理单元和程序下载端口，中央控制器模块分别与CAN收发器、温度传感器模块和电源管理模块相连，所述CAN收发器与CAN总线相连，数据处理电路包括时钟电路、电源电路、复位电路、基于CAN总线的通信电路、串口通信电路，玉米收割机的轴承与所述温度测试电路相连，CAN总线上设置有节点，温度测试电路对节点温度进行实时采集，中央控制器模块对CAN总线接收的信号进行处理，通过差分放大器和AD转换模块输出，所述显示电路包括显示处理电路和显示模块，显示处理电路将信号进行处理，通过显示模块实时显示测试节点的温度；

所述显示模块为工业显示屏；

中央控制器模块还连接着温度模块，CAN总线的通信电路连接显示模块。