CN104750035A - 一种利用can总线技术控制混凝土泵车的方法 - Google Patents

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楚金甫
申留勋
陈西山
朱永智
段嵩岭
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Abstract

本发明涉及一种利用CAN总线技术控制混凝土泵车的方法，包括一种用于混凝土泵车的总线监控系统、一种利用CAN协议进行的软件设置和编程的方法和一种利用CAN协议进行的硬件互联方法，其硬件连接设备包括：控制器、显示器、倾角检测仪、旋转角度仪、遥控器、终端电阻等，其特征在于：控制器通过CAN端口1采集显示器、车身倾角、转台旋转角度、遥控器的指令等信息，并发送参数给显示器进行实时显示，发送指令给遥控器做相应的动作。本发明的应用使混凝土泵车整车线束更加简洁，安装更加容易，性能更加稳定，故障排查更加快捷。

Description

一种利用CAN总线技术控制混凝土泵车的方法
技术领域：
本发明属于专用汽车技术领域，尤其涉及一种利用CAN总线技术控制混凝土泵车的方法。
背景技术：
混凝土泵车是将用于泵送混凝土的泵送机构和用于布料的臂架集成在汽车底盘上的专用车辆。工作时，利用汽车底盘柴油发动机的动力，通过分动箱将动力传给液压泵，然后带动混凝土泵送机构和臂架系统，泵送系统将料斗内的混凝土加压送入管道内，管道附在臂架上，臂架可移动，从而将泵送机构泵出的混凝土直接送到浇灌点。发动机扮演着心脏的角色，实时检测发动机的参数如转速、机油压力、油耗等是整个系统良好运行的必要条件。目前通常采用PWM（脉冲宽度调制）信号或模拟量方式进行这些信号的采集。另外精确控制发动机的转速，也是整个控制系统中非常关键的环节，目前，通常采用两个数字量端（一个加速、一个减速）或PWM信号控制。这样使得和底盘相连的线束、电路和接口很多。
由于控制系统的需要，常常还要对很多有关臂架和泵送信号进行采集，如转台的旋转角度、车身的倾斜角度、臂架的转动角度以及臂架的遥控操作等等。当采集的信号较多时，不仅使得线束数量增加，也使得信号干扰越来越严重。
以上这些，势必造成系统繁杂，安装繁琐，故障点多，用户不宜维护。
发明内容：
本发明的目的就是针对目前的缺陷，针对混凝土泵车的工作数据检测和控制，提供一种利用CAN总线技术控制混凝土泵车的方法。 
本发明采用的技术方案是这样的：一种利用CAN总线技术控制混凝土泵车的方法，包括一种用于混凝土泵车的总线监控系统、一种利用CAN协议进行的软件设置和编程的方法和一种利用CAN协议进行的硬件互联方法，其硬件连接设备包括：控制器、显示器、倾角检测仪、旋转角度仪、遥控器、终端电阻等，其特征在于：控制器通过CAN端口1采集显示器、车身倾角、转台旋转角度、遥控器的指令等信息，并发送参数给显示器进行实时显示，发送指令给遥控器做相应的动作。
所述的一种用于混凝土泵车的总线监控系统，包括CAN1总线和CAN2总线；CAN1总线包括控制器、显示器、倾角检测仪、旋转角度仪、遥控器等硬件设备；CAN2总线，包括控制器和发动机，在该总线中，控制器通过CAN端口2和发动机实时通信，采集发动机转速、机油压力、机油温度、发动机扭矩等信息，通过发送指令控制发动机运转在设定转速上。
所述的控制器是整个控制系统的中枢系统，它负责收集、计算和协调信息，进而对各个操作系统如电磁阀等进行控制的目的。、
所述的显示器是一个人机互动平台，主要作用是显示各个状态信号，包括各个开关的状态、电磁阀的通断等以及参数的设置。
所述的倾角检测仪主要用来测量整车的水平状况，保持整车作业时的车身安全等）。
所述的旋转角度仪是用来测量转台的转动角度的。
所述的遥控器主要功能是对转台、各个臂架以及泵送、发动机的起停进行操作。
所述的一种利用CAN协议的软件设置和编程的方法，包括：软件设置、遥控器软件编程方法、倾角检测仪软件编程方法、发动机数据监测编程方法及发动机转速控制编程方法。
所述的一种利用CAN协议进行的硬件互联方法，包括CAN1总线涉及的硬件之间互联和CAN2总线涉及的控制器和发动机间的互联，具体包括控制器、显示器、倾角检测仪、旋转角度仪、遥控器、发动机、终端电阻以及连接它们的接插件。
所述的终端电阻是按照ISO11898-2标准连接于整个网络终端的电阻，额定阻值为120欧姆。
 本发明的应用使混凝土泵车整车线束更加简洁，安装更加容易，性能更加稳定，故障排查更加快捷。
附图说明：
附图1为根据本发明实施的CAN1总线拓扑结构图；
附图2为根据本发明实施的CAN2总线拓扑结构图；
附图3为根据本发明实施的CAN1的信息流图；
附图4为根据本发明实施的CAN2的信息流图；
附图5为根据本发明实施的CAN1和CAN2软件设置；
附图6为根据本发明实施的遥控器软件编程方法；
附图7为根据本发明实施的倾角传感器软件编程方法；
附图8为根据本发明实施的发动机数据监测编程方法；
附图9为根据本发明实施的发动机速度控制编程方法；
附图10为根据本发明实施的CAN硬件连接示意图。
图中：1.控制器、2.显示器、3.倾角检测仪、4.旋转角度仪、5.遥控器、6.发动机、7终端电阻。
具体实施方式：
下面结合附图来详细阐述利用本发明来实现混凝土泵车的控制。
本发明涉及一种利用CAN总线技术控制混凝土泵车的方法，包括一种用于混凝土泵车的总线监控系统、一种利用CAN协议进行的软件设置和编程的方法和一种利用CAN协议进行的硬件互联方法；其具体硬件设备包括：控制器1、显示器2、倾角检测仪3、旋转角度仪4、遥控器5、终端电阻7，如图10所示。
图1、图2、图3以及图4是为本发明提供的一种用于混凝土泵车的总线监控系统而展开的图示。
如图1所示，为本发明提供的CAN1总线拓扑结构，可以看出，本发明用于混凝土泵车的CAN1总线结构包括：控制器1、显示器2、倾角检测仪3、旋转角度仪4和遥控器5。
具体连接如下：
用控制器1的第一个CAN接口接入显示器2、倾角检测仪3、旋转角度仪4和遥控器5等CAN设备，并在CAN拓扑结构的两个终端接入120Ω电阻7。以实现数据在显示器2的显示。操作者在显示器2上的操作输入，车身的倾斜角度采集、遥控装置上的I/O输入和数据在遥控器5上的显示，转台的转角采集等等。图3为根据本发明实施的CAN1的信息流图。
如图2所示，本发明用于混凝土泵车的CAN2总线结构包括：控制器1和发动机6PSM模块。用控制器1的第二个CAN接口和控制发动机6ECU的PSM模块的CAN接口相连，并在其CAN拓扑结构的两个终端接入120Ω电阻7，其总线拓扑结构如图2所示。以实现发动机6的数据采集如机油温度、发动机实际转速、发动机的实际扭矩等等，另外，最重要的是我们还可以通过该接口实现发动机6速度的精确控制。图4为根据本发明实施的CAN2的信息流图。
如图5所示，为本发明提供的一种利用CAN协议进行的软件设置。由于CAN1采用的是Canopen协议，而CAN2采用的是J1939协议，所以它们在软件上有所不同，而本发明提供的控制器1中，内置了对两个接口的不同块定义，其命令格式参见图5，其主要包括接口的波特率，类型，有效性，ID号等配置参数。由于CAN2采用的是J1939协议，因此使用的不是标准ID格式而是扩展格式，故在CAN2块定义时把对应的参数Extended_Mode设置为TRUE.对于本发明所提供的技术方案中，我们将波特率设置为250kbt，具体到某一个项目，用户可以根据需要设定为其它的数值。
图7、图8和图9是为本发明提供的一种利用CAN协议进行的编程方法。
如图6所示，为本发明提供的遥控器1利用CAN协议的编程方法。我们利用Receive()命令即可获得相对应ID的数据信息。
遥控器1通过ID=16#381把各摇杆如转台、一臂、二臂、三臂、四臂等的比例传送到CAN1上，我们通过Receive()命令则把它存储到arCAN1_16ID381_RX_DATA[0]…arCAN1_16ID381_RX_DATA[7]8个字节内，控制器1则可以任意对这些数据进行再处理，如再通过发送指令传送到显示器2以供显示等。
如图7所示，为本发明提供的倾角检测仪3利用CAN协议的编程方法。
倾角检测仪3通过ID=16#190把X和Y轴方向上的角度数值传送到CAN1上，我们通过Receive()命令则把它存储到aInclination_Sensor1 [0]…aInclination_Sensor1 [7]8个字节内，控制器1则可以任意对这些数据进行再处理，如再通过发送指令传送到显示器2以供显示等。
如图8所示，为本发明提供的发动机6的PSM模块利用CAN协议监测数据的编程方法。
PSM模块通过ID= 16#0CFE5FEB把发动机6转速、发动机6扭矩等信息传送到CAN2上，我们通过Receive()命令则把它存储到arCAN2_16ID0CFE5FEB_RX_DATA [0]…arCAN2_16ID0CFE5FEB_RX_DATA [7]8个字节内，控制器1则可以任意对这些数据进行再处理，如再通过发送指令传送到显示器2以供显示等。
如图9所示，为本发明提供的发动机6PSM模块利用CAN协议控制发动机转速的编程方法。
控制器1通过CAN2_TRANSMIT()命令把设定的转速以规定的格式和频率发送到CAN2上，当PSM模块收到ID=16#0C000007的信息时，对其包含的数据进行解析，确认正确后即会对发动机6进行实时的调速。
其它如和显示器2的通讯方式以及和转台角度的通讯方式和上述相同。
通过上述方法，可以很好的对混凝土泵车所包含的设备进行数据采集和再利用，并且利用CAN协议能对发动机的转速进行实时控制。
利用本发明涉及的利用CAN总线技术控制混凝土泵车的方法和混凝土泵车传统控制线路相比较，具有布线少，布置起来更加简洁，又可利用本发明进行线路扩展。

Claims (10)

1.一种利用CAN总线技术控制混凝土泵车的方法，包括一种用于混凝土泵车的总线监控系统、一种利用CAN协议进行的软件设置和编程的方法和一种利用CAN协议进行的硬件互联方法，其件连接设备包括：控制器（1）、显示器（2）、倾角检测仪（3）、旋转角度仪（4）、遥控器（5）、终端电阻（7）等，其特征在于：控制器（1）通过CAN端口1采集显示器（2）、车身倾角、转台旋转角度、遥控器（5）的指令等信息，并发送参数给显示器（2）进行实时显示，发送指令给遥控器（5）做相应的动作。
2.根据权利要求1所述的一种利用CAN总线技术控制混凝土泵车的方法，其特征在于：一种用于混凝土泵车的总线监控系统，包括CAN1总线和CAN2总线；CAN1总线包括控制器（1）、显示器（2）、倾角检测仪（3）、旋转角度仪（4）、遥控器（5）等硬件设备；CAN2总线，包括控制器（1）和发动机（6），在该总线中，控制器（1）通过CAN端口2和发动机（6）实时通信，采集发动机转速、机油压力、机油温度、发动机扭矩等信息，通过发送指令控制发动机（6）运转在设定转速上。
3.根据权利要求1所述的一种利用CAN总线技术控制混凝土泵车的方法，其特征在于：控制器（1）是整个控制系统的中枢系统，它负责收集、计算和协调信息，进而对各个操作系统如电磁阀等进行控制的目的。
4.根据权利要求1所述的一种利用CAN总线技术控制混凝土泵车的方法，其特征在于：显示器（2）是一个人机互动平台，主要作用是显示各个状态信号，包括各个开关的状态、电磁阀的通断等以及参数的设置。
5.根据权利要求1所述的一种利用CAN总线技术控制混凝土泵车的方法，其特征在于：倾角检测仪（3）主要用来测量整车的水平状况，保持整车作业时的车身安全等）。
6.根据权利要求1所述的一种利用CAN总线技术控制混凝土泵车的方法，其特征在于：旋转角度仪（4）是用来测量转台的转动角度的。
7.根据权利要求1所述的一种利用CAN总线技术控制混凝土泵车的方法，其特征在于：遥控器（1）主要功能是对转台、各个臂架以及泵送、发动机（6）的起停进行操作。
8.根据权利要求1所述的一种利用CAN总线技术控制混凝土泵车的方法，其特征在于：一种利用CAN协议的软件设置和编程的方法，包括：软件设置、遥控器（1）软件编程方法、倾角检测仪（3）软件编程方法、发动机（6）数据监测编程方法及发动机（6）转速控制编程方法。
9.根据权利要求1所述的一种利用CAN总线技术控制混凝土泵车的方法，其特征在于：一种利用CAN协议进行的硬件互联方法，包括CAN1总线涉及的硬件之间互联和CAN2总线涉及的控制器（1）和发动机（6）间的互联，具体包括控制器（1）、显示器（2）、倾角检测仪（3）、旋转角度仪（4）、遥控器（5）、发动机（6）、终端电阻（7）以及连接它们的接插件。
10.根据权利要求1所述的一种利用CAN总线技术控制混凝土泵车的方法，其特征在于：终端电阻（7）是连接于整个网络终端的电阻，额定阻值为120欧姆。
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