CN106444511A - 一种电动农业机械can总线控制结构 - Google Patents

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许永强
田伟
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Abstract

本发明公开了一种电动农业机械CAN总线控制结构，其电动农业机械由电动动力机械与农机具组成，包括安装在电动动力机械内的CAN总线控制网络，所述CAN总线控制网络包括农机总线；所述农机总线连接有动力机械控制单元TC；其中，动力机械控制单元TC有至少一个结点：用于接入农机总线的动力机械控制单元农机总线结点。本发明的优点在于：简化农业机械与车辆的布线，降低成本，同时实现了电控单元间数据高度共享，提高系统可靠性及故障诊断水平。

Description

一种电动农业机械CAN总线控制结构
技术领域
本发明属于农业机械电控网络技术领域，特别涉及一种电动农业机械CAN总线控制结构。
背景技术
随着电子技术的飞速发展，拖拉机与农机具的电子控制设备越来越多，而传统电子控制单元间采用点对点的联结方式，线束多、布线复杂，造成网络可靠性低、数据资源难以共享，机具间协调控制不易实现。
发明内容
发明目的：本发明提供一种电动农业机械CAN总线控制结构，所提CAN（ControllerArea Network，控制器局域网）总线连接电子控制单元大大简化农业机械与车辆的布线，降低成本，同时实现了电控单元间数据高度共享，提高系统可靠性及故障诊断水平，以解决现有技术中的问题。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种电动农业机械CAN总线控制结构，其电动农业机械由电动动力机械与农机具组成，包括安装在电动动力机械内的CAN总线控制网络，所述CAN总线控制网络包括农机总线；所述农机总线连接有动力机械控制单元TC；所述动力机械控制单元TC有至少一个结点：用于接入农机总线的动力机械控制单元农机总线结点。
进一步，所述动力机械控制单元TC具备电机控制、能源管理、变速控制、悬挂控制和牵引控制的功能。
进一步，所述CAN总线控制网络还包括动力机械总线，所述动力机械总线可独立连接电机控制单元T1、能源管理单元T2、变速控制单元T3、悬挂控制单元T4和牵引控制单元T5，并通过动力机械控制单元TC与农机总线进行通信，所述动力机械控制单元TC有至少两个结点：用于接入动力机械总线的动力机械控制单元动力机械总线结点、用于接入农机总线的动力机械控制单元农机总线结点。
进一步，所述CAN总线控制网络还包括农机子网络总线，所述农机总线与农机子网络总线之间通过农机具控制单元MC进行通信。
进一步，所述动力机械总线、农机总线之间的通信还可以通过网关实现。
进一步，所述农机总线与农机子网络总线之间的通信还可以通过网关实现。
进一步，所述农机总线还连接有位姿单元M1、任务控制单元M2、操纵控制单元M3、虚拟终端M4和诊断接口M5。
进一步，所述农机子网络总线还连接有多个农具控制单元，所述农具控制单元为微型控制器。
进一步，所述CAN总线控制网络采用绞缠、无屏蔽或者四芯线缆为介质的250 kB网络；其中，四芯线缆中两根作为导线传递CAN_H和CAN_L信号，其余两根作为终端电阻的电源线。
进一步，各条总线之间的通信内容包括：时间、速度、距离、位姿、导航信息、动力输出参数、悬挂装置状态与参数和作业信息。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
解决了传统电子控制单元间采用点对点的联结方式，线束多、布线复杂，造成网络可靠性低、数据资源难以共享，机具间协调控制不易实现。采用CAN总线连接电子控制单元大大简化农业机械与车辆的布线，降低成本，同时实现了电控单元间数据高度共享，提高系统可靠性及故障诊断水平。
附图说明
图1是本发明的电动农业机械CAN总线网络结构简图；
其中：1-电动动力机械，2-农机具，3-动力机械总线，4-农机总线，5-农机子网络总线。
具体实施方式
一种电动农业机械CAN总线控制结构，其电动农业机械由电动动力机械1与农机具2组成，包括安装在电动动力机械1内的CAN总线控制网络，所述CAN总线控制网络包括农机总线4；
所述农机总线4连接有动力机械控制单元TC；其中，动力机械控制单元TC有至少一个结点：用于接入农机总线4的动力机械控制单元农机总线结点。
前述动力机械控制单元TC具备电机控制、能源管理、变速控制、悬挂控制和牵引控制的功能。
前述CAN总线控制网络还包括动力机械总线3，所述动力机械总线3可独立连接电机控制单元T1、能源管理单元T2、变速控制单元T3、悬挂控制单元T4和牵引控制单元T5，并通过动力机械控制单元TC与农机总线4进行通信，其中，所述动力机械控制单元TC有至少两个结点：用于接入动力机械总线3的动力机械控制单元动力机械总线结点、用于接入农机总线4的动力机械控制单元农机总线结点。
前述CAN总线控制网络还包括农机子网络总线5，所述农机总线4与农机子网络总线5之间通过农机具控制单元MC进行通信。
前述的一种电动农业机械CAN总线控制结构，所述动力机械总线3、农机总线4之间的通信还可以通过网关实现。
前述的一种电动农业机械CAN总线控制结构，所述农机总线4与农机子网络总线5之间的通信还可以通过网关实现。
前述农机总线4还连接有位姿单元M1、任务控制单元M2、操纵控制单元M3、虚拟终端M4和诊断接口M5。
前述的一种电动农业机械CAN总线控制结构，所述农机子网络总线5还连接有多个农具控制单元，所述农具控制单元为微型控制器。
前述CAN总线控制网络采用绞缠、无屏蔽或者四芯线缆为介质的250 kB网络；其中，四芯线缆中两根作为导线传递CAN_H和CAN_L信号，其余两根作为终端电阻的电源线。
前述的一种电动农业机械CAN总线控制结构中，各条总线之间的通信内容包括：时间、速度、距离、位姿、导航信息、动力输出参数、悬挂装置状态与参数和作业信息。
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，为电动农业机械CAN总线网络结构简图。电动农业机械由电动动力机械1与农机具2组成。CAN总线控制网络分为两部分，一部分是动力机械总线3，另一部分是农机总线4，这部分还包括农机子网络总线5。动力机械总线3与农机总线4两部分是通过动力机械控制单元TC或者网关来通信。农机总线4与农机子网络总线5之间通过农机具控制单元MC或者网关来通信。
电机控制单元T1、能源管理单元T2、变速控制单元T3、悬挂控制单元T4、牵引控制单元T5等连接到动力机械总线3上，提供电动机、蓄电池、变速器、悬挂机构、牵引控制等参数信息。
位姿单元M1、任务控制单元M2、操纵控制单元M3、虚拟终端M4、诊断接口M5连接到农机总线4上。位姿单元M1负责对车辆位姿包括：速度、航向、三个方向倾角的信号进行处理。任务控制单元M2可通过外接的管理计算机提供农具作业的任务指令，例如提供精细农业操作中的处方指令，同时可以存储作业信息数据，这些数据通过网络传输给农机具控制作业。虚拟终端M4位于动力机械驾驶室内部，是一个电子控制单元，负责网络结点和用户之间的交互，可以把网络结点的相关信息显示在虚拟终端上，也可以把用户的输入发送到网络上。典型的虚拟终端为一个作业监视器，可对作业过程进行监视。诊断接口M5可外接诊断计算机进行故障诊断。
农具控制单元B1、B2等连接至农机子网络总线5上，通常为微型控制器，控制农机具的作业动作。
动力机械总线3并非必需，可能动力机械控制单元TC只有一个结点。动力机械控制单元TC至少要有一个结点，以便能够接入农机总线4。当系统包含动力机械总线3和农机总线4两部分时，动力机械控制单元TC至少要有两个结点，分别称之为动力机械控制单元动力机械总线结点、动力机械控制单元农机总线结点；动力机械控制单元TC还可以接入其它结点，例如显示面板，检测总线等。
总线控制网络采用绞缠、无屏蔽、四芯线缆为介质的250 kB网络，四芯线缆中两根作为导线传递CAN_H和CAN_L信号，另外两根作为终端电阻的电源线。
动力机械与农机具之间通信所用的消息包括：时间、速度、距离、位姿、导航信息、动力输出参数、悬挂装置状态与参数、作业信息等。网络中信息可以在各部件间通讯与共享。信息以不同的重复率被传送。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电动农业机械CAN总线控制结构，其电动农业机械由电动动力机械（1）与农机具（2）组成，其特征在于：包括安装在电动动力机械（1）内的CAN总线控制网络，所述CAN总线控制网络包括农机总线（4）；
所述农机总线（4）连接有动力机械控制单元TC；其中，动力机械控制单元TC有至少一个结点：用于接入农机总线（4）的动力机械控制单元农机总线结点。
2.根据权利要求1所述的一种电动农业机械CAN总线控制结构，其特征在于：所述动力机械控制单元TC具备电机控制、能源管理、变速控制、悬挂控制和牵引控制的功能。
3.根据权利要求1所述的一种电动农业机械CAN总线控制结构，其特征在于：所述CAN总线控制网络还包括动力机械总线（3），所述动力机械总线（3）可独立连接电机控制单元T1、能源管理单元T2、变速控制单元T3、悬挂控制单元T4和牵引控制单元T5，并通过动力机械控制单元TC与农机总线（4）进行通信，其中，所述动力机械控制单元TC有至少两个结点：用于接入动力机械总线（3）的动力机械控制单元动力机械总线结点、用于接入农机总线（4）的动力机械控制单元农机总线结点。
4.根据权利要求1所述的一种电动农业机械CAN总线控制结构，其特征在于：所述CAN总线控制网络还包括农机子网络总线（5），所述农机总线（4）与农机子网络总线（5）之间通过农机具控制单元MC进行通信。
5.根据权利要求3所述的一种电动农业机械CAN总线控制结构，其特征在于：所述动力机械总线（3）、农机总线（4）之间的通信还可以通过网关实现。
6.根据权利要求4所述的一种电动农业机械CAN总线控制结构，其特征在于：所述农机总线（4）与农机子网络总线（5）之间的通信还可以通过网关实现。
7.根据权利要求1所述的一种电动农业机械CAN总线控制结构，其特征在于：所述农机总线（4）还连接有位姿单元M1、任务控制单元M2、操纵控制单元M3、虚拟终端M4和诊断接口M5。
8.根据权利要求4所述的一种电动农业机械CAN总线控制结构，其特征在于：所述农机子网络总线（5）还连接有多个农具控制单元，所述农具控制单元为微型控制器。
9.根据权利要求1所述的一种电动农业机械CAN总线控制结构，其特征在于：所述CAN总线控制网络采用绞缠、无屏蔽或者四芯线缆为介质的250 kB网络；其中，四芯线缆中两根作为导线传递CAN_H和CAN_L信号，其余两根作为终端电阻的电源线。
10.根据权利要求3-6任一项所述的一种电动农业机械CAN总线控制结构，其特征在于：各条总线之间的通信内容包括：时间、速度、距离、位姿、导航信息、动力输出参数、悬挂装置状态与参数和作业信息。
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