基于CAN總線輪式農(nóng)業(yè)移動平臺通訊子系統(tǒng)的研究.pdf

1、自走式農(nóng)業(yè)機械不斷地向網(wǎng)絡化、智能化、分布式控制技術方向發(fā)展，應用于農(nóng)業(yè)機械的電子裝備接口標準化設計變得日益重要。串行總線標準化不僅使農(nóng)業(yè)信息交換與共享成為可能，而且給農(nóng)業(yè)機械電子設備的集成組裝與維護帶來極大便利。在此形式下，現(xiàn)場控制局域網(wǎng)絡CAN(Controller Area Network)協(xié)議被選用為農(nóng)業(yè)機械電子設備的總線標準協(xié)議。 2006年，課題組申請到“863”計劃項目——移動式果樹采摘機器人關鍵技術研究。本研究為

2、機器人平臺控制系統(tǒng)建立一個通訊網(wǎng)絡，并完成機器人平臺速度和位置的控制工作。 本文從研究控制器局域網(wǎng)入手，分析了國內(nèi)外控制器局域網(wǎng)的發(fā)展與應用現(xiàn)狀；深入研究CAN網(wǎng)絡協(xié)議的技術規(guī)范，描述了CAN總線的分層結構中的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，簡要介紹了CAN總線的一些基本概念和基本組織規(guī)則，詳細闡述了CAN總線的報文、幀格式，錯誤類型，檢測錯誤能力以及CAN開發(fā)中的一些常用元器件。 本研究設計了基于CAN技術的四輪轉向、四輪驅動的農(nóng)

3、業(yè)移動機器人的電機控制器，該控制器具有實時數(shù)據(jù)采集、接收CAN總線上報文幀、將機器人平臺當前的狀態(tài)信息發(fā)送到總線、將上位機發(fā)送的電機控制信息轉化為模擬量并輸出到電機驅動器等功能模塊。在本系統(tǒng)所建立的CAN網(wǎng)絡中，共有9個節(jié)點，分別是1個上位機節(jié)點、4個驅動電機控制器節(jié)點和4個轉向電機控制器節(jié)點。系統(tǒng)上位機采用高性能工控機，主要實現(xiàn)導航路徑提取、行走路徑規(guī)劃、各個電機控制命令的發(fā)送等功能；下位機為單片機控制系統(tǒng)，是本文研究的核心內(nèi)容，負責